蒸发冷却式空调系统的热工计算
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各种蒸发器冷凝器计算蒸发器和冷凝器是热力工程中常见的设备,用于蒸发和冷凝流体。
本文将介绍各种蒸发器和冷凝器的计算方法。
一、蒸发器蒸发器是将液体转化为蒸汽的设备。
根据蒸发器的类型有多种不同的计算方法。
1.蒸发器内换热面积计算蒸发器的内换热面积可以通过以下公式计算:A=Q/(U×ΔTm)其中,A为内换热面积,Q为传热量,U为换热系数,ΔTm为平均温差。
2.各种蒸发器的计算常见蒸发器种类有多效蒸发器、喷雾式蒸发器、蒸镜式蒸发器等。
这些蒸发器的计算方法略有不同。
多效蒸发器的换热器内换热面积计算可以使用以下公式:A = Q / (Ud × ΔTmd)其中,A为内换热面积,Q为传热量,Ud为蒸气侧的换热系数,ΔTmd为蒸汽的平均温差。
喷雾式蒸发器的蒸发速率计算可以使用以下公式:W = (G × H) / (λ × (hlg - hgf))量蒸发潜热,hlg为蒸汽的焓值,hgf为液体的焓值。
蒸镜式蒸发器的换热面积和蒸发速率计算方法类似多效蒸发器。
二、冷凝器冷凝器是将蒸汽或气体转变为液体的设备。
根据冷凝器的类型有多种不同的计算方法。
1.冷凝器的内换热面积计算冷凝器的内换热面积可以通过以下公式计算:A=Q/(U×ΔTm)其中,A为内换热面积,Q为传热量,U为换热系数,ΔTm为平均温差。
2.各种冷凝器的计算常见冷凝器种类有冷却管束冷凝器、冷凝器冷凝管束冷凝器等。
这些冷凝器的计算方法略有不同。
冷却管束冷凝器的换热面积计算可以使用以下公式:A = Q / (Ud × ΔTmd)其中,A为内换热面积,Q为传热量,Ud为冷却侧的换热系数,ΔTmd为冷却水的平均温差。
冷凝器冷凝管束冷凝器的冷凝速率计算可以使用以下公式:W = (G × H) / (λ × (hgf - hfg))量冷凝潜热,hgf为蒸汽的焓值,hfg为液体的焓值。
以上就是各种蒸发器和冷凝器的计算方法。
(完全版本)蒸发器热量和面积的计算法则1. 介绍本文档提供了一种用于计算蒸发器热量和面积的方法,该方法可以帮助用户根据具体需求设计蒸发器,以确保其高效、稳定地运行。
2. 热量计算法则2.1 基本原理蒸发器的热量主要由输入热量、损失热量和有效热量组成。
输入热量是指蒸发器从外界接收的热量,损失热量是指在热量传递过程中产生的热量损失,有效热量是指实际用于蒸发器工作的热量。
2.2 计算公式蒸发器的热量计算公式如下:\[ Q = Q_{\text{输入}} - Q_{\text{损失}} \]\[ Q_{\text{有效}} = Q_{\text{输入}} - Q_{\text{损失}} \]其中:- \( Q \) 表示蒸发器的热量(单位:千瓦时,kWh);- \( Q_{\text{输入}} \) 表示蒸发器的输入热量(单位:千瓦时,kWh);- \( Q_{\text{损失}} \) 表示蒸发器的损失热量(单位:千瓦时,kWh);- \( Q_{\text{有效}} \) 表示蒸发器的有效热量(单位:千瓦时,kWh)。
3. 面积计算法则3.1 基本原理蒸发器的面积主要由传热面积和辅助面积组成。
传热面积是指蒸发器中进行热量传递的面积,辅助面积是指用于支持蒸发器运行的面积。
3.2 计算公式蒸发器的面积计算公式如下:\[ A = A_{\text{传热}} + A_{\text{辅助}} \]其中:- \( A \) 表示蒸发器的总面积(单位:平方米,m²);- \( A_{\text{传热}} \) 表示蒸发器的传热面积(单位:平方米,m²);- \( A_{\text{辅助}} \) 表示蒸发器的辅助面积(单位:平方米,m²)。
4. 应用示例以下是一个简单的应用示例,用于计算一个特定蒸发器的热量和面积。
