在一些特殊的应用场景,例如低温空调。涉及到需要采用载冷剂来替代水使用。一般的空调厂家,在给末端换热器做标定时,都是根据水来测试的。那具体采用载冷剂时涉及到换热量的衰减,因此需要放大换热面积。冰河冷媒作为专业厂家,不少空调厂家咨询过相关问题。这个问题需要从几个方向入手。
末端的根本目的是传递出需要的冷量。根据Q=kAΔt,如果不改变面积,k值减小就需要更大的换热温差,也就是供液温度第一点就可以满足换热,但是会伴随压缩机的能耗升高。一般的默认温差不变,那就是需要增加换热面积来满足换热量。那具体增加多少,就需要通过传热学的方法来计算K值,k值的变化率正好就是面积的变化率。
这个问题就切换成求传热系数。这个k值涉及到三个传热过程,载冷剂跟铜管的换热,铜管的导热,铜管外壁跟空气的换热。跟换载冷剂后,变化的过程在于在载冷剂跟铜管的换热。通过对流换热计算载冷剂的h值约672w/㎡k。水的对流换热系数1060 w/㎡k。计算k值,需要计算三个传热过程的热阻。铜管导热热阻2.564x10^-6㎡k/w,空气跟铜管换热热阻0.0435㎡k/w。分别计算载冷剂的k值22.47 w/㎡k,水的k值22.52 w/㎡k。k值衰减在0.002,因此面积增加的可以忽略。
这只是从传热角度分析。另外载冷剂跟水的比热有差别,根据Q=cmΔt,水的比热4.2kj/kgk,LM-4载冷剂的比热3.6 kj/kgk,若温差相同,则对应的换热量差1.127。因此载冷剂的回液温度必然高于12℃,计算温度为12.6℃。回到第一传热公式,对应的温差会减小,因此需要增加面积,不过理论计算增加面积不到5%。因此增加5%的量即可满足换热要求。或者增加泵的流量,输送能耗增加稍许。
冰河冷媒专注于载冷剂,赋能各个专业载冷剂的应用方案,及理论分析,解决实际应用问题。
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