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直膨式空調(diào)R410A和R22冷媒的翅片管換熱器設(shè)計(jì)

發(fā)布日期：2020-02-01 作者：非眾制冷點(diǎn)擊：

1　制冷劑概述
目前,國際上一致看好的R22替代物是混合工質(zhì)R407C和R410A。其中R410A是HFC 32和HFC 125按照50%:50%的質(zhì)量百分比組成的二元近共沸混合制冷劑,它的溫度滑移不超過0.2℃(R407C溫度滑移約7℃左右),這給制冷劑的充灌、設(shè)備的更換提供了很多方便。另外,由于R410A系統(tǒng)運(yùn)行的蒸發(fā)壓力和冷凝壓力比R22高60%,所以系統(tǒng)性能對(duì)壓力損失不敏感,每個(gè)回路工質(zhì)循環(huán)流速可以加大,有利于換熱器的強(qiáng)化換熱,這為提高R410A系統(tǒng)的整體能效創(chuàng)造了有力條件。

管道型恒溫恒濕機(jī).jpg

    正是由于R410A具有上述優(yōu)點(diǎn),在R22用量較大的單元式空調(diào)和熱泵產(chǎn)品中,R410A是其首要的替代品。美國有望在2007年底將R410A產(chǎn)品在單元式空調(diào)的應(yīng)用比例提高到80%,并在2009年底接近100%。
    但是R410A和R22物性存在著上述明顯差異而不能在原R22系統(tǒng)中直接充注替代使用,應(yīng)該對(duì)新的R410A系統(tǒng)中的壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)管路等部件重新設(shè)計(jì)才能達(dá)到系統(tǒng)的最佳匹配。本文僅以R410A和R22翅片管蒸發(fā)器和冷凝器的回路數(shù)相對(duì)比進(jìn)行說明。
    2　R410A和R22翅片管蒸發(fā)器回路數(shù)比計(jì)算
    目前工業(yè)空調(diào)常用的R22換熱器一般采用的是3/8″內(nèi)螺紋管,R410A換熱器一般采用的是5/16″內(nèi)螺紋。無特殊說明,所述的R410A和R22換熱器即分別指這兩種結(jié)構(gòu)的換熱器。
    制冷劑在蒸發(fā)過程中,其干度不斷增大,密度不斷減小,流速不斷增大,為簡化計(jì)算,用換熱器出口和入口的算術(shù)平均密度、平均流速來計(jì)算回路中的壓降。
            直膨式空調(diào)機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)圖片.jpg

值得說明的是,對(duì)于相同換熱量和相同排數(shù)及相同迎風(fēng)面積的R22和R410A蒸發(fā)器,其設(shè)計(jì)的蒸發(fā)溫度可能稍有不同,但通過計(jì)算可知,當(dāng)蒸發(fā)溫度在±2℃范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí),對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響≤4%。
    為簡化計(jì)算,均以相同的設(shè)計(jì)蒸發(fā)溫度進(jìn)行計(jì)算。
    從上式可以看出,對(duì)于相同換熱量的R410A和R22蒸發(fā)器,R410A和R22回路數(shù)比不僅與兩工質(zhì)的物性參數(shù)(制冷劑在盤管中的焓差、密度和單位壓力降對(duì)應(yīng)的飽和溫度降)有關(guān),還與蒸發(fā)器盤管內(nèi)徑和當(dāng)量摩擦阻力系數(shù)有關(guān)。
    工質(zhì)在蒸發(fā)器中的焓差、密度和單位壓力降對(duì)應(yīng)的飽和溫度降與換熱器的設(shè)計(jì)工況有關(guān),對(duì)于給定換熱器設(shè)計(jì)工況:蒸發(fā)溫度為7.2℃,液體溫度為46℃,過熱度為5℃,R410A和R22物性參數(shù)對(duì)比。
     直膨式空調(diào)R223/8″管徑的換熱器回路數(shù)為1。從計(jì)算結(jié)果可知,如R410A換熱器采用5/16″管徑,則其回路數(shù)是3/8″管徑R22換熱器回路數(shù)的1.14倍。這一結(jié)果是由工質(zhì)物性不同和換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)改變兩方面共同作用所致。其中僅由工質(zhì)物性不同影響的倍率為0.79;由換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)不同影響的倍率為1.45。即在換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的條件下,如果3/8″管徑R22換熱器直接切換為R410A換熱器,其回路數(shù)要減少為R22換熱器的0.79倍;同理,如工質(zhì)不變,3/8″管徑R22換熱器切換為5/16″管徑換熱器,其回路數(shù)要增大1.45倍。

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相關(guān)標(biāo)簽：單元式空調(diào),工業(yè)空調(diào),直膨式空調(diào),凈化空調(diào)

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