4.1 假设条件- 输入热量:1000 kWh;- 损失热量:200 kWh;- 传热面积:50 m²;- 辅助面积:10 m²。
干式蒸发器换热参数计算一、计算输入参数压缩机型号SRS-S-163输入压缩机数量 1.00000输入制冷量KW Qo=137.20000输入压缩机输入功率KW Ni=45.60000输入压缩机标准工况下质量流量kg/h mf3268.00000输入压缩机排气量kg/h Gk=5881.00000输入蒸发温度℃to= 2.00000过热度℃tr= 5.00000过冷度℃tg= 5.00000冷冻水进口温度℃t1=12.00000冷冻水出口温度℃t2=7.00000冷冻水出口温度范围℃t2= 5.0-15蒸发温度℃to= 2.00000传热温差℃△tm=7.21348冷冻水进出口温差℃△t= 5.00000二、蒸发器热力计算求解蒸发器制冷量KW Qk=137.20000单位面积热负荷KW/m2qf=9.000009.5-11蒸发器传热面积m2F=15.24444冷冻水量kg/s Gk=0.00656冷冻水量m3/h Gk=23.59866三、蒸发器基本尺寸参数换热器换热管间距m A=0.01700排列方式正三角形换热管管径m D=0.01270换热管内径m D1=0.01170单根换热管每米管长换热面积m2/m Fd=0.03988二、换热器物理参数计算蒸发器组数N=1输入每组蒸发器换热管数N1=244输入每组蒸发器换热管长m L= 1.9820输入每组蒸发器换热管流程N3=4输入每组蒸发器每流程换热管数N4=61每组蒸发器水侧通流面积m2Fy=每组蒸发换热面积m2Fz=19.28532必须满足校核值蒸发器换热面积m2F=19.2853216.7689 1.150065冷却水流速m/sω= 1.0-1.4摩擦阻力系数f=水阻力KPa△Pk=100。
(实战版)蒸发器热量及面积的实用计算公式在工程和制冷领域,准确计算蒸发器的热量和面积对于系统设计和效率至关重要。
本文档提供了一套实用的计算方法,旨在帮助工程师和相关专业人士在设计、优化和评估蒸发器系统时做出更加精准的决策。
1. 热量计算蒸发器的热量损失或吸收可以通过以下公式进行估算:\[ Q = U \cdot A \cdot (T_{in} - T_{out}) \]- \( Q \) - 热量(单位:千瓦或千焦)- \( U \) - 热传递系数(单位:W/(m²·K))- \( A \) - 热交换面积(单位:m²)- \( T_{in} \) - 进口温度(单位:摄氏度或开尔文)- \( T_{out} \) - 出口温度(单位:摄氏度或开尔文)a. 热传递系数 (U)热传递系数 \( U \) 取决于流体的性质、流速、管壁材料以及换热器的类型。
通常,它可以通过经验公式或者实验数据获得。
在缺乏准确数据的情况下,可以参考行业标准表格进行选取。
b. 热交换面积 (A)热交换面积 \( A \) 是指蒸发器内部可供热量传递的表面积。
这个值可以通过蒸发器的设计图纸或者制造商提供的规格来确定。
c. 进出口温度差温度差 \( (T_{in} - T_{out}) \) 是热量传递的关键驱动因素。
它受到流体性质、流速、换热器的设计以及操作条件的影响。
实际操作中,这个值可以通过测量或者模拟得到。
2. 面积计算在确定了热量需求后,可以通过以下公式计算所需的蒸发器面积:\[ A_{required} = \frac{Q_{required}}{U \cdot (T_{in} - T_{out})} \]- \( A_{required} \) - 所需蒸发器面积(单位:m²)- \( Q_{required} \) - 所需热量(单位:千瓦或千焦)- \( U \), \( T_{in} \), \( T_{out} \) - 含义同前a. 考虑其他因素实际工程中,还需要考虑其他因素,如翅片间距、翅片高度、管子直径、管子排列方式等,这些都可能影响实际的有效换热面积。
