เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนท่อทองแดงประสิทธิภาพสูง-: การออกแบบ วัสดุ และประสิทธิภาพ

ช่องว่างประสิทธิภาพระหว่างท่อธรรมดาและท่อที่ได้รับการปรับปรุง

ตัวแลกเปลี่ยนเปลือกและท่อแบบธรรมดาที่สร้างจากท่อทองแดงธรรมดาขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่จำนวนมากของของไหลเพื่อนำความร้อนเข้าและออกจากผนัง ตัวแลกเปลี่ยนท่อทองแดงประสิทธิภาพสูงโจมตีหน้าที่เดียวกันจากภายในสู่ภายนอก: รูของท่อไม่เรียบ เส้นทางการไหลไม่ตรง และสารทำความเย็นจะถูกป้อนเข้าไปในมัดผ่านตัวกระจาย แทนที่จะถูกเทลงในส่วนหัว ผลลัพธ์ที่ได้คือพื้นผิวการถ่ายเทที่มีประสิทธิภาพขนาดใหญ่ขึ้น และชั้นขอบเขตที่บางกว่าในด้านสารทำความเย็น ซึ่งโดยปกติแล้วความต้านทานความร้อนจะอยู่ที่การควบคุม

นี่คือที่มาของประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นแทนที่จะมาจากตัวโลหะ ซึ่งยังคงเป็นทองแดงพิทช์ทนฟอสเฟอร์แบบดีออกซิไดซ์มาตรฐานหรือด้วยไฟฟ้า การออกแบบที่ได้รับการปรับปรุงประเภทนี้มักได้รับการอธิบายว่ามีการถ่ายเทความร้อนได้มากกว่าตัวแลกเปลี่ยนท่อธรรมดาที่มีซองจดหมายที่เทียบเคียงกันประมาณ 20% โดยมีฐานที่เล็กกว่า ค่าสารทำความเย็นที่ต่ำกว่า และต้นทุนวัสดุที่ลดลงซึ่งเป็นประโยชน์ในทางปฏิบัติ สำหรับผู้ผลิตปั๊มความร้อนที่ย้ายออกจากหน่วยเปลือกและท่อขนาดใหญ่ ปัจจัยทั้งสามนี้จะตัดสินใจเลือก

การออกแบบโครงสร้างของ Bundle ที่ปรับปรุงแล้ว

โครงสร้างถูกสร้างขึ้นรอบๆ ท่อด้านในและด้านนอกที่มีศูนย์กลางร่วมกัน ดังนั้นของไหลที่ร้อนและเย็นจะแลกเปลี่ยนความร้อนผ่านช่องว่างวงแหวนและผ่านผนังทองแดงในเวลาเดียวกัน

ท่อทองแดงร่องภายใน:สันเกลียวละเอียดเกิดขึ้นที่เจาะ เมื่อเปรียบเทียบกับท่อธรรมดา พื้นที่ผิวต่อหน่วยความยาวจะใหญ่กว่า และสันเขาขัดขวางฟิล์มสารทำความเย็นซ้ำๆ เพื่อให้ของเหลวถูกพัดไปตามผนัง และการไหลยังคงปั่นป่วนแทนที่จะตกตะกอนเป็นชั้นๆ

ท่อศูนย์กลางในรูปแบบท่อ:น้ำหล่อเย็นจะไหลผ่านรูทองแดงในขณะที่สารทำความเย็นจะครอบครองวงแหวนระหว่างท่อทองแดงและท่อเหล็กด้านนอก ซึ่งทำให้กระแสทั้งสองไหลสวนทางผ่านผนังที่ใช้ร่วมกันเพียงด้านเดียว

ผู้จัดจำหน่ายและหลากหลาย:ชุดมัดนี้เชื่อมต่อกับตัวจ่ายของเหลวและท่อร่วมไอดีที่ปลายแต่ละด้านเพื่อให้สารทำความเย็นเข้าและออกจากท่อทุกท่อเท่าๆ กัน ซึ่งทำให้สามารถถ่ายโอนข้อมูลได้เต็มประสิทธิภาพของแต่ละหลอด

มัดเกลียวแบบเรียงซ้อน:มัดมัดเป็นเกลียวซ้อนกันและมีท่อเหล็กลอดผ่านเข้าไป น้ำที่ไหลผ่านทางโค้งจะถูกกระทำโดยแรงเหวี่ยงและการบิดเล็กน้อยของแถบที่มีลักษณะคล้ายริบบิ้น ซึ่งจะช่วยส่งเสริมการไหลขั้นที่สองและขัดชั้นขอบเขตแทนที่จะปล่อยให้มันข้นขึ้น

