換熱器設計指導書

..wordword資料空調(diào)器主關(guān)件設計指導書換熱器青島海爾空調(diào)電子目 錄一、總述\l“_TOC_250007“1、用途… 32、參考資料及參考標準… 3\l“_TOC_250006“二、設計步驟1、根本原理及性能指標… 3\l“_TOC_250005“2、產(chǎn)品選型\l“_TOC_250004“產(chǎn)品類型 4\l“_TOC_250003“產(chǎn)品主要構(gòu)造及材料選擇要求 4\l“_TOC_250002“3、設計計算 74、安裝標準要求 11\l“_TOC_250001“三、設計雷區(qū)及躲避措施 11\l“_TOC_250000“四、檢驗要求 12一、總述1、用途曾消滅的社會問題，保證換熱器的穩(wěn)定牢靠性。2、參考資料及標準2.12.2Q/HKTJ05101-1999 熱交換器JB/T7659.4-1995 氟利昂制冷裝置用干式蒸發(fā)器JB/T7659.5-1995 氟利昂制冷裝置用翅片式換熱器JB/T4750-2023 《制冷裝置用壓力容器》GB150 《鋼制壓力容器》JB4734 《鋁制壓力容器》JB4745 《鈦制壓力容器》二、設計步驟1、換熱器根本原理及性能指標換熱器根本原理在工程中，將某種流體的熱量以肯定的傳熱方式傳遞給他種流體的設備，稱為換熱器.例如空分裝置中的可逆式板翅熱交換器。換熱器性能指標傳熱性能下工作。阻力性能保證較低的流淌阻力，以削減熱交換器的動力消耗。機械性能強度足夠及構(gòu)造合理。要有與溫度和壓力條件相適應的不易遭到破壞的工藝構(gòu)造，運行牢靠。經(jīng)濟性能〔包括設備費，運行費等多方面的費用〕到達最小?！策@對大型企業(yè)，航空航天，能源開發(fā)和余熱回收裝置更有重要意義〕等。2、產(chǎn)品選型產(chǎn)品類型換熱器依據(jù)它們的一些共同特征來加以區(qū)分。依據(jù)用途來分：有預熱器〔或加熱器，冷卻器，冷凝器，蒸發(fā)器等。依據(jù)制造換熱器的材料來分：有金屬的，陶瓷的，塑料的，石墨的，玻璃的等。。依據(jù)熱流體與冷流體的流淌方始終分：順流式〔或稱并流式逆流式：兩種流體也是平行流淌，但他們的流淌方向相反；錯流式〔或稱叉流式上時，可依據(jù)兩種流體流向的總趨勢將其看成逆流或順流；混流式：兩種流體在流淌過程中既有順流局部，又有逆流局部。依據(jù)傳送熱量的方式來分：種流體恒在壁的他側(cè)流淌，兩種流體不直接接觸，熱量通過壁面進展傳遞；混合式〔或稱直接接觸式熱量傳遞，例如冷水塔以及噴射式換熱器；蓄熱式〔或稱回熱式：其中也有固體壁面，但兩種流體并非同時，而是輪番地和壁面放出熱量，其溫度漸漸降低，如此反復進展，以到達熱交換的目的。產(chǎn)品主要構(gòu)造及材料選擇要求管殼式熱交換器〔間壁式〕主要構(gòu)造及材料選擇要求流體對材料的脆化作用及毒性等打算，可選用碳鋼，合金鋼，銅，塑料及石墨等。管板：管板是管殼式熱交換器關(guān)鍵零件之一，常用的均為圓形平板?！膊话ǜg裕度〕按下表規(guī)定；當用焊接法連接時，最小厚度除滿足要求外還要滿足構(gòu)造和制造的要求。外形應力求簡潔，并使密封長度盡可能短。在管外空間常裝設縱向隔板或折流板。殼體內(nèi)壁之間簡潔存在間隙而產(chǎn)生流體泄露，在它兩側(cè)的流體溫度不同又存在熱的泄板在實際中很少承受?！踩缋淠龘Q熱而管子無支撐跨距又超過折流板的最大間距時，應當安裝肯定數(shù)量的支持板，用來支撐換熱管，防止它產(chǎn)生過大的撓度。擋管和旁路擋板：擋管和旁路擋管是為了防止流體短路而設立的構(gòu)件。置，但不穿過管板，用點焊的方法固定于折流板上。進展熱交換。防沖板與導流筒：使之起防護作用。