蒸发式冷凝器热力性能计算说明书

蒸发式冷凝器热力性能计算，首先应了解以下参数，主要包括环境参数（大气压，干球温度，湿球温度）、工质类型，冷凝介质冷凝温度，冷凝负荷。计算冷凝器的传热面积，通风量，循环水量，补充水量等方面参数的确定。

1、冷凝负荷：即冷凝器的总排热量，它与冷凝温度tL和环境的湿球温度tS有关，它们间的关系为：

∑QL=QLg·m

式中、  m——校正系数；

       QLg——冷凝器的排热量；

∑QL——冷凝器的总排热量。

在产品规格表上选择合适的蒸发式冷凝器时，应选蒸发式冷凝器排热量等于或大于总排热量的设备。

校正系数m与冷凝温度tL。湿球温度tS间的关系见图1和图2。

图1—蒸汽式冷凝器校正系数m=f(制冷剂、t1、t2)

图2

QLg—对压缩式机组，一般取机组制冷量的1.3倍。

2、环境参数确定：蒸发式冷凝器的排热量与当地环境的干、湿球温度有关，其中，特别是湿球温度tS的影响更为显著，通常采用“工业企业通风和空气调节设计规范”中夏季空调室外计算干、湿球温度数值。

冷凝温度建议计算时选用

tL=tS+（10～15）℃

3、冷凝器的传热面积计算：蒸发式冷凝器是依靠盘管外的冷却水部分蒸发时吸收的蒸发潜热来带走制冷剂气体冷凝为液体时放出的冷凝热量。因此它的热力计算比较复杂，除了传热过程外，还同时伴随有传质过程。

对于传热过程：

qF=Kw（tL-tm）=

式中   qF——单位面积热负荷；

        Kw——传热系数；

        tm——水膜平均温度；

        Fw——传热面积。

Kw=

式中   ——制冷剂蒸气冷凝时的放热系数；

        ——管外表面的污垢热阻；

       ——管外表面水膜层的放热系数。

制冷剂蒸气冷凝时的放热系数，可根据努谢尔特的膜层凝结理论，近似按下列公式计算：

=0.683 b r 0.25（d n·△t）-0.25

式中  b, r——制冷剂的物性系数；

d n——管内径；

△t——冷凝液膜层的温差。

一般可根据经验假定，取△t=（2～4）℃，近似求解，最后进行校核。

    关于管外壁水膜层的放热系数，可按下式近似计算：

式中  B——喷淋密度。对于并排管蔟，为最高一层管蔟上每米管长的喷水量；对于错排管蔟，为最高一排和第二排管蔟总长度上每米管长的喷水量；

dw ——管外径。

喷淋密度B可按下式计算：

式中w——总喷水量；

    n——最高一排（错排时为第一排和第二排之和）的冷凝管数；

l——管蔟中的每根管长。

试验证明，放热系数随喷淋密度B值的增大而增加，随被喷淋的冷凝管外径的增大而减小。

对于热质交换过程，蒸发式冷凝器可用qF=3.76m△ hd

式中  m——被喷淋管的传热面积修正系数，

            对光管m=1.5～1.8；

            对翅片管m=1.0～1.1;

——水膜表面与空气间的显热放热系数；

△hd——水膜表面与空气间的对数平均焓差；

可按下式计算：

式中  ε——管排修正系数，它与沿气流方向的管排数有关，见下表。

       管排修正系数ε

对错排管蔟，当Re≥200时

对顺排管蔟，当Re≥150时

      式中 B1、B2空气的物理参数，见下表。

△hd可用下式计算：

△hd=

式中 h1、h2——分别是进入、离开蒸发式冷凝器时空气的焓。

     hm——水膜平均温度下饱和空气的焓。

由于水膜平均温度tm不能预先确定，因此需要采用试凑法或图解法去计算出蒸发式冷凝器的单位面积热负荷qF。可以根据实践经验，先假设几个tm值，因为进入蒸发式冷凝器空气的状态变化从1到2与水膜的平均温度tm的图示为图3

图3

最终确定适合传热过程和热质交换过程的qF后，便可按下式计算所需冷凝器的传热面积：

Fw=

4、配风量及冷凝管簇的阻力损失：

已知蒸发式冷凝器的总排热量∑QL，进出它的空气焓值h1和h2后，按下式确定所需风量：

G=

式中  εw——修正系数，对一般工作条件下，可取εw 为0.94。

有经验数据G为（33～40）m3/s/1000kw总排热量。

冷凝器管簇的空气流动阻力损失可按下式计算：

△P=

式中： ξ——光面管簇的局部阻力系数；

      r——空气的容重。

    ξ：错排时    ξ=Cn Re-0.28

        顺排时    ξ=（6+9n）（  ）-0.23  Re-0.26

式中  Re——雷诺数；

      n——空气流动方向的管簇排数；

      X1——与气流垂直方向的管间中心距；

Cn——系数；

当    时，Cn=4+6.6n；

当   时，Cn=5.4+3.4n；

X2——与气流流动方向的管间中心距。

5、循环水量及补充水量

循环水量推荐为（0.028～0.040）m3/s/1000kw总排热量。补充水量约为循环水量的（5～10）%，其中由于水份蒸发而损耗的水量

W2,可按下式计算：

W2=G(d2-d1)

式中  d1、d2——空气进、出蒸发式冷凝器时的含湿量。