ปรับสภาพพื้นผิว:การบำบัดแบบเจาะเพื่อปรับปรุงการเปียกของพื้นผิวทองแดงถูกนำมาใช้ในการออกแบบบางอย่างเพื่อให้ของเหลวสัมผัสกับผนัง และเพื่อชะลอการแห้งในท้องถิ่นด้วยคุณภาพของไอที่สูง

วัสดุและมาตรฐาน

การเลือกใช้วัสดุเป็นไปตามตรรกะเดียวกันกับวงจรสารทำความเย็นใดๆ: ทองแดงสำหรับพื้นผิวถ่ายโอนเนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้าและความสามารถในการขึ้นรูป เหล็กสำหรับกักเก็บแรงดันในจุดที่รูปทรงอนุญาต และบรรยากาศที่ควบคุมระหว่างการบัดกรีเพื่อรักษาความสะอาดของรู

เนื่องจากท่อถูกเปลี่ยนรูปให้เป็นร่องแล้วขด โรงสีจึงต้องส่งท่อที่มีอุณหภูมิอบอ่อนสม่ำเสมอ มัดที่ทำจากท่อที่มีความแข็งไม่สม่ำเสมอจะขดไม่เท่ากัน และการเปลี่ยนแปลงของช่องว่างวงแหวนทำให้ประสิทธิภาพของการออกแบบลดลง

ประสิทธิภาพ แรงดันตก และการคืนน้ำมัน

การเพิ่มประสิทธิภาพไม่เคยฟรี การเซาะร่องรูจะเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนฝั่งสารทำความเย็น และยังเพิ่มแรงดันตกฝั่งสารทำความเย็น โดยทั่วไปจะมีเปอร์เซ็นต์น้อยกว่าปริมาณการถ่ายเทความร้อน ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้การแลกเปลี่ยนคุ้มค่าในปั๊มความร้อนหรือวงจรเครื่องทำความเย็น นักออกแบบจึงทำงานกับค่าสัมประสิทธิ์โดยรวมที่มีทั้งเอฟเฟกต์มากกว่าปัจจัยการปรับปรุงเพียงอย่างเดียว

ฝั่งน้ำ:รูเรียบหรือชุบสังกะสีของท่อด้านนอกช่วยให้มีความเร็วน้ำสูงขึ้นโดยไม่มีการลดแรงดันตกคร่อมอย่างมาก และความต้านทานต่อการเกิดตะกรันทำให้ค่าสัมประสิทธิ์ด้านน้ำคงที่ตลอดระยะเวลาการทำงานที่ยาวนาน

ด้านสารทำความเย็น:การกระจายอย่างสม่ำเสมอจากท่อร่วมช่วยป้องกันไม่ให้ท่อบางท่อแห้งในขณะที่บางท่อน้ำท่วม ซึ่งเป็นสาเหตุปกติของประสิทธิภาพที่น่าผิดหวังในการออกแบบคอยล์เสียงอย่างอื่น

การคืนน้ำมัน:ช่องว่างวงแหวนจะถูกยึดไว้ที่ความกว้างสม่ำเสมอ และทางเดินเกลียวทำให้ความเร็วของก๊าซสูงพอที่จะส่งสารหล่อลื่นกลับไปยังคอมเพรสเซอร์เมื่อเครื่องทำงานเป็นเครื่องระเหย

ความดันและแรงกระแทก:โครงสร้างแบบรวมศูนย์ด้วยเหล็กไร้ตะเข็บด้านนอก ทนทานต่อวงจรแรงดัน การเต้นเป็นจังหวะ และการสั่นสะเทือนบ่อยครั้ง และต้านทานการเสียรูปเมื่อชาร์จวงจรหรือปั๊มลง

ไม่อุดตัน:ช่องว่างระหว่างท่อด้านในและท่อด้านนอกมีความสม่ำเสมอ ดังนั้นฝุ่นและตะกรันจึงไม่เชื่อมทางเดิน และสามารถทำความสะอาดตัวเครื่องได้โดยไม่ต้องถอดวงจร

