翅片管在冷凝器上的應(yīng)用

翅片管是為了提高換熱效率，通常在換熱管的表面通過加翅片，增大換熱管的外表面積（或內(nèi)表面積），從而達(dá)到提高換熱效率的目的，這樣一種換熱管。冷凝器是空調(diào)系統(tǒng)的機(jī)件，能將管子中的熱量，以很快的方式，傳到管子附近的空氣，大部分的汽車置于水箱前方。把氣體或蒸氣轉(zhuǎn)變成液體的裝置。發(fā)電廠要用許多冷凝器使渦輪機(jī)排出的蒸氣得到冷凝；在冷凍廠中用冷凝器來冷凝氨和氟利昂之類的致冷蒸氣。石油化學(xué)工業(yè)中用冷凝器使烴類及其他化學(xué)蒸氣冷凝。在蒸餾過程中，把蒸氣轉(zhuǎn)變成液態(tài)的裝置稱為冷凝器。所有的冷凝器都是把氣體或蒸氣的熱量帶走而運(yùn)轉(zhuǎn)的。

   1、常見冷凝器類型與特點(diǎn)

   冷凝器又稱“液化器”，是使蒸氣在其中放出熱量而液化的換熱器。根據(jù)冷卻介質(zhì)和冷卻方式的不同，冷凝器可分為水冷式、空冷式、蒸發(fā)式三種類型。

   1）水冷式冷凝器

   水冷式冷凝器是以水作為冷卻介質(zhì)，靠水的溫升帶走冷凝熱量。水冷式冷凝器具有傳熱、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。目前，由于水資源短缺，水冷式冷凝器中使用的冷卻水普遍循環(huán)使用，其主要缺點(diǎn)是需要設(shè)置專門的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，初投資高，水處理費(fèi)用大。常用的水冷式冷凝器有臥式殼管式、立式殼管式和套管式等型式。

   在大中型空調(diào)制冷裝置及工業(yè)制冷中一般均采用水冷式冷凝器，其中又以殼管式冷凝器常用。在殼管式冷凝器中，制冷劑通常在管外冷凝，水在管內(nèi)流動(dòng)。目前使用的殼管式冷凝器有光管管束與滾壓低翅片管（即螺旋管）兩種。一般，氨用臥式殼管式冷凝器多采用光管管束，氟里昂冷凝器多采用滾壓低翅片管。

   2）空冷式冷凝器

   空冷式冷凝器也稱風(fēng)冷式冷凝器，制冷劑在管內(nèi)冷凝，制冷劑放出的熱量被空氣帶走。這種冷凝器中有自然對流空氣冷卻式冷凝器和強(qiáng)制對流空氣冷卻式冷凝器。由于空氣的對流傳熱系數(shù)很低（25～35 W/m·2K），空冷式冷凝器的傳熱效率不如水冷式，冷凝溫度與冷凝壓力均較高。另外，在換熱負(fù)荷一定的情況下，空冷式冷凝器所需傳熱面積比水冷式冷凝器大，故而設(shè)備體積和質(zhì)量均龐大，占地大。但是可冷熱兩用，初投資低，系統(tǒng)維護(hù)管理相對簡單?？绽涫嚼淠髟诠こ虒?shí)際中的應(yīng)用十分廣泛，既可用于制冷系統(tǒng)，也廣泛應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)。其z大的優(yōu)點(diǎn)是不需冷卻水，因此特別適用于缺水地區(qū)或者供水困難的場合，在小型制冷空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)用尤為廣泛。

   3）蒸發(fā)式冷凝器

   蒸發(fā)式冷凝器是以蒸發(fā)冷凝和顯熱交換為基礎(chǔ)，制冷劑放出的熱量同時(shí)由冷卻水和空氣帶走。制冷劑在管內(nèi)流動(dòng)，冷卻水在管外噴淋蒸發(fā)時(shí)吸收氣化潛熱，使管內(nèi)制冷劑冷卻和冷凝。蒸發(fā)式冷凝器中，省去了冷卻水在冷凝器中的顯熱傳遞階段，使冷凝溫度更接近空氣的濕球溫度，可比水冷式冷凝器系統(tǒng)低3～5℃，黑龍江翅片管生產(chǎn)線，從而大大降低壓縮機(jī)的功耗，耗水量只有水冷式冷凝器系統(tǒng)的1/3左右。我國蒸發(fā)式冷凝器的開發(fā)和應(yīng)用相對滯后，以往多應(yīng)用于大型的氨制冷系統(tǒng)。近年來，由于電力資源緊張和水資源匱乏，蒸發(fā)式冷凝器作為一種節(jié)能節(jié)水型換熱設(shè)備，其研究和應(yīng)用得到了廣泛重視，促進(jìn)了蒸發(fā)式冷凝器產(chǎn)品技術(shù)的成熟和進(jìn)一步應(yīng)用。目前，已有一些生產(chǎn)廠家在結(jié)構(gòu)上對其進(jìn)行了完善，使之應(yīng)用于中央空調(diào)機(jī)組。

