Pladevarmeveksler (PHE) er et effektivt og kompakt varmeudvekslingsudstyr, der er overlegen i forhold til skal- og rørvarmeveksler i mange aspekter. Under den samme varmevekslingsbelastning er volumenet af pladevarmeveksleren 1/3 ~ 1/6 af røret og skalletypen, og vægten er kun 1/2 ~ 1/5 af røret og skalletypen. Den krævede kølemiddelopladning Volumenet er kun ca. 1/7 af skallen og rørtypen. Med hensyn til vandvarmeveksling, under den samme belastning og den samme vandhastighed, kan varmeoverførselskoefficienten for pladevarmeveksleren nå 2000 ~ 4650W / (㎡ · K), hvilket er 2 ~ 5 gange på grund af fordele ved høj varmeoverførselseffektivitet, lille størrelse, let vægt, praktisk areal og proceskombination, pladevarmevekslere er blevet vidt brugt i køleindustrien, såsom køleapparater og luftkølede varmepumper. Anvendelsen af varmevekslere såsom fordampere, kondensatorer, varmeudvindingsvarmevekslere (overvarmekøler), flydende underkøler og oliekølere af skruekompressorer i varmtvandsenheder øges. Pladevarmeveksleren bruges som fordamper under afkøling og som kondensator under opvarmning.
1 Grundlæggende krav til pladevarmevekslere til køleudstyr
(1) Pladevarmevekslere, der bruges i køleudstyr, har højt tryk på kølemiddelsiden (op til ca. 25 bar) og stærk gennemtrængning, så højtryksloddede pladevarmevekslere, der er specielt fremstillet til køleindustrien, bør foretrækkes ved modellering.
(2) Varmeoverførselskoefficienten er en vigtig indikator for at måle varmevekslereffekten af varmeveksleren. Med stigningen i energibehovet pr. Enhedsvolumen køleskabe, bør varmevekslerområdet pr. Enhedsvolumen af pladevarmevekslere, der bruges i køleudstyr, også stige tilsvarende. De vandkølede og glykolafkølede enheder bruger en yderst effektiv og kompakt rustfri stål loddet pladevarmeveksler, som har en større stigning i modstandseffektivitet end skallen og rørvarmeveksleren, og skaleringsgraden er kun den samme som for shell kondensator. 1/10 [2]. .
(3) Et stort trykfald i kondensatoren reducerer dampens kondensationstemperatur, hvilket resulterer i en reduktion i varmeoverførsels temperaturforskellen; et stort trykfald i fordamperen vil forårsage overdreven dampoverophedning ved udløbet. Begge tilfælde øger varmevekslingsområdet, hvilket er ugunstigt for varmeveksling. For kondensatoren anbefales det, at kølemediet (som R22) sidetrykfald ≤0,01 ~ 0,03Mpa2.
(4) For luftkølede varmepumpeenheder bruges vand-side varmeveksleren som fordamper om sommeren og som kondensator om vinteren. De to skal vælges og beregnes separat i designet, og det større område skal have forrang.
2 Som en pladevarmeveksler til fordamper
Som vist i figur 1 er kølecyklussen i den luftkølede varmepumpeenhed
På det tidspunkt bruges pladevarmeveksleren som en fordamper. Fordamperen skal holdes lodret, og gas- og væskeformet kølemiddel, der opfanges af ekspansionsventilen, kommer ind fra bunden af fordamperen for at sikre jævn fordeling af kølemidlet og samtidig undgå flydende kølemiddel ind i kompressionskammeret ved fordampning er ufuldstændig" Flydende hit" fænomen. Tyngdekraftens virkning på dråberne forhindrer dem i at gå op med gasdampen før fuldstændig fordampning, hvilket kan sikre tilstrækkelig varmeudveksling, så kølemediet fuldstændigt kan intensiveres eller endda producere en vis grad af overhedning, når man forlader fordamperen; fra dette punkt kan det ses, at det høje antal plader i pladevarmeveksleren på pladen er mindre end for lavpladen, hvilket i høj grad kan reducere graden af ujævnhed af kølemediet i varmeveksleren. På grund af volumenstrømningshastigheden for gaskølemediet ved fordamperens udløb er mere end 30 til 60 gange volumenstrømningshastigheden for tofaseblandingen ved indløbet, er størrelsen på kølemiddeludløbsfugen af pladevarmeveksler skal ikke være for lille.