并減小遠離接收處的死區(qū)，提高傳熱效果，可裝設導流管。高效間壁式換熱器主要構(gòu)造及材料選擇要求螺旋板式熱交換器螺旋板式熱交換器的構(gòu)造主要包括螺旋行傳熱板，隔板，頭蓋，連接收等。各2-6mm的螺旋通道，中心處的隔板將板片兩側(cè)流體隔開，冷，熱兩流體在管板兩側(cè)的流道內(nèi)流淌，通過螺旋板進展換熱。板式換熱器如軸，接收等組成。耐較高的壓力。前應用最廣的是不銹鋼。拆裝后還要求具有良好的彈性。65-90抗拉強度>或=200%。目前廣泛使用的有：自然橡膠，丁晴橡膠，丁苯橡膠，氯丁橡膠，三元乙丙橡膠，硅橡膠等。的密封力，使得熱交換器在工作時不發(fā)生泄露，通過旋緊螺栓來產(chǎn)生壓緊力。980KN，所以要有結(jié)實的框架。C．板翅式熱交換器的根本單元的流道中流淌，通過翅片及與翅片連成一體的隔板進展換熱。0.1-0.4mm5%-12%的釬1-2mm，0.36mm。翅片，小局部直接通過隔板來進展。翅片除擔當主要的傳熱任務外，還起著兩隔板之間的加強作用。0.15mmD．翅片管熱交換器翅片管是翅片管熱交換器中最重要的部件。管內(nèi)外流體通過管壁及翅片進展熱交換，由于翅片擴大了傳熱面積，使換熱得以改善。，易于清理塵垢，壓降較底等。25%，15%-25%。合金等。所用基管材料有碳鋼，鉻鉬鋼，不銹鋼，鋁等。E．熱管換熱器熱管是熱管換熱器的最根本元件，它由管殼，管芯和蒸汽腔組成。所產(chǎn)生的壓力差。形式緊貼內(nèi)壁以削減接觸熱阻，襯里也可由多孔陶瓷或燒結(jié)金屬構(gòu)成?；旌鲜綗峤粨Q器主要構(gòu)造及材料選擇要求冷水塔各種形式是冷水塔，一般包括下面所講的幾個主要局部：交換。能，制造簡潔而又經(jīng)久耐用，安裝檢修便利，價格廉價等。使淋水裝置發(fā)揮最大的冷卻力量。2〕力條件，并將排出冷卻塔的濕熱空氣送往高空，削減或避開濕熱空氣回流。150m10m噴射式熱交換器噴射式熱交換器的主要部件有：工作噴管，引入室，混合室和集中管。合后的混合流體的速度漸趨均衡，動能相反地轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽埽缓笏徒o用戶。蓄熱式熱交換器主要構(gòu)造及材料選擇要求回轉(zhuǎn)型蓄熱式熱交換器〔常稱轉(zhuǎn)子分為轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)型和外殼回轉(zhuǎn)型。時，依據(jù)肯定的周期不斷交替地通過冷，熱流體通道。蓄熱板由厚為0.5-1.25mm鋼板壓成的波浪板和定位板兩種組件相間排列而和堵塞。閥門切換型蓄熱式熱交換器閥門切換型熱交換器由兩個一樣的布滿蓄熱體的蓄熱室所構(gòu)成。兩個蓄熱室。3、設計計算…………………下面介紹常常使用的殼管式換熱器、翅片式換熱器的設計計算殼管式熱交換器的設計計算一般規(guī)定殼管式換熱器應符合國家相關(guān)標準的規(guī)定，并按經(jīng)規(guī)定程序批準的圖樣和技術(shù)條件制造。對于內(nèi)直徑超150mm0.025m3的換熱器，屬于壓力容器，還應遵守國家公布的有關(guān)法令、法規(guī)和規(guī)程。設計要求：工程工程殼程設計壓力管程設計溫度設計壓力設計溫度水冷冷水式機組用干式蒸發(fā)器水冷冷水式機組用冷凝器水源熱泵式機組用干式蒸發(fā)器水源熱泵式機組用冷凝器風冷冷〔熱〕水式機組用換熱器1.0MPa38℃1.4MPa38℃2.0MPa50℃1.0MPa45℃1.0MPa38℃1.4MPa38℃2.5MPa60℃1.0MPa55℃1.0MPa55℃2.4MPa60℃資格和職責：作為壓力容器，此類換熱器的設計和制造應以標準JB/T4750-20233.2標準工況條件：水冷冷水機組用蒸發(fā)器/25℃/405℃。