在制冷系统四大件的设计与选型当中,压缩机我们可以直接根据各品牌压缩机自带的选型软件来选择,常用的压缩机有谷轮、丹佛斯、博客、比泽尔、大金、凌达等等,不同的压缩机形式(比如活塞、涡旋、螺杆)有不同的品牌与系列;节流结构也可以根据厂家提供的样本参数或者选型软件来选择。
但是关于两器(冷凝器、蒸发器)的设计和选型就比较难了,大多数的同行都是根据以往成型产品来反推需要设计的新产品,这样其实问题也不大,但是如果要选匹配好两器,根据经验是原因不够的。
那么,一套制冷系统中是如何选择换热器的呢?
一、制冷系统中常见的六种换热器形式:
首先我们要知道换热器常见的几种形式以及使用场合,才能明确自己的设计和选择方向:
01、翅片式换热器:
常用于小型制冷设备、比如家用空调、风冷冷热水机组、吊顶冷风机;
翅片管式换热器的换热通道是:制冷剂—铜管—翅片—空气;所以如果外界环境温度如果太高,制冷系统的高压就会很高而导致系统稳定性差。
02、壳管式换热器:
一般用于水冷设备,需要给系统配冷却水系统,不受环境温度的影响;能效比通常来说比风冷的高一点;
壳管式换热器的换热通道是:制冷剂—铜管—冷却水;
03、板式换热器
板式换热器的有点是换热系数高,相对壳管换热器来说,同等换热器的板式换热器可以做的比壳管要小很多,但是如果产生了水垢无法像壳管换热器一样拆卸然后清洗。
板式换热器的换热介质可以是水—水换热、制冷剂—制冷剂换热、制冷剂—水换热等等形式。
04、套管式换热器:
套管式换热器在制冷设备中也是很常见的,是一种典型的管中管换换热形式的换热器,主要用于制冷机组的冷凝器;
05、微通道换热器(平行流)
平行流换热器是这几年一种新型的换热器形式,他体积小,换热器系数高,目前主要用于汽车空气的冷凝器、现在也很多家用空调厂家正在开展平行流换热器用于空调。
06、丝管/盘管式换热器
这种换热器主要用于冰箱、冷柜、冰柜的制冷设备,换热量比较小,没有强制对流换热,完全是自然热量的散发;
以上六种为制冷行业的常见的换热器形式,当然还有一些其他换热器,我们这里仅列举了6种常见的换热器形式。
二、如何选择合适的换热器形式?
如何选择合适的换热器形式?目前我们大多数的制冷产品都已经是成熟产品,我们只需要站在前人的肩上,直接选择合适的换热器形式即可。
比如我们要设计一个家用空调产品,毫无疑问的冷凝器选择翅片管式换热器、蒸发器同样选择翅片管式换热器,没有必要去特地独行的,家用空调外机去选择板式换热器;
我们总结一下常见的制冷设备选择的换热器:
家用空调:冷凝器—翅片管式/微通道、蒸发器—翅片管式;
家用冰箱:冷凝器—丝管式换热器、蒸发器—铜管盘管;
冷库机组:冷凝器—风冷翅片式/水冷壳管式;蒸发器—风冷翅片式/冷排管;
(风冷冷库外机)
(水冷冷库外机)
空气源热泵:冷凝器—板换/水箱盘管;蒸发器—风冷翅片式;
风冷冷水机组:冷凝器—风冷翅片式;蒸发器—壳管式/板式换热器;
风冷冷风机组:冷凝器—风冷翅片式;蒸发器—风冷翅片式;
水冷冷水机组:冷凝器—水冷壳管/板换;蒸发器—水冷壳管式/板式;
三、常见的换热器设计与选型软件介绍
目前大多数的换热器设计与仿真是商业性质的,这方面软件做的专业的也都是国外的,一年的使用费用也不低,但是也存在着一些破解版的软件:
01、翅片式换热器:
意大利Unilab 公司出品的unilab coils与unilab easy:
美国NIST出品的EVAP-COND:
美国马里兰大学的Coildesigner:
西门子出品的:
02、壳管式换热器:
Unilab出品的 Unllab Shell
换热器设计大师:HTRI
Aspen Tasc+管壳式换热器
西门子软件:
03、板式换热器:
板换的选型我们参考厂家提供的样本或者厂家的选型软件选型即可,一般丹佛斯、苏瑞普、阿法拉伐都有自己开发的板换选型软件,选择的也是自身品牌的板式换热器,具有一定的局限性:
丹佛斯:Hexact;
苏瑞普:SSP-G8
阿法拉伐:
04、套管式换热器:
关于套管式换热器的设计与仿真,可以用国内的Xheater、或者用ASPen和HTRI等换热器设计软件自带的套管式换热器模块来处理:
Coildesigner:
05、微通道换热器:
我们可以选用Coildesigner:
西门子出品的软件:
06、丝管式换热器:
首选Coildesigner:
作者:制冷仿真探索者
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