การสมัครและคำแนะนำในการคัดเลือก

การออกแบบนี้เหมาะกับปั๊มความร้อนแบบบรรจุกล่อง เครื่องทำความเย็น หน่วยควบแน่นของเครื่องทำความเย็น และงานใดๆ ที่ต้องการเครื่องแลกเปลี่ยนขนาดกะทัดรัด ทนทานต่อแรงดัน และต้นทุนต่ำ การเลือกเริ่มต้นด้วยการไหลของมวลสารทำความเย็น อุณหภูมิการระเหยและการควบแน่น และอัตราการไหลของน้ำ จากนั้นแก้ไขเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ รูปทรงร่อง ความยาวมัด และจำนวนวงจรขนาน เพื่อให้แรงดันตกคร่อมอยู่ภายในเปลือกของคอมเพรสเซอร์

เช็คสองรายการอยู่ในทุกข้อกำหนด ขั้นแรก ให้ยืนยันความเร็วด้านน้ำและคุณภาพน้ำ เนื่องจากน้ำที่รุนแรงจะโจมตีการเจาะสังกะสีเมื่อเวลาผ่านไป ไม่ว่าการออกแบบด้านสารทำความเย็นจะดีแค่ไหนก็ตาม ประการที่สอง ตรวจสอบรัศมีการขดเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ เนื่องจากการโค้งงอที่แน่นเกินไปจะทำให้ท่อทองแดงเป็นรูปไข่และเปลี่ยนช่องว่างวงแหวน เมื่อทั้งสองอย่างพอใจ ตัวแลกเปลี่ยนจะส่งซองจดหมายขนาดกะทัดรัดและประสิทธิภาพสูงตามที่ผู้ผลิตปั๊มความร้อนและเครื่องทำความเย็นต้องการ

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: อะไรทำให้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อทองแดงมีประสิทธิภาพสูง
กำไรที่ได้มาจากรูปทรงมากกว่าจากโลหะผสม: ท่อที่มีร่องภายในจะขยายพื้นผิวการถ่ายเทและช่วยให้สารทำความเย็นปั่นป่วน ในขณะที่ตัวจ่ายและท่อร่วมจะกระจายสารทำความเย็นอย่างเท่าเทียมกันผ่านทุกท่อในมัด

ถาม: ท่อที่ได้รับการปรับปรุงดีกว่าตัวแลกเปลี่ยนท่อธรรมดามากแค่ไหน?
การออกแบบที่ได้รับการปรับปรุงประเภทนี้มักรายงานว่าสามารถถ่ายเทความร้อนได้มากกว่ายูนิตท่อธรรมดาของซองจดหมายที่คล้ายกันประมาณ 20% โดยมีพื้นที่น้อยกว่าและราคาวัสดุที่ต่ำกว่า แม้ว่าตัวเลขที่แน่นอนจะขึ้นอยู่กับสารทำความเย็น อัตราการไหล และอุณหภูมิในการทำงาน

ถาม: มัดท่อใช้วัสดุชนิดใด
ท่อทองแดงไร้ตะเข็บที่มีร่องภายใน เช่น C12200 หรือ C11000 ใช้สำหรับพื้นผิวการถ่ายเท และท่อเหล็กไร้ตะเข็บจะสร้างท่อด้านนอก โดยมีรูชุบสังกะสีในกรณีที่ด้านน้ำต้องการความต้านทานการกัดกร่อนและการเปรอะเปื้อนเพิ่มเติม

ถาม: การเจาะแบบร่องทำให้แรงดันลดลงหรือไม่
ใช่. ร่องจะเพิ่มแรงดันตกคร่อมด้านสารทำความเย็นรวมถึงการถ่ายเทความร้อน แต่อัตราขยายของการถ่ายโอนมักจะมากกว่าค่าปรับ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้การออกแบบนี้เป็นที่นิยมในวงจรปั๊มความร้อนและเครื่องทำความเย็นที่ความกะทัดรัดมีความสำคัญ

ถาม: เหตุใดการคืนน้ำมันจึงมีความสำคัญในการออกแบบนี้
ช่องว่างวงแหวนระหว่างท่อด้านในและท่อด้านนอกจะมีความกว้างเท่ากัน และทางเดินของเกลียวจะรักษาความเร็วของก๊าซ ดังนั้นน้ำมันหล่อลื่นจึงถูกส่งกลับไปยังคอมเพรสเซอร์ แทนที่จะสะสมในเครื่องระเหยและทำให้เครื่องขาด

ถาม: มีการตรวจสอบชุดรวมก่อนจัดส่งอย่างไร
วัดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ ความหนาของผนัง และรูปแบบร่อง คอยล์ได้รับการทดสอบแรงดันเพื่อความแน่น และใช้การทดสอบกระแสเอ็ดดี้เพื่อตรวจจับข้อบกพร่องของผนังในท่อทองแดงไร้ตะเข็บก่อนที่จะประกอบมัด