A hatékonysági rés a sima és a továbbfejlesztett cső között
A sima rézcsőből épített hagyományos héj- és csőcserélő a folyadék tömegmozgásától függ, hogy hőt szállítson a falra és a falról. A nagy hatékonyságú rézcsöves hőcserélő belülről kifelé teljesíti ugyanazt a feladatot: a cső furata nem sima, az áramlási út nem egyenes, és a hűtőközeget egy elosztón keresztül táplálják be a kötegbe, ahelyett, hogy a gyűjtőcsőbe kerülnének. Az eredmény egy nagyobb effektív átviteli felület és egy vékonyabb határréteg a hűtőközeg oldalon, ahol általában a szabályozó hőellenállás található.
A jelentett teljesítménynövekedés innen származik, nem pedig magából a fémből, amely továbbra is a szokásos foszfor-deoxidált vagy elektrolitikusan szívós szurokréz. Az ilyen típusú továbbfejlesztett konstrukciókat általában úgy írják le, hogy nagyjából 20%-kal több hőátadást biztosítanak, mint egy hasonló burkolóanyagú sima csöves hőcserélő, kisebb helyigénnyel, alacsonyabb hűtőközeg-töltettel és alacsonyabb anyagköltséggel, mint gyakorlati előnyökkel. Azon hőszivattyú-gyártók esetében, akik eltérnek a terjedelmes héj- és csőegységektől, ez a három tényező határozza meg a választást.
A bővített csomag szerkezeti kialakítása
A konstrukció koncentrikus belső és külső csövek köré épül, így a meleg és hideg folyadékok egyszerre cserélnek hőt a gyűrű alakú térben és a rézfalon keresztül.
Belső hornyos rézcső:a furaton finom spirális gerincek képződnek. A sima csőhöz képest az egységnyi hosszra jutó felület nagyobb, és a bordák ismételten megszakítják a hűtőközeg filmet, így a folyadék a falhoz sodorja, és az áramlás turbulens marad, ahelyett, hogy rétegekbe rendeződne.
Koncentrikus cső a csőben elrendezés:A hűtővíz áthalad a réz furaton, míg a hűtőközeg elfoglalja a rézcső és a külső acélcső közötti gyűrűt, ami a két áramot ellenáramban tartja egyetlen közös falon keresztül.
Elosztó és elosztó:a köteg egy folyadékelosztóhoz és egy elosztóhoz van csatlakoztatva mindkét végén, így a hűtőközeg egyenletesen jut be és távozik minden csőbe, ami lehetővé teszi az egyes csövek teljes átviteli kapacitásának kihasználását.
Halmozott spirálköteg:a köteget halmozott spirálba hajlítják és az acélcsövek átmennek rajta. Az íves járaton átáramló vízre centrifugális erő és a szalagszerű pálya enyhe csavarása hat, ami elősegíti a másodlagos áramlást és súrolja a határréteget ahelyett, hogy hagyná megvastagodni.
Felületi kondicionálás:A rézfelület nedvesítését javító furatkezeléseket egyes kialakításoknál alkalmazzák annak érdekében, hogy a folyadék érintkezzen a fallal, és késleltesse a helyi kiszáradást jó gőzminőség mellett.
Anyagok és szabványok
Az anyagválasztás ugyanazt a logikát követi, mint bármely hűtőközegkör: réz az átvezető felülethez vezetőképessége és alakíthatósága miatt, acél a nyomástárolóhoz, ahol a geometria ezt lehetővé teszi, és szabályozott légkör a keményforrasztás során a furat tisztán tartása érdekében.
| Összetevő | Anyag és specifikáció alapja |
|---|---|
| Belső cső, hűtőközeg és víz oldal | C12200 foszfor deoxidált réz vagy C11000 elektrolitikusan szívós szurokréz varrat nélküli cső, belül hornyolt |
| Külső cső | Varrat nélküli acélcső sima furattal; horganyzott furatot használnak, ahol a vízoldalnak extra korrózió- és szennyeződésállóságra van szüksége |
| A csőtermékek szabványai | ASTM B111, ASTM B68, ASTM B75, ASTM B280, GB/T 17791 varrat nélküli rézcsőhöz |
| Ízületek | Forrasztott vagy hegesztett csatlakozások száraz nitrogén öblítéssel, hogy megakadályozzák az oxidréteg kialakulását a furatban |
| Ellenőrzés | Örvényáram vizsgálat, nyomáspróba és méretellenőrzés a csőátmérő, a fal és a horony minőségére vonatkozóan |
Mivel a cső deformálódik a hornyok kialakításához, majd feltekercselődik, a malomnak egyenletes hőkezelésű csövet kell szállítania. Az inkonzisztens keménységű csőből készült köteg nem tekercselődik egyenletesen, és a gyűrű alakú rés ebből eredő változása csökkenti a tervezés hatékonyságát.
Teljesítmény, nyomásesés és olajvisszatérítés
A fejlesztés soha nem ingyenes. A furat hornyolása növeli a hűtőközeg oldali hőátbocsátási tényezőt és a hűtőközeg oldali nyomásesést is, jellemzően a hőátadási nyereségnél kisebb százalékkal, ami miatt érdemes hőszivattyús vagy hűtőkörben kereskedni. A tervezők ezért olyan általános együtthatóval dolgoznak, amely mindkét hatást magában foglalja, nem pedig önmagában a fokozási tényezőt.