水源熱泵式機組用蒸發(fā)器/25℃/305℃；制55℃/555℃。風冷冷〔熱〕2℃，過熱度5℃；制熱--冷凝溫度50℃，過冷度5℃。換熱器水側(cè)污垢系數(shù)：取為0.086m2℃/kw。換熱器的實際換熱量不得低于設計換熱量的95%。壓力試驗：換熱器水側(cè)承受液壓試驗，試驗壓力取1.2510min，應無泄漏和特別變形現(xiàn)1.1510min，應無泄漏和特別現(xiàn)象。設計資料——設計挨次說明干式蒸發(fā)器：〔光管或內(nèi)螺紋管一般標準條件下?lián)Q熱管為直徑1/213m/Ton12m/Ton制冷量。換熱管為直徑1/2＂的內(nèi)螺紋管：單系統(tǒng)換熱器取11m/Ton制冷量；雙系統(tǒng)換熱器取10m/Ton制冷量。2m/s左右、最大不超過3m/s。依據(jù)設計流量和流速計算得出水配管尺寸。再貼近標準規(guī)格鋼管進展確定?！矎馁徶靡约爸圃旆矫鎭碚f管的長度標準化很重要。從而確定了管板的間隔管的長度〕-2~10m。單根換熱管的長度確定后，計算出換熱管總根數(shù)。依據(jù)不同筒體尺寸能夠容納的換熱管數(shù)。筒體越小越好，可以降低本錢。每種筒體可能容納的換熱管根數(shù)〔對于換熱管直徑1/＂管的狀況：筒體〔鋼管內(nèi)徑〕8＂10＂12＂14＂16＂18＂換熱管〔1/2＂〕根數(shù)128192288335494594A.打算折流板的間隔，在標準水量時，使筒體中心的水速為1m/s左右。水速快雖然可以確保產(chǎn)品的力量、但是由于水的壓力損失增加、所以需要選定適宜的水量。水的壓力損失標準水量條件下60kPa以下、最大水量條件下100kPaB.打算水的配管的位置——水的入口和出口的配管是焊接時，有必要把折流板的間隔擴大一些。另外、固定折流板的定距管由于水的流淌震驚，留意不要能傷其他的管。折流板一般選用樹脂材料制作，在折流板邊緣上3~5mm一逆向流對系統(tǒng)的影響不會很大。另外為了確保過熱度，冷媒的出口和入口水相接觸。冷媒流程〔Pass〕數(shù)的設計：是偶數(shù)還是奇數(shù)，依據(jù)裝置總體的液體配管、氣體配管的位置來打算。冷媒氣側(cè)、液側(cè)在換熱器同一端時，系統(tǒng)流程數(shù)是偶數(shù)，否則為奇數(shù)。管的間隔〔標準間隔〕——使用1/2＂管的狀況易于熱交換的間隔如右1/2＂管之外、設計相像。右圖的設計是以水向垂直流淌為標準的。

15.86mm13.48mm 12.7mm打算管的配列：冷媒從液體變?yōu)闅怏w、比容增加、盡可能的使冷媒的速度變?yōu)榫唬黾痈鱌ass的根數(shù)。另外為了回油簡潔，配列承受PassPass。確認冷媒的流速：參照熱交換器的標準值。冷媒側(cè)的壓力損失在標準條件下依據(jù)溫度換算的損失為2℃〔0.02MPa〕左右。壓力損失過小不簡潔回油、壓力損失過大，導致力量下降。隔板、封板的設計：關(guān)于隔板的厚度應當使冷媒可以順暢的通過〔一般選為1～23m冷媒的流淌損失大。打算封板上冷媒液管連接的位置——液管位置、使冷媒可以均一的安排到各個配管上。為了到達安排均一，可以在液體入口安裝集中用的分流器。打算封板上冷媒氣體管連接的位置——氣體管的下部內(nèi)側(cè)面位于隔板的分流部位，使存積在隔板的油易于返回。排氣閥、排水閥：在筒體安裝排氣/排水閥——為了排解筒體上部積存的空氣，在筒體最上部安裝排氣閥。排氣閥的位置應當是到了現(xiàn)場在連接方面沒有什么麻煩。為了排筒體內(nèi)的水、在筒體最下部安裝排水閥。在現(xiàn)場能夠連接到排水閥的位置，留意換熱器的安裝腳的高度、位置。