冷柜传热的因素

 在冷柜8455网址 ,中,如果传热效果不好,那么冷柜制冷速度就会变得很慢,甚至产生不制冷的现象。这是因为冷柜内部热量出不去,导致这样的结果。那么冷柜中那个部件起到传热作用呢?那就是蒸发器。下面就让冷柜价格来讲述它在冷柜中的作用吧。

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关于恒温恒湿箱制冷系统介绍●两个单级制冷系统复叠的制冷循环●两级压缩系统复叠的制冷循环●三元复叠制冷循环
针对获取-20℃以下的低温时均采用复叠式制冷循环系统.获取低温而采用两级压缩复叠制冷循环的原因:
1.制冷剂热物理特性的限制。
现在恒温恒湿试验机中单级制冷循环基本上采用的中温制冷剂是R404A,在一个大气压下其蒸发温度是-46.5℃(R22/-40.7℃),但空气冷却式冷凝器传热温差通常取10℃左右(在强制送风散热循环下,蒸发器和内箱的温差),就是说箱内只能制取-36.5℃的低温,当然,通过调低压缩机的蒸发压力,可以将R404A制冷剂的最低蒸发温度降低到-50℃;所以要获取-50℃及以下的低温时必须采用中温制冷剂与低温制冷剂复叠式的制冷循环,制取-50℃~-80℃的低温,低温制冷剂一般选用R23它在一个大气压下的蒸发温度是-81.7℃。
2.单级压缩蒸气制冷循环压比的限制
单级蒸气压缩式制冷机的最低蒸发温度,主要取决于它的冷凝压力及压缩比.制冷剂的冷凝压力由制冷剂的类别和环境介质(如空气或水)的温度决定,在通常情况下,它处0.7~1.8Mpa范围内.压缩比与冷凝压力和蒸发压力有关,当冷凝压力一定时,随着蒸发温度的降低,蒸发压力也相应下降,因而使压缩比上升,它将引起压缩机排气温度的升高,润滑油变稀,使润滑条件变坏,严重时甚至会出现结炭和拉缸现象;另一方面,压缩比的增大将导致压缩机的输气系数降低,制冷量减少,实际压缩过程偏离等熵过程越远,压缩机功耗增加,制冷系数下降,经济性降低.将出现以下一些影响.
a.任何制冷剂,蒸发温度越低,则蒸发压力也就越低.过低的蒸发压力,有时可能造成压缩机难以吸气,或者使外界的空气进入制冷系统.
b.当蒸发温度过低时,某些常用制冷剂已达凝固温度,无法实现制冷剂的流动,循环.
c.蒸发压力降低,制冷剂的比体积增大,制冷剂的质量流量减少,制冷量大大下降.为了获得所需制冷量,必须增大吸气容积,使压缩机体积过于庞大.
3.压缩机线圈散热的限制
单级压缩机工作时,在做-35℃左右,因为压缩机的线圈是旋空在压缩机中间的,这就产生一个问题,-35℃时,压缩机的低压是为负数值,也就是产生了一个真空度,这样线圈的顶端热量就没有办法散去,这样就压缩机表面是十分凉,可是实际上内部,他的温度是很高的,(因为真空是最好的隔热介质)!
由上可见:恒温恒湿试验针对-40℃机型可以采用单级制冷循环,也可以采用复叠式制冷循环系统,但单级制冷循环是靠调小压缩机的膨胀阀开启度,减小制冷剂流量限流来调低蒸发压力(约0.7个大气压),从而获得更低的蒸发温度的,这样的设计是以牺牲系统的制冷量来达到的(制冷量约只有标准的0.7~0.8),导致制冷效率低并加大了压缩机的负载,而且易引起压缩机线圈过热,影响了压缩机的寿命。(end)

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摘要:采用循环水冷却锻造水压机工作介质已获得成功。这项技术的应用,节约了大量的自来水和资金。在设计中采用热水串联,冷水并联;回水采用封闭式“压力流”;增大辅助降温散热面积等措施。关键词:快锻水压机;工作介质;循环水冷却;板式换热器
一、前言我厂使用的6300kN快锻水压机组原采用自来水—板式换热器冷却系统冷却工作介质。两台水压机工作2.5h以后,工作介质温度达到60℃以上(图1),超过国家标准(55℃),致使液压机密封件软化,泄漏严重。曾采用自来水直接更换工作介质来维持生产,但设备管路系统锈蚀严重,自来水浪费严重,每年达40万m3。

   
(1)霜层及污垢等对传热的影响。蒸发器是通过金属表面对空气进行热交换的。金属的导热率很高,例如:铝的导热系数为203W/(m.K),铜为380W/(m·K),但冰和霜的导热系数分别为2.3W/(m·K)和0.58W/(m·K),要比铜和铝低数百倍。冷柜价格所以蒸发器往面结有较厚的冰或霜时,传热效率就要大为降低。尤其是强近对流的翅片盘管蒸发器,霜层的积蓄将导致翅片间隙缩小甚至堵塞风道,使冷风不能循环,会导致冷柜工作失常。

图1改造前工作介质水箱升温曲线

   
另外,冷柜中蒸发器的传热表面如黏附有污物,也会造成很大的热阻力,影响制冷剂液体润滑表面能力,使传热效率下降。另外,如制冷剂中带有润滑油,也会影响传热。

为了缓解我厂自来水供应薄弱的矛盾,决定改用循环水取代自来水来冷却水压机组的工作介质。笔者在设计与施工中采取了一系列措施解决了运行中出现的问题。经三年的运行,证明采用循环水冷却水压机组的工作介质是合理的,达到了预想的结果。二、冷却原理和板式换热器的最佳组合6300kN快锻水压机工作介质冷却系统的工作原理如图2所示。