风冷式蒸发器换热计算一、设计计算流程图二、 设计计算(以HLR45S 为例)1、已知参数换热参数:冷凝负荷:Q e =31000W 蒸发温度:t k =-1℃回风干球温度:t a1=7℃,湿球温度t s1=6℃ 送风干球温度:t a1=4℃,湿球温度t s1=3.6℃ 工质质量流速:g =140 kg/(m 2*s) 冷凝器结构参数:铜管排列方式:正三角形叉排 翅片型式:开窗片,亲水膜 铜管型式:光管铜管竖直方向间距:S 1=25.4mm 铜管水平方向间距:S 2=22mm 紫铜光管外径:d 0=9.52mm 铜管厚度:δt =0.35mm 翅片厚度:δf =0.115mm 翅片间距:S f =1.8mm 冷凝器尺寸参数排数:N C =3排 每排管数:N B =52排2、计算过程1)冷凝器的几何参数计算翅片管外径:f b d d δ20+== 9.75 mm 铜管内径:t i d d δ-=0=8.82 mm 当量直径:)()(2))((4411f f b f f b eq S d S S d S U Ad δδ-+---===3.04 mm单位长度翅片面积:322110/)4(2-⨯-=f b f S d S S f π=0.537 m 2/m单位长度翅片间管外表面积:310/)(-⨯-=f f f b b s S d f δπ=0.0286 m 2/m 单位长度翅片管总面积:b f t f f f +==0.56666 m 2/m 翅片管肋化系数:it i t d ff f πβ===20.46 2)确定空气在蒸发器内的状态变化过程:进风点:h1=20.74kJ/kg ,d1=5.5g/kg 出风点:h2=16.01kJ/kg ,d2=4.8g/kg在湿空气焓湿图上连接状态点1和2,并延长与饱和空气线相交于饱和点4,如图:饱和点:h4=11.65kJ/kg ,d4=4.2g/kg ,t4=1.2℃ 在蒸发器中空气的平均焓:)42ln(2143h h h h h h --+==18.09 kJ/kgd3=5.1g/kg ,t3=5.3℃ 析湿系数:434346.21t t d d --+=ξ=1.5493) 空气侧换热系数迎面风速假定:f w =2.1 m/s最窄截面处风速:))(/(11max b f f f f d S S w S S w --=δ=3.64m/s 蒸发器空气入口干球温度为:t a1=7℃ 蒸发器空气出口干球温度为:t a2=4℃确定空气物性的温度为:2/)(21a a m t t t +==5.5℃ 在t m =5.5℃下,空气热物性:v f =13.75×10-6m 2/s ,λf =0.02477W/mK ,ρf =1.268kg/m 3,C Pa =1.005kJ/(kg*℃) 空气侧的雷诺数:f eq f v d w /Re max = =805.73由《制冷原理与设备》中公式(7-36),空气侧换热系数meq eq nf f O d d C ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=γλαRe '=47.98 W/m 2K 其中:362)(103)(000425.0)(02315.0518.0eqeqeqd d d A γγγ-⨯-+-==0.1852⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-=1000Re 24.036.1f A C =0.216 eq d n γ0066.045.0+==0.59311000Re 08.028.0f m +-==-0.2155铜管差排的修正系数为1.1,开窗片的修正系数为1.3,则空气侧换热系数为:(开窗片、波纹片的修正系数有待实验验证)'oo