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蒸发器用的板式换热器

蒸发器用的板式换热器

在风冷热泵机组中,制冷循环时,板式换热器作为蒸发器使用。蒸发器必须保持垂直放置,并且经过膨胀阀截流后的气、液两相制冷剂从蒸发器底部进人,以保证制冷剂均匀分配,同时以避免蒸发不完全时液态制冷剂进人压缩腔而产生的“液击”现象。重力作用在液滴上阻止它们在完全汽化前随着气体蒸汽向上,可以保证充分换热,这样制冷刹在离开蒸发器时可以完全汽化甚至产生一定的过热度,从这一点可以看出,高的板片要比低的板片好。另外,相同制冷量的蒸发器,高板片的板式换热器板片数要比低板片的要少,这样能够大大减小换热器内制冷分布不均的程度。同时,因为蒸发器出口的气体制冷剂体积流量是人口两相混合物的体积流量的30一60多倍,所以板式换热器制冷剂出口接头尺寸不应太小。

因为板式换热器的板间距较小,而且板片较薄,所以板式蒸发器的防冻保护显得尤为重要。对于没有防冻保护的冷水机组,出水温度应控制在冷冻点以上。当然板式蒸发器的防冻措施有很多种,比如在机组上配备低压控制开关、冷媒侧防冻开关、水侧温控防冻开关及流量开关等。

随着蒸发温度的上升,蒸发器平均温差将减小,因而蒸发器的制冷量将减小,但对压缩机而言,情况却是相反的,压缩机的制冷量是随着蒸发温度的上升而增加的。如果选择了较小的蒸发器,运行点将沿着压缩机曲线朝较低的蒸发温度移动,这样不仅造成整机出力的下降,而且运行平衡点的蒸发温度接近冷冻温度,特别是对于板式蒸发器冻结的可能性较大。如果选择一个较大的蒸发器,其运行点为A2点,这样不仅能够避免出力降低和冻结的可能性,而且在水的一侧压降较低,运行中水泵的能耗将降低。

当然,选择较大的蒸发器将会造成初投资的增加,所以应综合考虑。

值得一提的是,风冷热泵机组在进人除霜阶段时由于低压侧(板式换热器侧)水温较高,高压侧(翅片换热器侧)温度较低,这时高、低压力差值很小、导致膨胀阀的流量相对较小(因为膨胀阀的流量与阀前后的压差的均方根成正比),同时板式换热器中制冷剂存量较少,而这时的蒸发温度又较高,所以会出现风冷热泵机组在除霜时低压抽真空的现象,而这种抽真空对于压缩机的冷却和回油润滑极为不利,长时间将会导致压缩机线圈和运动部件的损坏。

针对这种情况,我们可以对系统进行优化:在制冷膨胀阀的两端并联一根山电磁阀控制开启与断开的毛细管。当热泵机组出现抽真空现象时,开启电磁阀以增加对板式换热器的制冷剂注入量。当然,电磁阀的开启与关闭必须能够得到合理的控制。

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