   
(2)空气对流速度对传热的影响。通过蒸发器表面的空气流速越高,传热效率越高。直冷式冷柜是靠空气自然对流冷却,如果食品之间和食品与柜内壁之间没有适当的间隙,而挤得很满、很紧,空气就不能正常对流,因而降低了蒸发器传热效率。强迫对流冷却的蒸发器,风速过低或风道不畅都会使传热效率越低。

图26300kN快锻水压机工作介质冷却系统原理图

   
(3)传热温差对传热效率的影响。蒸发器与周围空气的温差越大,蒸发器的传热效率越高:当温差相同时,冷柜内温度越高,传热效率越低。

板式换热器具有传热系数高,结构紧凑,拆洗方便,并易于组合所需的换热面积。优于列管式、螺旋式等换热器。板式换热器的优点也为利用循环水代替自来水创造了条件。但是,板式换热器的选型和流程组合好坏,对其热工性能和设备投资都有很大影响。如果设计不合理,不是传热系数K值太低,面积过大,就是流速太高,阻力过大。对工作介质的温度与循环水在10~15℃的小温差条件下进行了理论计算,分析比较,在确定了换热面积F、片数N等参数后,决定采用工作介质串联,即连续冷却两次,循环水并联,即在一个板式换热器冷却后就回水。采用热串联冷并联这种大流量的循环水冷却小温差的工作介质是一种可靠的换热组合设计,如图3所示。

   
(4)制冷剂特性对蒸发器传热影响。制冷剂沸腾(汽化)时的散热强度、制冷剂的导热系数大小及流速都会直接影响蒸发器的传热性能。制冷剂沸腾时散热强度随受热表面温度与饱和温度之差的增大而增高。K值增大则传热面积可相应减小。冷柜中制冷剂流速大则传热系数也大。R134a传热效率比R12差,也稍差于R600a,而R12的传热效率最好。

图3热串、冷并板式换热器组合示意图

 

三、板式换热器中的流体流速板式换热器的传热系数K值一般在2900~3600W/m2.℃之间。为发挥其特点,必须提高冷、热侧板间流体流速,一般讲K值与板间流体的流速0.8次方成正比。板间流速过低,使换热器处于低效的运行工况;板间流速过高又增大了流道阻力损失。板间流体流速是影响板式换热器传热系数K值的重要参数,其K值可表示为:K=1/(1/α1+δ/λw+1/α2)(1)式中α1、α2——冷、热流体通道内流体与壁面间对流传热模系数,W/m2.℃δ——板式换热器板片厚度,mλ——板式换热器板片导热系数,W/m2.℃由(1)式可知,板式换热器的传热系数K值与α1和α2有关,且小于二者中任何一个。因此要想充分发挥良好的传热性能,必须同时提高冷、热侧流体与壁面间对流传热模系数α1和α2值。二者若相差较大,其中一侧α值较低的话,板式换热器良好的传热性能也得不到发挥。α值可用以下经验公式计算:α=Nu.λ/dH(2)Nu=ARbt.P0.3r(3)Rt=v.dH/ν(4)式中Nu——努塞而特准数Rt——雷诺准数A、b——产品特定的系数和指数λ——水的导热系数,W/m2.℃ν——水的运动粘度,m2/sPr——水的普兰特准数dH——板式换热器的当量直径,mv——流体流速,m/s由于(2)、(3)、(4)式可知,在同一种板式换热器中,同样温度水的情况下,α值最终与流速v有关,流速越大,其α值越大,K值则相应增大。因此提高冷、热侧流速是提高K值的关键。考虑到提高流速受压力损失ΔP的限制,最后笔者确定板间流速v取0.25~0.5m/s。用此来确定循环水泵的型号、参数,及进、回水管径、阻力等。提高流速后,循环水回水管网的设计就要以封闭式的压力流为主。彻底改变敞开式,有循环水井的重力流的常规设计。四、增大辅助降温散热面积为了使循环水在回水过程中温度降至设计要求,只靠常规设计中的冷却塔冷却满足不了“小温差”降温目的,为了进入冷却塔之前温度尽可能低,必须采用如下辅助降温措施。1.增大工作介质回水箱体积增加一个25m3的工作介质回水箱,使储量提高1倍,对降低工作介质温度作用如图4所示。

图4增加新水箱后工作介质自然升温曲线

2.延长回水管路长度延长回水管路长度300m,在回水管径为300m的情况下,总散热面积增大280m2以上。3.增设冷池、热池设计蓄水240t的冷池、热池各一个,起到了平衡供水量,降低水温的作用。以上二项辅助工程以地下为主,减少了夏季气温对循环水的影响。4.合理安置冷却塔选用200t/h逆流式冷却塔两台,为了充分发挥其蒸发散热特点,将冷池与热池的出口水和入口水分开,并将冷却塔提高6m安装。这样平均降温达到10~20℃。五、小结(1)冷却系统的冷却效果与周围环境温度有关。在室内温度为15℃和室外温度为-4℃的条件下,改造后的冷却系统,经测试工作介质进口温度最高为19.5℃,经换热器出口温度最低为16℃,降温3.5℃;循环水进口温度为10℃,出口温度最高为20℃。说明了换热机组的设计和安装达到了工艺使用要求。(2)循环水的进口温度能保持在10℃,说明冷却塔选型和安装,辅助降温系统设计和安装达到了使用要求。(3)该冷却系统的改造一次投产成功,已平稳运行三年多,完全满足6300kN快锻水压机等设备的降温要求,保证了生产的正常进行。年节约自来水40万m3,年节约资金达18万元。作者单位:冯文岭薛国义齐齐哈尔市机车车辆工厂(161002)(end)

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