αα=×1.1×1.3=68.62 W/m 2K 对于叉排翅片管簇:fd s 1=ρ=25.4/9.75=2.6051 3.027.121'-=l l ρρ=2.7681 式中:21,l l 为正六边形对比距离,21l l =翅片当量高度:)'ln 35.01)(1'(5.0'ρρ+-=f d h =0.01169 mδλαa om 2==75.4 m -1翅片效率:')'(mh mh tgh f =η =0.802 表面效率:)1(1f tf s f f ηη--==0.812空气侧当量换热系数为:s o f ηξαα==85.81 W/m 2K 4)冷媒侧换热系数设R22进入蒸发器的干度x 1=0.16,出口蒸发器时x 2=1.0,则R22的总流量为:)(12x x r Q G er -== 0.17901 kg/sR22的总流通截面:gG A r==12.7866×10-4 每根管子的有效流通截面:42i i d A π==6.1067×10-5蒸发器的分路数:iA AZ ==20.9 取Z =21 每一分路的R22流量:ZG G rd ==0.008524 kg/s R22在管内蒸发时换热系数可按下式计算:343.02.02.0i 6.0g 7.2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=cr c ii P P d q α=8.3766q i 0.6(如果是内螺纹管,换热系数则需乘以系数1.2)由于R22与润滑油能相互溶解,可忽略管内侧污垢。
蒸发器冷凝器计算
一、阀前系统热力性质和制冷量的计算
(1)蒸发器特性
根据现在的使用情况,选择相应的蒸发器,如表1所示:
表1蒸发器特性
名称单位馏程单位吸热量 kJ/kg 冷凝压力 kPa 蒸发压力 kPa LSHF 米 0.01 392.6 9.7
(2)冷凝器性能
根据现在的使用情况,选择相应的冷凝器,如表2所示:
表2冷凝器特性
名称单位馏程单位吸热量 kJ/kg 冷凝压力 kPa 蒸发压力 kPa LCHF 米 0.01 305.6 9.7
(3)介质流量
在系统中,用LCHF流过冷凝器,用LSHF流过蒸发器,由以下公式计算:
Q=m·h
其中,Q=介质流量,m=介质量,h=介质的比焓,由于介质在冷凝器和蒸发器中分别有两种状态,即蒸发器的液体态和冷凝器的蒸汽态,因此比焓h也有两种,如下式:
冷凝器:h1=hLCHF
蒸发器:h2=hLSHF
(4)制冷量的计算
制冷量:Q=m·(h2-h1)
Q=m·(hLSHF-hLCHF)
根据以上计算,可以得出阀前的系统的热力性质和制冷量。
二、阀后系统热力性质和制冷量的计算
(1)阀后系统的热力性质。
冷风机蒸发器的设计计算方法
1、冷风机蒸发器的设计部分
(1)计算蒸发温度。
首先计算蒸发温度,该温度取决于冷却剂的沸点、湿度和汽化压力,及系统的压力损失等因素,通常以热动力学理论来
确定蒸发温度。
(2)确定形式结构。
通常冷风机蒸发器的形式结构有直流式、风道
式和混流式等;结构材料可以采用铝合金、不锈钢、黄铜等金属,也可以
采用塑料等介质;体积的大小可以根据设计原则和质量要求来确定。
(3)确定冷冻量。
根据蒸发温度和室外环境温度可计算出冷冻量,
计算时,应考虑系统效率和热损失等因素,以确定准确的冷冻量。
(4)确定冷却剂流量。
根据计算出的冷冻量,可以确定冷却剂流量。
(5)确定室内循环风量。
根据设计要求,可以确定室内风量。
(6)计算室外机恒温器尺寸。
根据设计要求、冷却剂流量及室外室
内环境条件,确定室外恒温器尺寸。
2、冷风机蒸发器的计算部分
(1)计算风口面积。
在风口面积计算中,要考虑空调室内的面积、
室内风量及室外凉热量的影响,以确定准确的风口面积。
(2)计算加热器散热量。