Víz oldala:a külső cső sima vagy horganyzott furata nagyobb vízsebességet tesz lehetővé nagy nyomásesés nélkül, és a vízkőképződéssel szembeni ellenállás hosszú üzemidőn keresztül stabilan tartja a vízoldali együtthatót.
Hűtőközeg oldal:az elosztó egyenletes eloszlása megakadályozza, hogy egyes csövek kiszáradjanak, míg mások elárasztják, ami a kiábrándító teljesítmény szokásos oka az egyébként megbízható tekercskialakításban.
Olaj visszavétel:a gyűrű alakú rést egyenletes szélességben tartják, és a spirális út elég magasan tartja a gáz sebességét ahhoz, hogy a kenőanyagot visszajusson a kompresszorba, amikor az egység párologtatóként működik.
Nyomás és sokk:a koncentrikus konstrukció, külső varratmentes acéllal, ellenáll a gyakori nyomásciklusoknak, pulzálásnak és vibrációnak, valamint ellenáll a deformációnak az áramkör feltöltésekor vagy leszivattyúzásakor.
Nem dugulás:a belső és a külső cső közötti rés egyenletes, így a szennyeződés és a vízkő nem hidalja át az átjárót, és az egység az áramkör szétszerelése nélkül tisztítható.
Pályázatok és kiválasztási útmutató
A kialakítás illeszkedik a csomagolt hőszivattyúkhoz, hűtőkhöz, hűtő-kondenzációs egységekhez és minden olyan feladathoz, ahol kompakt, nyomásálló és alacsony költségű hőcserélőre van szükség. A kiválasztás a hűtőközeg tömegáramával, a párolgási és kondenzációs hőmérséklettel és a vízoldali áramlási sebességgel kezdődik, majd rögzíti a cső átmérőjét, a horony geometriáját, a köteg hosszát és a párhuzamos áramkörök számát, hogy a nyomásesés a kompresszor burkolatán belül maradjon.
Minden specifikációhoz két csekk tartozik. Először ellenőrizze a vízoldali sebességet és a víz minőségét, mert az agresszív víz idővel megtámadja a horganyzott furatot, függetlenül attól, hogy milyen jó a hűtőközeg oldal kialakítása. Másodszor, ellenőrizze a tekercselési sugarat a cső átmérőjéhez képest, mivel a túl szoros hajlítás oválissá teszi a rézcsövet, és megváltoztatja a gyűrű alakú rést. Ha mindkettő elégedett, a hőcserélő azt a kompakt burkolatot és nagy hatékonyságot nyújtja, amelyet a hőszivattyú- és hűtőberendezések gyártói megkövetelnek.
Gyakran Ismételt Kérdések
K: Mitől lesz egy rézcsöves hőcserélő nagy hatásfokú?
A nyereség inkább a geometriából, mint az ötvözetből adódik: a belső hornyos cső megnöveli az átviteli felületet és turbulens állapotban tartja a hűtőközeget, miközben az elosztó és az elosztó egyenletesen oszlatja el a hűtőközeget a köteg minden csövében.
K: Mennyivel jobb egy továbbfejlesztett cső, mint egy sima csöves hőcserélő?
Az ilyen típusú továbbfejlesztett kivitelek általában körülbelül 20%-kal több hőt adnak át, mint egy hasonló burkolóanyagú sima csöves egység, kisebb helyigénnyel és alacsonyabb anyagköltséggel, bár a pontos adat a hűtőközegtől, az áramlási sebességtől és az üzemi hőmérséklettől függ.
K: Milyen anyagokat használnak a csőkötegben?
Belső hornyos varrat nélküli rézcsövet (például C12200 vagy C11000) használnak az átviteli felületre, és varrat nélküli acélcső alkotja a külső csövet, horganyzott furattal, ahol a vízoldalon további korrózió- és szennyeződésállóságra van szükség.
K: A hornyos furat növeli a nyomásesést?
Igen. A hornyok növelik a hűtőközeg oldali nyomásesését, valamint a hőátadást, de az átviteli nyereség általában nagyobb, mint a büntetés, ezért a kialakítást előnyben részesítik a hőszivattyús és hűtőkörökben, ahol a tömörség számít.
K: Miért fontos az olajvisszatérítés ebben a kialakításban?
A belső és a külső cső közötti gyűrű alakú rést egyenletes szélességben tartják, és a spirális pálya fenntartja a gáz sebességét, így a kenőanyag visszakerül a kompresszorba, ahelyett, hogy az elpárologtatóban összegyűlne és kiéheztetné a gépet.
K: Hogyan történik a csomag ellenőrzése a feladás előtt?
Megmérik a cső átmérőjét, falvastagságát és horonyformáját, a tekercsek nyomáspróbáját tömítettség szempontjából, és örvényáram-tesztet alkalmaznak a varrat nélküli rézcső falhibáinak észlelésére a köteg összeállítása előtt.
