1. Applicazione degli scambiatori di calore a piastra nei condizionatori di aria commerciale
(I) Applicazione nel ciclo di refrigerazione nel sistema di refrigerazione dei condizionatori di aria commerciale, gli scambiatori di calore a piastra sono utilizzati principalmente come condensatori ed evaporatori. Se usato come condensatore, il refrigerante gassoso viene raffreddato e condensato in liquido nello scambiatore di calore della piastra. Ad esempio, nel sistema di condizionamento dell'aria centrale di un grande centro commerciale, il gas refrigerante ad alta temperatura e ad alta pressione scaricato dal compressore entra nel condensatore della piastra e attraverso lo scambio di calore con il mezzo di raffreddamento (di solito aria o acqua), il Il calore viene portato via e lo stato del refrigerante cambia, completando così un collegamento chiave nel ciclo di refrigerazione. Se usato come evaporatore, il refrigerante liquido evapora e assorbe il calore nello scambiatore di calore della piastra, riducendo la temperatura del mezzo raffreddato (come l'aria). Prendendo il sistema di condizionamento dell'aria di un hotel come esempio, il refrigerante assorbe il calore dall'aria interna nell'evaporatore della piastra per ottenere il raffreddamento dell'aria interna.
(Ii) Applicazione nel ciclo di riscaldamento nel processo di riscaldamento dei condizionatori di aria commerciale della pompa di calore, anche gli scambiatori di calore a piastra svolgono un ruolo importante. Può essere usato come condensatore per rilasciare calore. Ad esempio, quando alcuni centri commerciali a nord usano i sistemi di condizionamento dell'aria della pompa di calore per il riscaldamento in inverno, il calore del refrigerante viene trasferito nell'aria interna attraverso lo scambiatore di calore a piastra per aumentare la temperatura interna. Allo stesso tempo, nella fase di raffreddamento inverso del ciclo di riscaldamento (per lo scongelamento e altre funzioni), lo scambiatore di calore a piastra può funzionare come evaporatore.
(Iii) Le applicazioni per migliorare l'efficienza energetica poiché lo scambiatore di calore della piastra ha un'elevata efficienza di trasferimento di calore, può fare lo scambio di calore tra il refrigerante e il mezzo di raffreddamento/riscaldamento più completo. Ciò aiuta a migliorare il rapporto di efficienza energetica (EER o COP) dell'intero sistema di condizionamento dell'aria commerciale. Ad esempio, rispetto ai tradizionali scambiatori di calore del guscio e del tubo, gli scambiatori di calore a lastre possono aumentare l'efficienza energetica del sistema di condizionamento dell'aria di circa il 10%-30%, ridurre il consumo di energia e ridurre i costi operativi.
Ii. Requisiti tecnici per gli scambiatori di calore a piastra nei condizionatori di aria commerciale
(I) Le prestazioni di trasferimento di calore richiedono un coefficiente di trasferimento di calore elevato: lo scambiatore di calore della piastra dovrebbe avere un coefficiente di trasferimento di calore elevato per garantire un trasferimento di calore efficiente con una piccola differenza di temperatura. In generale, il coefficiente di trasferimento di calore deve essere compreso tra 2 0 00 e 8000W/(m² ・ K) e il valore specifico varia a seconda delle condizioni di refrigerante e di lavoro. Questo perché un coefficiente di trasferimento di calore elevato può ridurre l'area di scambio di calore dello scambiatore di calore, riducendo così le dimensioni e il costo dell'attrezzatura. Buona efficienza di scambio di calore: il fattore di correzione della differenza di temperatura media logaritmica (F) dello scambiatore di calore della piastra dovrebbe essere il più vicino possibile a 1. Ad esempio, nelle condizioni di progettazione, il valore F è maggiore di 0,9, il che significa che la differenza di temperatura media effettiva è molto vicina alla differenza di temperatura media logaritmica teorica, che può garantire l'elevata efficienza del processo di scambio di calore e ridurre la perdita di energia .