计算过程1)空气进出口状态:进气:干球温度t1=27℃,湿球温度t1s=19℃,h1=54 KJ/Kg.干出气:干球温度t12=14℃,湿球温度t12s=12℃,h12=35.8 KJ/Kg.干肋管外表面平均温度:tss=10.8℃,hss=31 KJ/Kg.干2)单位管长参数值管间距p1=0.0254;排间距p2=0.022;铜管外径d0=0.00952;铜管内径di=0.00882;片厚δf=0.00011;片距e1=0.0016;铝箔导热系数λ=204 w/m.k每米管长肋片外表面积:AF=(p1*p2-πd0²/4)*2*1/e1 =0.61每米管长肋片基管外表面积:AP=πd0*(e1-δf)*1/e1 =0.027每米管长内表面积:Ai = π* di * 1 =0.0276每米管长总外表面积:AFP = AF + AP =0.637肋化系数:τ=AFP / Ai =23肋通系数:a =AFP / (p1 * 1) =25净面比:ε=(p1 - d0) * (e1 -δf) / (p1 * e1) =0.582)计算干工况下空气侧换热系数α选迎面风速:Va=1.7 m/s最窄截面处流动速度:Vmax=Va/ε选取管排数:N=2沿气流方向肋片长度:L=N*p2当量直径:de= 2 * (p1 - d0) * (e1 -δf) / ((p1 - d0) + (e1 -δf)) =2.72mm雷诺数:Re = 1.2 * Vmax * de / (1.815 * 10 ^ (-5)) =525.9干工况下空气侧换热系数α= c1 * c2 * (2.568 * 10 ^ (-2) / de) * ((L / de) ^ (N)) * (Re ^ (m)) =56.7 (只适用于Re>=500)α1=1.1*α=62.4 (铜管错排)c1 = 1.36 - 0.24 * Re / 1000c2 = 0.518 - (2.315 * 10 ^ (-2) * (L / de)) + (4.25 * 10 ^ (-4) * (L / de) ^ 2) - (3 * 10 ^ (-6) * (L / de) ^ 3)3)冷却效率η= (h1 - h12) / (1.005 * (h1 - hss)) =0.7874)校核管排数η=1- Exp(-α* a* N’ / (1005 * 1.2 * Va))=0.784(N’=3)|N’-N|<0.5,调整迎风面积|N’-N|>0.5,增减排数求满足η5)计算湿工况下空气侧换热系数αe析湿系数:ξ= (h1 - h12) / (1.005 * (t1 - t12)) =1.39计算肋片效率m = (2 *ξ* α/ (204 * 0.00011)) ^ (0.5)l=(1.065*p1/2-d0/2)*(1+0.805lg((1.065*p1/2)/(d0/2))ηf=th(m*l)/(m*l)湿工况下空气侧放热系数αe=ξ*α1*((ηf*AF+AP)/AFP) =676)初估迎风面积、总传热面积空气流量Ma=Q/(h1-h12)=0.275迎风面积Fa=Ma/(1.2*Va) =0.135总传热面积Ft= Fa * a * N =6.767)制冷剂侧放热系数热流密度q0=Q/(Ft*τ) =17025制冷剂质量流速q0>10000 时Vr=210 kg/(㎡.s)确定通路数n=Mr/(Vr*πd0²/4) =3实际制冷剂质量流速Vrm= Mr/(n*πd0²/4) =184.4制冷剂管内放热系数B = 1.22 + ((1.54 - 1.22) / 20 * (10 + t0))式中:t0是蒸发温度。
(详全版)蒸发器热量与面积的计算规则1. 引言本文档旨在详细阐述蒸发器热量与面积的计算规则,为设计、安装和运行蒸发器系统的相关人员提供参考。
本文档适用于各类蒸发器,包括工业用和商用蒸发器。