Da pladeafstanden til pladevarmeveksleren er lille, og pladerne er tynde, er frostvæskebeskyttelsen af pladefordamperen særlig vigtig. For kølere uden frostsikring skal udløbstemperaturen reguleres over frysepunktet. Der er naturligvis mange frostvæskeforhold for pladevaporatoren. For eksempel er enheden udstyret med en lavtryks-kontrolafbryder, en kølevæskes frostvæskekontakt, en vand-side temperaturstyret frostvæske-afbryder og en flow-afbryder.
Når fordampningstemperaturen stiger, vil fordamperens gennemsnitlige temperaturforskel falde, så fordamperens kølekapacitet falder, men for kompressoren vendes situationen. Kompressorens kølekapacitet øges med fordampningstemperaturen。
Hvis der vælges en mindre fordamper, vil arbejdspunktet bevæge sig langs kompressorkurven mod en lavere fordampningstemperatur, hvilket ikke kun forårsager et fald i udgangssignalet fra hele maskinen, men også fordampningstemperaturen ved driftsbalancepunktet er tæt på frysetemperatur, farvel Det er mere sandsynligt, at pladen fordamper fryses. Hvis der vælges en større fordamper, som ikke kun undgår muligheden for reduceret ydelse og frysning, men også reducerer trykfaldet på vandsiden, hvilket reducerer pumpens energiforbrug under drift. Selvfølgelig vil valg af en større fordamper øge den oprindelige investering, så det bør overvejes omfattende.
Det er værd at nævne, at når den luftkølede varmepumpeenhed går ind i afrimningsfasen på grund af den høje vandtemperatur på lavtrykssiden (pladevarmevekslersiden) og den lave temperatur på højtrykssiden (fin varmevekslerside) , den høje og lave Forskellen er meget lille, hvilket resulterer i en relativt lille strømningshastighed for ekspansionsventilen (fordi strømningshastigheden for ekspansionsventilen er proportional med rodmidlets kvadrat for trykforskellen før og efter ventilen), og på samme tid er kølemediummaterialet i pladevarmeveksleren mindre, og fordampningstemperaturen her er højere. Høj, så der vil være et fænomen med lavt tryk evakuering af den luftkølede varmepumpeenhed under afrimning, og denne evakuering er yderst ugunstig for køling og olieretur smøring af kompressoren, og det vil forårsage skade på kompressorspolen og bevægelige dele i lang tid.
Som svar på denne situation kan vi optimere systemet ， et kapillarrør, der skal åbnes og lukkes af magnetventilen 9, er parallelt forbundet i begge ender af køleekspansionsventilen 4, som vist i fig. 3. Når der forekommer støvsugning i varmepumpeenheden, skal åbningen og lukningen af den åbne magnetventil 9 være i stand til at kunne kontrolleres med rimelighed. Forfatteren af denne artikel har udført en masse efterforskningsarbejde i dette aspekt og opnået relativt tilfredsstillende resultater.
3 Pladevarmeveksleren som kondensator
Pladevarmeveksleren, der anvendes som fordamper i kølecyklussen på varmepumpeenheden, bruges som kondensator under varmepumpecyklussen. I både køle- og varmepumpecyklussen er kølemediets strømningsretning modsat, mens vandstrømningsretningen er uændret. Da kondensatorens belastning er større end fordamperens belastning, skal konstruktionen overveje, at pladevarmeveksleren fungerer som en fordamper til co-strøm varmeudveksling og når den bruges som kondensator til modstrøms varmeudveksling. Bestemmelsen af indløbs- og udløbstemperaturen for kølevandet til pladevarmeveksleren bør baseres på de lokale meteorologiske forhold (hovedsageligt med henvisning til beregningen af temperaturen på den luftkonditionerende våde pære om sommeren) og en sammenligning af investerings- og driftsomkostninger. Generelt er kølevandets indløbstemperatur 4 til 6 grader højere end den beregnede temperatur på den lokale sommerklimaanlægs våde pære, og temperaturforskellen på kølevandet er 4 til 6 grader.