管壁厚度強度計算：關(guān)于熱交換用管、筒體、管板、封板的厚度，通過強度計算來打算。關(guān)于管板的厚度，必需符合管的拉伸強度。保溫材料：一般水冷式換熱器使用20mm的橡塑保溫材料。管殼式冷凝器管的選定：打算承受的換熱管的種類〔外螺紋高效管3/42m/Ton連接配管的尺寸：打算進出水配管的尺寸。一般參照同行業(yè)的設計標準：標準流量時，流速取2m/s左右、最大不超過3m/s。依據(jù)設計流量和流速計算得出水配管尺寸。再貼近標準規(guī)格鋼管進展確定?！矎馁徶靡约爸圃旆矫鎭碚f管的長度標準化很重要。從而確定了管板的間隔管的長度〕筒體〔鋼管內(nèi)徑〕換熱管〔3/4＂〕根數(shù)8＂3610＂6712＂10914＂137-2~10m。單根換熱管的長度確定后，計算出換熱管總根數(shù)。依據(jù)不同筒體尺寸能夠容納的換熱管數(shù)筒體〔鋼管內(nèi)徑〕換熱管〔3/4＂〕根數(shù)8＂3610＂6712＂10914＂137水側(cè)流程〔Pass〕數(shù)的設計：是偶數(shù)還是奇數(shù)，依據(jù)裝置總體的進出水管的位置來打算。進出水管在換熱器同一端時，換熱器流程數(shù)是偶數(shù)，否則為奇數(shù)。一般選為偶數(shù)。管內(nèi)水速確定為標準流量時水速2m/s左右、最大3m/s以下。水速快雖然可以確保力量、但是水的壓力損失增加、所以要選擇適宜的水速。管的間隔〔標準間隔〕——3/43/4管之外、設計相像。筒體上部的空間——確保高溫氣體沿筒體縱向均一集中的空間。大約是筒體直徑的30流程的管的根數(shù)盡可能的一樣。管群最下部的管〔5~6%〕靠近筒體下部、這樣簡潔確保過冷度。

22.20mm19.23mm 19.05mm冷媒配管位置：打算筒體的冷媒液管的連接位置——液管位置為筒體最下部。為了易于確保過冷卻度、液體冷媒和入口的冷卻水相接觸。依據(jù)需要，為了確保過冷卻度，另外設置熱交換管。打算筒體的冷媒氣體管的連接位置——氣體管的位置為筒體最上部、為了氣體均一集中在入口部安裝分流器。的位置——水配管配置在入口的下部、出口的上部。為了排出管上部存積的空氣，把出口配管的內(nèi)徑上部作為管群最上部的位置。另一方面為了排出管群內(nèi)的水、把入口配管內(nèi)徑下部作為管群最下部的位置。排氣閥、排水閥：在封板上安裝排氣/排水閥——為了排出存積的空氣，在封板最上部安裝排氣閥。排氣閥的位置應當是到了現(xiàn)場在連接方面沒有什么麻煩。假設水配管是簡潔排氣的構(gòu)造就不需要。為了排出筒體內(nèi)的水、在封板最下部安裝排水閥。排氣閥的位置應當是到了現(xiàn)場在連接方面沒有什么麻煩。假設是從水配管簡潔排水的構(gòu)造就不需要了。厚度強度計算：關(guān)于熱交換用管、筒體、管板、封板的厚度，通過強度計算來打算。關(guān)于管板的厚度應確認管的拉伸強度。翅片式熱交換器的設計計算一般規(guī)定翅片式熱器應符合國家相關(guān)標準的規(guī)定，并按經(jīng)規(guī)定程序批準的圖樣和技術(shù)條件制造。設計要求\標準工況條件：1、熱工系數(shù)蒸發(fā)器在名義工況下傳熱系數(shù)滿足下標要求制冷劑制冷劑R22≥40冷凝器在名義工況下傳熱系數(shù)滿足下標要求制冷劑制冷劑R22R134A(R12)≥30≥252、名義工況蒸發(fā)器名義制冷工況進風參數(shù)干球溫度t 濕球溫度tt0出口過熱度△tm/s1 s127 19.552.5冷凝器名義排熱量工況工程參數(shù)t135tk50出口過冷度△tu≥3進出風溫差△t10m/s2～3構(gòu)造參數(shù)管子翅片工程材料工程材料外徑D00S排列方式角形材料片厚節(jié)距n參數(shù)紫銅7-160.30～120-38鋁0.10～0.301.3～3.51～6制冷劑制冷劑R222.5最高冷凝溫度℃65壓力試驗:翅片換熱器制成后，應經(jīng)不低于1.15倍設計壓力的氣壓試驗，氣壓試驗時，氣體壓力應緩慢上升，到達10min，降到設計壓力后進展檢查，應無泄漏和特別變形現(xiàn)象。