2. 热量计算2.1 热负荷计算蒸发器的热负荷是指在蒸发过程中,需要从物料中去除的热量。
热负荷的计算公式如下:\[ Q = m \cdot c \cdot (T_{in} - T_{out}) \]其中:- \( Q \) 表示热负荷,单位为千瓦(kW);- \( m \) 表示物料的质量,单位为千克(kg);- \( c \) 表示物料的比热容,单位为千克摄氏度(kg·℃);- \( T_{in} \) 表示物料的入口温度,单位为摄氏度(℃);- \( T_{out} \) 表示物料的出口温度,单位为摄氏度(℃)。
2.2 热量传递系数热量传递系数是指单位时间内通过单位面积的热量,与热负荷和换热面积之间的关系。
热量传递系数的计算公式如下:\[ U = \frac{Q}{A \cdot (T_{in} - T_{out})} \]其中:- \( U \) 表示热量传递系数,单位为瓦特每平方米(W/m²);- \( Q \) 表示热负荷,单位为瓦特(W);- \( A \) 表示换热面积,单位为平方米(m²);- \( T_{in} \) 表示物料的入口温度,单位为摄氏度(℃);- \( T_{out} \) 表示物料的出口温度,单位为摄氏度(℃)。
2.3 蒸发器热量计算蒸发器的热量计算需要考虑热负荷、热量传递系数和换热面积。
蒸发器的热量计算公式如下:\[ Q_{evap} = U \cdot A \cdot (T_{in} - T_{out}) \]其中:- \( Q_{evap} \) 表示蒸发器的热量,单位为千瓦(kW);- \( U \) 表示热量传递系数,单位为瓦特每平方米(W/m²);- \( A \) 表示换热面积,单位为平方米(m²);- \( T_{in} \) 表示物料的入口温度,单位为摄氏度(℃);- \( T_{out} \) 表示物料的出口温度,单位为摄氏度(℃)。
蒸发式冷凝器校核计算说明书蒸发式冷凝器热力性能计算,首先应了解以下参数,主要包括环境参数(大气压,干球温度,湿球温度)、工质类型,冷凝介质冷凝温度,冷凝负荷。
计算冷凝器的传热面积,通风量,循环水量,补充水量等方面参数的确定。
1、冷凝负荷:即冷凝器的总排热量,它与冷凝温度tL 和环境的湿球温度tS 有关,它们间的关系为:∑QL=QLg ·m 式中、 m ——校正系数; QLg ——冷凝器的排热量;∑QL ——冷凝器的总排热量。
在产品规格表上选择合适的蒸发式冷凝器时,应选蒸发式冷凝器排热量等于或大于总排热量的设备。
校正系数m 与冷凝温度tL 。
湿球温度tS 间的关系见图1和图2。
图1—蒸汽式冷凝器校正系数m=f(制冷剂、t 1、t 2)图2QL g —对压缩式机组,一般取机组制冷量的1.3倍。
2、环境参数确定:蒸发式冷凝器的排热量与当地环境的干、湿球温度有关,其中,特别是湿球温度tS 的影响更为显著,通常采用“工业企业通风和空气调节设计规范”中夏季空调室外计算干、湿球温度数值。
冷凝温度建议计算时选用 t L =t S +(10~15)℃3、冷凝器的传热面积计算:蒸发式冷凝器是依靠盘管外的冷却水部分蒸发时吸收的蒸发潜热来带走制冷剂气体冷凝为液体时放出的冷凝热量。
因此它的热力计算比较复杂,除了传热过程外,还同时伴随有传质过程。
对于传热过程:q F =Kw (t L -t m )=FwQL ∑式中q F——单位面积热负荷;Kw ——传热系数; t m ——水膜平均温度; Fw ——传热面积。
Kw=∑++wn αλδα111式中 n α——制冷剂蒸气冷凝时的放热系数;∑λδ——管外表面的污垢热阻;w α——管外表面水膜层的放热系数。
制冷剂蒸气冷凝时的放热系数,可根据努谢尔特的膜层凝结理论,近似按下列公式计算:n α=0.683 b r 0.25(d n ·△t )-0.25 式中 b, r ——制冷剂的物性系数;d n ——管内径;△t ——冷凝液膜层的温差。
