换热器选型时需要考虑的因素很多,主要是流体的性质;压力、温度及允许压力降得范围;对清洗、维修的要求;材料价格;使用寿命等。本项目选用目前应用广泛的钛盘管。钛盘管中常用的是固定管板式和浮头式两种。一般要根据物流的性质.流量、腐蚀性、允许压降、操作温度与压力、结垢情况和检修清洗等要素决定选用列管换热器的型式。从经济角度看,只要工艺条件允许,应该优先选用固定管板式换热器。但遇到以下两种情况时,应选用浮头式换热器。①壳壁与管壁的温差超过 70C;壁温相差50~70C。而壳程流体压力大于0.6MPa时,不宜采用有波形膨胀节的固定管板式换热器。②壳程流体易结垢或腐蚀性强时不能采用固定管板式换热器。综合考虑本次设计任务及制造、经济等个方面,本次设计主要采用浮头式和固定管板式换热器。
换热器管有会结垢是因为钛盘管大多是以水为载热体的换热系统,由于某些盐类在温度升高时从水中结品析出,附着于换热管表面,形成水垢。在冷却水中加入聚磷酸盐类缓冲剂,当水的PH值较高时,也可导致水垢析出。初期钛盘管形成的水垢比较松软,但随着垢层的生成,传热条件恶化,水垢中的结晶水逐渐失去,垢层即变硬,并牢固地附着于换热管表面上。此外,如同水垢一样,当换热器的工作条件适合溶液析出品体时,换热管表面上即可积附由物料结晶形成的垢层;当流体所含的机械杂质有机物较多、而流体的流速又较小时,部分机械杂质或有机物也会在换热器内沉积,形成疏松、多孔或胶状污垢。
什么是钛盘管?钛盘管具有怎样的产品特性?由环境温度来决定,环境温度越高,那么冷凝温度也越高。一般地,采用风冷冷凝器,冷凝温度比环境温度高7~12℃,7~12℃这个值我们称为换热温差。冷凝温度越高,制冷机组的制冷效率就会越低,所以我们就要控制这个换热温差不应太大。但是如果要使换热的温差太小,那么风冷冷凝器的换热面积及循环的风量就要越大,风冷冷凝器的造价成本就越高。温度极限不高于55℃,不低于20℃。通常情况下,环境温度超过42℃的地区都不建议采用风冷冷凝器。所以是否可选择风冷冷凝器,首先要确认环境温度。一般设计风冷制冰机时,必须要求客户提供当地全年最高的环境干球温度。
蒸发器结冰原因有如下:一、制冷剂不足:钛盘管内制冷剂不足,分体空调器由于安装或使用时间较久等原因,会出现制冷剂泄漏或渗漏。制冷系统内制冷剂减少后,便造成蒸发压力过低,导致钛盘管结冰,结冰的位置一般在蒸发器前部分。排除方法是先处理好泄漏部位,加足制冷剂,故障便会排除;二、压缩机效率低:压缩机效率低,压缩机故障使用时间长久,压缩机压缩效率降低,或者压缩机配气系统损坏,造成压力过低而结冰。结冰位置也在蒸发器前部分,前者补加一些制冷剂,故障能排除。如果故障依旧,须更换压缩机。三、制冷剂偏多:制冷剂偏多,一些空调器因移位、泄漏等原因而重新注入制冷剂。维修人员操作不当加多了制冷剂,造成过多制冷剂流到蒸发器后部分蒸发而结冰。
卧式蒸发器又称为卧式壳管式蒸发器,其与卧式壳管式冷凝器的结构基本相似。按供液方式可讲钛盘管分为壳管式蒸发器和干式蒸发器两种。卧式壳管式蒸发器是满液式蒸发器。即钛盘管载冷剂以1~ms的速度在管内流动,管外的管束间大部分充满制冷剂体,二者通过管壁进行充分的热交换。吸热蒸发的制冷剂蒸汽,经蒸发器上部的液体分离器,进入压缩机。为了保证制冷系统正常运行,这种蒸发器中制冷剂的充满高度应适中。液面过高可能使回气中夹带液体而造成压缩机发生液击;反之,液面过低会使得部分蒸发管露出液面而不起换热作用,从而降低蒸发器的传热能力。因此,对于氨蒸发器其充满高度一般为筒体直径的70~80%,对于氟利昂蒸发器充满高度一般为筒体直径的55~65%。
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