   對于那些需要進(jìn)行控制的冷凍空調(diào)系統(tǒng)和運(yùn)行環(huán)境惡劣的場合，蒸發(fā)式冷凝器更容易滿足工藝控制要求。工程應(yīng)用表明，采用該產(chǎn)品替代傳統(tǒng)的“水冷式冷凝器 涼水塔”方式，增加的初投資一般能在一年左右即可收回，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

   2、冷凝器中常用的強(qiáng)化傳熱翅片管

   傳熱過程是熱量從一種流體通過固體壁面?zhèn)鹘o另一種流體的過程。工程實(shí)際中，強(qiáng)化換熱器的換熱性能主要從強(qiáng)化兩側(cè)介質(zhì)與換熱管內(nèi)、外壁之間的對流換熱過程入手。常用的強(qiáng)化傳熱技術(shù)有:

   (1)表面涂層；

   (2)粗糙表面；

   (3)擴(kuò)展表面；

   (4)各種內(nèi)外螺紋管；

   (5)擾流元件；

   (6)添加物；

   (7)沖擊傳熱。在各種強(qiáng)化傳熱技術(shù)中，在壁面上加裝翅片，作為增強(qiáng)傳熱的一個(gè)主要手段，在工程中得到廣泛應(yīng)用。翅片管式換熱器具有g(shù)效傳熱、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，已被廣泛地應(yīng)用于制冷空調(diào)裝置、航空航天設(shè)備、太陽能集熱器和電子設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域中。在冷凝器中的應(yīng)用尤為普遍。

   翅片管的種類很多，而且還在不斷涌現(xiàn)新的品種，在這方面的研究也較多[4～6]。大體上可按加工工藝、翅片形狀、材質(zhì)、用途等幾個(gè)方面對翅片管進(jìn)行分類。在冷凝器中，常用的翅片管有以下幾種形式。

   1）內(nèi)螺紋管

    2）整體型螺旋翅片管

   3）螺旋槽管

   螺紋類翅片管、套片式翅片管、波紋管、螺旋扭曲管、螺旋繞片管等g效傳熱元件在冷凝器中得到了廣泛的應(yīng)用，傳熱效果得到了顯著提高。除此之外，新齒形傳熱管還在不斷出現(xiàn)。與光管相比，它們具有下述共同特點(diǎn)：

   (1)不同形狀的翅片均可使傳熱壁面變得粗糙，從而破壞靜止的層流邊界層，提高對流換熱系數(shù)，使換熱得到不同程度的強(qiáng)化；

   (2)在負(fù)荷一定的條件下，冷凝器所需面積可大大減??；

   (3)根據(jù)大多數(shù)人的常識(shí)，粗糙的翅片管表面容易引起結(jié)垢；事實(shí)上，由于粗糙表面引起的紊流破壞了靜止的附面層，會(huì)使污垢難于附著；即使有污垢附著，污垢也呈現(xiàn)離散的鱗片狀，設(shè)備運(yùn)行中溫度的變化使管子發(fā)生膨脹和收縮，會(huì)因污垢與管壁材料間的脹差巨大而引起剝離，在介質(zhì)的沖擊下自行脫落。而光管垢層為圓柱體，無任何自脫力。因此，翅片管的結(jié)垢情況并不比光管嚴(yán)重多少。

冷凝器的應(yīng)用范圍十分廣闊，特別是在制冷空調(diào)系統(tǒng)中。冷凝器作為主要的傳熱設(shè)備之一，其性能的好壞直接影響到裝置的總體工作性能。因此，冷凝器傳熱過程的強(qiáng)化得到了越來越廣泛的重視。為了提高冷凝設(shè)備的整體性能，通過管子形狀或表面性質(zhì)的改造來強(qiáng)化傳熱過程以提高冷凝器的效率，已成為國內(nèi)外冷凝器發(fā)展的一種趨勢。柏恩翅片管換熱器所采用的緊湊型串片式管片系統(tǒng)，它是一種新型的g效傳熱元件。其的片型結(jié)構(gòu)和加工工藝流程，使得空冷器產(chǎn)品具有更加緊湊的外形尺寸，更高的換熱效率和更輕的重要。