蒸发冷却式空调系统的热工计算蒸发冷却式空调系统主要由以下几个部件组成:蒸发器、循环风扇、水泵、湿度控制装置和排风扇。
系统的工作原理如下:热空气通过蒸发器,与冷却水进行热交换。
在热交换过程中,水蒸发吸收热量,从而降低空气温度。
冷却后的空气被循环风扇吹入室内,从而达到降温的效果。
在进行热工计算之前,我们需要先了解一些常用的热工参数。
首先是空气的湿度。
湿度表示空气中水蒸气的含量,通常用绝对湿度或者相对湿度来表示。
绝对湿度是指单位体积空气中所含水蒸气的质量,通常用g/m3来表示。
相对湿度是指单位体积空气所能含有的水蒸气的最大质量与实际含量之比,通常用百分比来表示。
此外,还有温度、压力等参数也是热工计算中常用的参数。
在蒸发冷却式空调系统中,热工计算主要涉及到两个方面:冷负荷计算和功率计算。
冷负荷计算主要是针对室内空间中的热量输入和散失进行计算。
室内热量输入主要来自外界,包括太阳辐射、室外空气温度和室外热传导等。
室内热量散失主要来自室内设备和人体呼吸等。
通过计算热量输入和散失的差值,可以得到系统所需冷负荷。
功率计算主要是针对系统中各个部件的工作功率进行计算。
循环风扇的功率计算可以根据其风量和压力来确定。
水泵的功率计算可以根据水流量和扬程来确定。
湿度控制装置主要是保持室内湿度在一定范围内,其功率计算可以根据其工作原理和能效来确定。
排风扇的功率计算可以根据其风量和压力来确定。
除了冷负荷和功率的计算,还有一些其他的热工计算需要考虑。
例如,蒸发器中冷却水的流量和温度需要根据系统需求和环境条件来确定。
此外,还需要对系统的效果进行评估,例如温度降幅、湿度控制效果和能耗等。
综上所述,蒸发冷却式空调系统的热工计算涉及到冷负荷、功率以及其他一些参数的计算。
通过对这些参数的计算,可以评估系统的性能,并制定相应的控制策略,从而实现空气的降温效果。
(升级版)蒸发器热量及面积的科学计算公式1. 介绍本文档旨在提供一种科学的方法来计算蒸发器的热量和面积。
通过使用本方法,可以更准确地确定蒸发器的性能,并优化其设计和操作。
2. 热量计算公式蒸发器的热量可以通过以下公式计算:Q = U × A × ΔT × (1 - Tc/Th)其中:- Q:蒸发器的热量(单位:瓦特)- U:热传递系数(单位:瓦特/平方米·开尔文)- A:蒸发器的面积(单位:平方米)- ΔT:蒸发器两侧的温差(单位:开尔文)- Tc:冷侧温度(单位:开尔文)- Th:热侧温度(单位:开尔文)3. 面积计算公式蒸发器的面积可以通过以下公式计算:A = Q / (U × ΔT × (1 - Tc/Th))其中:- A:蒸发器的面积(单位:平方米)- Q:蒸发器的热量(单位:瓦特)- U:热传递系数(单位:瓦特/平方米·开尔文)- ΔT:蒸发器两侧的温差(单位:开尔文)- Tc:冷侧温度(单位:开尔文)- Th:热侧温度(单位:开尔文)4. 说明在实际应用中,热传递系数U、温差ΔT、冷侧温度Tc和热侧温度Th的值通常需要通过实验或其他可靠的数据来确定。
根据具体情况和需求,可以对这些值进行适当的调整,以获得更准确的计算结果。
5. 结论通过使用本文档提供的计算公式,可以更科学、准确地计算蒸发器的热量和面积。
这有助于优化蒸发器的设计和操作,提高其性能和效率。
请注意,本文档提供的计算方法仅供参考。
在实际应用中,可能需要根据具体情况进行适当的调整和验证。
如有任何疑问或需要进一步的帮助,请随时与我们联系。