(Ii) Le prestazioni di resistenza alla pressione richiedono la possibilità di resistere ad alta pressione: durante il funzionamento dei sistemi commerciali di condizionamento dell'aria, la pressione del refrigerante cambierà. Lo scambiatore di calore della piastra deve essere in grado di resistere a pressioni più elevate e la pressione generale del design non dovrebbe essere inferiore a 3. 0 MPA per garantire la sicurezza in varie condizioni di lavoro (come l'avvio, l'arresto, le variazioni di carico, ecc. ). Soprattutto per i sistemi di condizionamento dell'aria che utilizzano refrigeranti ad alta pressione come R41 0 A, è essenziale una maggiore resistenza alla pressione. Controllo della caduta di pressione: garantendo una resistenza alla pressione sufficiente, è anche necessario controllare la caduta di pressione del refrigerante e il mezzo nello scambiatore di calore della piastra. Di solito è necessario che la caduta di pressione sul lato del refrigerante non superi 0. 05mpa e la caduta di pressione sul lato dell'acqua (se l'acqua viene utilizzata come mezzo di raffreddamento o riscaldamento) non supera 0,07MPA. La caduta di pressione minore aiuta a ridurre il consumo di energia del compressore e migliorare l'efficienza operativa del sistema.
(Iii) Requisiti del materiale Resistenza alla corrosione: a causa delle diverse proprietà chimiche del refrigerante e del mezzo di raffreddamento/riscaldamento, il materiale dello scambiatore di calore della piastra deve avere una buona resistenza alla corrosione. Ad esempio, per un sistema con acqua come mezzo di raffreddamento, il materiale della piastra dello scambiatore di calore è generalmente realizzato in acciaio inossidabile (come 316L) perché può resistere alla corrosione mediante componenti corrosivi come ioni di cloruro in acqua. Per alcune combinazioni speciali di media refrigerante, possono anche essere necessari rivestimenti speciali o materiali in lega per migliorare la resistenza alla corrosione. Buona conduttività termica: la conduttività termica del materiale influisce direttamente sull'efficienza di scambio di calore dello scambiatore di calore. La conduttività termica del materiale della piastra è generalmente richiesta tra 10-200 W/(M ・ K). Ad esempio, le leghe di rame e rame sono materiali comunemente usati con buona conducibilità termica, ma considerando fattori come la resistenza al costo e della corrosione, i materiali compositi vengono talvolta utilizzati per garantire una determinata conducibilità termica e soddisfare altri requisiti di prestazione.
(Iv) Requisiti di prestazione di tenuta per prevenire perdite: le prestazioni di tenuta dello scambiatore di calore della piastra sono cruciali, poiché la perdita di refrigerante non influirà solo sulle prestazioni del sistema di condizionamento dell'aria, ma causano anche danni all'ambiente e alla salute umana. È generalmente necessario che la velocità di perdita dello scambiatore di calore della piastra sia inferiore a 1 × 10⁻⁶m³/(s ・ m) (perdita per metro di lunghezza di tenuta in condizioni standard) alla pressione e alla temperatura di progettazione. Per garantire un buon sigillo, il materiale della guarnizione di tenuta deve avere una buona compatibilità con il refrigerante e il mezzo e essere in grado di mantenere l'elasticità e le prestazioni di sigillatura durante l'uso a lungo termine. Resistenza alla temperatura e resistenza all'invecchiamento: la guarnizione di tenuta deve essere in grado di resistere alle variazioni di temperatura durante il funzionamento dei condizionatori d'aria commerciali. Di solito è necessario essere in grado di funzionare normalmente nell'intervallo di temperatura di -20 grado a 150 gradi e non invecchia, indurirà o perderà elasticità in ambienti chimici e ambienti chimici a lungo termine. Ad esempio, le guarnizioni di sigillatura della gomma di nitrile (NBR) sono adatte per i refrigeranti generali e le gamme di temperatura, mentre i materiali di tenuta ad alte prestazioni come il fluororubber (FKM) possono essere necessari per ambienti ad alta temperatura.
(V) La compattezza e la facilità di manutenzione richiedono una progettazione strutturale compatta: nei sistemi commerciali di condizionamento dell'aria, lo spazio è spesso limitato. Lo scambiatore di calore a piastra dovrebbe avere una struttura compatta e il suo coefficiente di trasferimento di calore del volume (trasferimento di calore per unità di volume) è generalmente richiesto per essere al di sopra di 3000-10000 w/(m³ ・ k) per ottenere un trasferimento di calore più grande in un limitato spazio. Allo stesso tempo, la struttura compatta aiuta anche a ridurre la carica del refrigerante e il peso complessivo del sistema. Facile da pulire e mantenere: dopo l'uso a lungo termine, la superficie dello scambiatore di calore della piastra può essere ridimensionata o bloccata dalle impurità, influenzando l'efficienza di scambio di calore. Pertanto, dovrebbe essere facile da smontarsi e pulire, come l'uso di una struttura di piastra staccabile, che è conveniente per gli utenti di ispezionare, pulire e mantenere regolarmente l'interno dello scambiatore di calore per garantire le prestazioni operative stabili a lungo termine.