For pladekondensatorer er der generelt ikke behov for at have et kondensafsnit og en superkølesektion, der eksisterer samtidig, fordi varmeudvekslingen af superkølingssektionen er at udveksle fornuftig varme, som er meget lavere end den latente varmevekslereffektivitet i kondensationssektionen. Hvis superkøling er påkrævet, skal en subkøler i princippet indstilles separat.
Da kondensationsvarmeoverførselskoefficienten generelt er mindre end vandets side-varmeoverførselskoefficient, for at gøre de to så tæt som muligt, bør vandstrømningshastigheden være mindre end den for vand-til-vand-varmeveksleren, som kan være 0,3 ~ 0,6 / s. Det er værd at bemærke, at vandstrømningshastigheden ikke skal være for lille, ellers forårsager den lav turbulens, hvilket vil føre til utilfredsstillende varmeoverførselseffektivitet og selvrensende virkning.
Varmeoverførslen i kondensatoren sker grundlæggende gennem filmkondensation, så pladevarmeveksleren skal dreje lodret. Kølemediet kommer ind i pladekondensatoren ovenfra i form af overophedet gas, afkøles, kondenseres efter overophedning og kommer ud fra bunden i form af superkølet væske.
Det skal bemærkes, at da det indre volumen af pladekondensatoren er meget lille og ikke kan opbevare væske, skal varmepumpesystemet med pladevarmeveksleren, da vandets sidevarmeveksler skal være forsynet med et yderligere væskebeholder.
4 Pladevarmeveksler til varmegenvindingsenhed
Varmeudvindingsenheden bruger kondenserende varme og ledningsvand til at opvarme det til husholdningsvand eller forarbejde varmt vand for at fjerne kondensvarmen, der genereres af køleanlægget, dvs. direkte sende vand fra vandet, der opfylder mængden af varmt vand til varmeudvindingsvarmeveksleren og udledes den i atmosfæren. Pladevarmeveksleren, der bruges som varmeudvindingsvarmeveksler, installeres mellem kondensatoren og kompressoren, som vist i flowdiagrammet for LSFMH-varmegenvindingsenheden produceret af Changzhou Aisite Air Conditioning Equipment Co., Ltd.
Eksperimenter viser, at overvarmekølerens belastning normalt er 20% af kondensatorbelastningen. Med stigningen i indløbsvandtemperaturen i varmeudvindingsvarmeveksleren er genvindingen af den latente kondensationsvarme reduceret, og derefter bruges den kondenserede fornuftige varme hovedsageligt til at fortsætte med at opvarme det foreløbige opvarmede varme vand til 50 ~ 60 ℃ vand ved høj temperatur opbevaret i vandopbevaringstank til brug.
Ved konstruktion og valg af varmeudvindingsplade-varmevekslere for at sikre enhedens normale kølefunktion og opnå en højere energiudnyttelseskoefficient, bør energifordelingsforholdet mellem varmegenvinding og kølekapacitet overvejes omfattende. Det er værd at bemærke, at på grund af den høje temperatur i varmeudvindingspladeens varmeveksler, for at forhindre skoldning af vandet i varmeudvindingspladeens varmeveksler, skal vandet være blødgjort.
På grund af svingningen eller den enorme påvirkning af kompressorudstødningen kan det desuden forårsage trykskade på den loddede pladevarmeveksler. Derfor installerer nogle producenter et buffersektion mellem kompressoren og køleren til overhedning.