設計資料——設計挨次說明〔光管或內(nèi)螺紋高效管雖然裂隙片性能好、但是需要留意靜壓損失過大。假設是制冷制熱兼用盤管，考慮到除霜，選用平片好、但是性能下降；假設是耐腐蝕的規(guī)格、室內(nèi)蒸發(fā)盤管，進展防水防銹處理好，但是需要留意的是價格方面比較高。室外盤管的親水性處理雖然在使用的初級階段有效果、但是即使是事先不進展處理，由于外部的灰塵等使其拒水性消逝，到達和親水處理一樣的效果、沒有什么意義。承受簡潔的閱歷數(shù)值打算必要的換熱器的規(guī)格，如下表所示。蒸發(fā)器銅管規(guī)格-排管數(shù)-片距銅管類型-翅片類型單位冷噸所需換熱面積風速〔m/s〕3/8-2-1.7內(nèi)螺紋-平片0.2702.03/8-2-1.5內(nèi)螺紋-平片0.2502.03/8-3-1.95內(nèi)螺紋-平片0.2202.03/8-3-1.7內(nèi)螺紋-平片0.2032.03/8-4-1.95內(nèi)螺紋-平片0.1822.03/8-4-1.7內(nèi)螺紋-平片0.1702.0冷凝器銅管規(guī)格-排管數(shù)-片距銅管類型-翅片類型單位冷噸所需換熱面積風速3/8-2-1.7內(nèi)螺紋-平片0.2302.03/8-2-1.5內(nèi)螺紋-平片0.2202.03/8-3-1.95內(nèi)螺紋-平片0.1952.03/8-3-1.7內(nèi)螺紋-平片0.1862.03/8-4-1.95內(nèi)螺紋-平片0.1902.03/8-4-1.7內(nèi)螺紋-平片0.1822.0外表積：打算外表積使風速在標準條件時為1～2m/s。使用裂隙片的狀況，依據(jù)靜壓和噪音的關(guān)系，使風速接近1m/s、假設是平片為了確保性能使風速接近2m/s。不管怎樣在最大風量條件下風速不能超過吹水限界2.～3.0m/。冷凝盤管、靜圧損失和噪音沒有問題的話，超過3m/s〔增Fan。段數(shù)、列數(shù)：打算列數(shù)：為了保證要求力量，依據(jù)單位力量必要的外表積〔Fin,Tube,列數(shù)〕1.1蒸発盤管列數(shù)多、雖然力量、除濕性能好、但是冷凝盤管列數(shù)的増加，對力量増加起不到作用、所以盡可能少的設計列數(shù)：打算段數(shù)：依據(jù)制造以及外表積打算〔和產(chǎn)品的外型尺寸有關(guān)系〕留意制冷制熱兼用的狀況：設計的重點應當放到蒸發(fā)盤管上?？紤]到除霜選擇平片好〔上面記述的〕著霜的狀況、由于靜壓損失增加、隨著靜壓的増加，承受風量大幅削減的風機，解霜快。因此、需要Fan1.4打算回路數(shù)：打算回路數(shù)，使氣體的流速，回路的長度保持一個適宜的值。適宜的流速、長度請參照熱交換器的標準值。打算管的配列:假設是蒸発盤管空氣和在冷媒的流淌盡可能的反向、易于確保過熱度的前提下配管。冷凝盤管和上面的一樣。制冷制熱兼用的Coil為了作到和Cooler一樣的盡可能的使管內(nèi)流速均一，所以承受層疊式。所謂的層疊就是中途把兩根管總結(jié)為一根管、變更通過面積的管的配列。一根是整個回路長度的20%為好。1.5留意連接位置和最下部的位置關(guān)系、用Coil內(nèi)部的壓力損失使油返回到壓縮機〔總之這是通過試驗確認的重要的工程：特別是低負荷時〕1.6的是承受液安排器+分液