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幾種常見翅片管的性能評定

幾種常見翅片管的性能評定

   翅片管由于在管外外貌上設(shè)翅片而得名。它傳熱面積比光管可增大2~10倍，傳熱系數(shù)比光管可 提高1~2倍。由于傳熱本領(lǐng)的增強(qiáng)和單位面積的傳熱面加大，故與光管比完成同一熱負(fù)荷可用較少管 數(shù)，使配置布局緊湊并使金屬斲喪量淘汰。

   因?yàn)槌崞馁|(zhì)料可與基管差異，使質(zhì)料的選擇與利用就越發(fā)合理。翅片質(zhì)料根據(jù)利用環(huán)境和制造 工藝來確定，有碳鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金、鋼及鋼合金等。

　　別的，接納翅片管使介質(zhì)與壁面的平均溫差低沉，淘汰結(jié)垢，并且在翅片的漲縮作用下，已形成 的硬垢會(huì)自行脫落。

　　翅片按其在管子上分列要領(lǐng)，可分縱向和橫向(徑向)兩大類。其他范例都是這兩類的變形，例 如大螺旋角翅片管(靠近縱向)，而螺紋管(靠近橫向)等?？筛鶕?jù)流體的流動(dòng)偏向及換熱特點(diǎn)來選 擇。翅片管因制造要領(lǐng)差異而使其在傳熱性能、呆板性能等方面有肯定的差異。

   按制造要領(lǐng)分為團(tuán)體 翅片、焊接翅片和呆板連接翅片等。團(tuán)體翅片由鑄造、呆板加工或軋制而成，翅片與管子一體，無接 觸熱阻，強(qiáng)度高。

   但要求翅片與管子用同樣質(zhì)料。焊接翅片用釬焊或弧焊等工藝制造，可利用與管 子不一樣的 質(zhì)料。由于它的制造淺顯、經(jīng)濟(jì)且具有較好的傳熱和呆板性能，故廣為應(yīng)用。它的緊張問 題是焊接工藝質(zhì)量。呆板連接翅片管有繞片式、鑲片式及雙金屬軋片式等。

　　幾種常見翅片管的性能評定比力幾種翅片管的傳熱性能，繞片式差，緊張是打仗熱阻的存在，翅片管生產(chǎn)線公司，特別是在運(yùn)行時(shí)，繞片式的 翅片張力隨溫度的增長而敏捷降落，使打仗熱阻也敏捷增長。

   焊接式傳熱性能h。套片式性能次之，翅片管生產(chǎn)線制造廠商， 因?yàn)槌崞o套于管外貌上后再加以外貌熱鍍鋅。雙金屬軋片傳熱性能類似于鑲片式，因?yàn)樗窃谔籽b 后再軋出翅片。

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翅片管換熱器滿足了生產(chǎn)工藝的要求

金屬換熱器在煙氣余熱回收方面應(yīng)用比較普遍，隨著金屬換熱器的發(fā)展，形式已有多種多樣，換熱性能指標(biāo)也有了很大的提高。在各種金屬換熱器當(dāng)中，針狀、片狀金屬換熱器的綜合傳熱系數(shù)較高，但該類換熱器大部分為鑄造而成。在耐急冷急熱性、氣密性及制造安裝方面存在一定的缺陷，限制了進(jìn)一步的發(fā)展?，F(xiàn)在，翅片管換熱器正在迅速發(fā)展，并在各個(gè)領(lǐng)域廣泛使用。

無論哪種金屬換熱器，都要求有較好的工作性能和較理想的換熱效果。評價(jià)一臺(tái)換熱器工作性能好壞的重要參數(shù)，就是該換熱器的綜合傳熱系數(shù)及其使用壽命。換熱器綜合傳熱系數(shù)不僅決定了換熱器換熱面積的大小及被加熱介質(zhì)溫度的高低，而且還影響著換熱器的溫度效率和換熱效率。

翅片管換熱器綜合傳熱系數(shù)高，結(jié)構(gòu)緊湊，換熱效果理想，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)均能達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，滿足了生產(chǎn)工藝的要求。在使用條件及外形尺寸完全相同的條件下，翅片管插件空氣換熱器的工作性能優(yōu)于光管插件空氣換熱器，換熱效果及節(jié)能效果均比光管插件空氣換熱器更理想，更能滿足生產(chǎn)工藝要求。

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