管式间接蒸发冷却器换热效率的推理和分析于凯【摘要】结合管式间接蒸发冷却器数学模型分析,得出间接蒸发冷却器一次空气的换热效率εp、一次空气的对流换热系数αp、二次空气与水膜的热湿交换效率εs 和二次空气的对流传质系数σs,并经过推理和分析得出一种适用于工程实践的间接蒸发冷却器效率E的计算公式,为管式间接蒸发冷却器的理论研究和实际应用计算提供依据.【期刊名称】《建筑热能通风空调》【年(卷),期】2016(035)003【总页数】4页(P14-17)【关键词】蒸发冷却;间接蒸发冷却器;数学模型;换热效率;对流换热系数;对流传质系数【作者】于凯【作者单位】铁道第三勘察设计院集团有限公司广东分公司【正文语种】中文蒸发冷却空调是一种利用水蒸发吸热来冷却空气的新型空调,具有经济、节能和改善室内空气品质的优点。
目前,蒸发冷却空调已经在我国西北地区得到了推广和应用[1]。
本文的目的就是对管式间接蒸发冷却器(图1)数学模型换热效率进行理论分析,说明模型建立过程,通过推理得出管式间接蒸发冷却器一次空气的换热效率、二次空气与水膜的热湿交换效率及间接蒸发冷却器的冷却效率换热效率的计算公式。
1.1 模型的选取间接蒸发冷却过程的热工计算是以冷却效率求解、被冷却流体的出口状态参数确定等为主要研究问题[2-5]。
文献[5]便提出了一种新型简便的间接蒸发冷却器的计算方法,该数学模型首先定义基于湿球温度的饱和湿空气定压比热,用以计算湿空气的焓及焓差,之后运用ε-N TU传热单元数法分别计算一次空气的换热效率εp 和二次空气与水膜的热湿交换效率εs(焓交换效率),然后建立基于εp和εs的间接蒸发冷却器的冷却效率公式。
1.2 模型的假设条件在间接蒸发冷却器中,水膜和二次空气在水蒸汽浓度差和温差的共同作用下,即在焓差的推动下进行热湿交换,如图2所示。
为了理论分析的简洁和清晰,并进行最后的实验验证,需要对模型做以下的假设:①换热器和外界没有热交换;②一次空气侧的传热面表面温度均匀;③二次空气-水相界面的焓值和温度比较稳定,可以作为定值进行计算,称之为有效表面水膜温度;④二次空气通道内湿表面温度均匀分布;⑤管璧、水膜、吸水性针织套很薄,热阻可忽略不计;⑥忽略沿流动方向流体内部的热传导以及沿壁面纵向的热传导;⑦质量流量和入口热力状态均匀一致;⑧满足刘易斯关系式,即假定刘易斯数Le为1;⑨湿空气的湿球温度与其焓值线性相关。
(完备版)计算蒸发器面积及热量的公式1. 简介本文档旨在提供一套完备的公式,用于计算蒸发器的面积及热量。
蒸发器是空调系统、冷却系统以及其他热交换系统中的关键部件。
准确计算蒸发器面积和热量对于系统设计和性能评估至关重要。
2. 计算蒸发器面积的公式2.1. 传热面积计算公式蒸发器的传热面积可以通过以下公式计算:\[ A = \frac{Q}{K \cdot (h - t_{c})} \]其中:- \( A \) 是蒸发器的传热面积(平方米,m²)- \( Q \) 是热交换量(瓦特,W)- \( K \) 是传热系数(瓦特每平方米每开尔文,W/(m²·K))- \( h \) 是热流密度(瓦特每平方米,W/m²)- \( t_{c} \) 是冷却剂的温度(开尔文,K)2.2. 结构面积计算公式当考虑到蒸发器的实际结构时,其面积可以通过以下公式计算:\[ A_{struct} = A + A_{margin} \]其中:- \( A_{struct} \) 是蒸发器的结构面积(平方米,m²)- \( A \) 是蒸发器的传热面积(平方米,m²)- \( A_{margin} \) 是考虑到制造公差和安装余量的面积(平方米,m²)3. 计算蒸发器热量的公式3.1. 热交换量计算公式蒸发器的热交换量可以通过以下公式计算:\[ Q = U \cdot A \cdot (t_{in} - t_{out}) \]其中:- \( Q \) 是热交换量(瓦特,W)- \( U \) 是热传递系数(瓦特每平方米每开尔文,W/(m²·K))- \( A \) 是蒸发器的传热面积(平方米,m²)- \( t_{in} \) 是蒸发器进口侧的温度(开尔文,K)- \( t_{out} \) 是蒸发器出口侧的温度(开尔文,K)3.2. 热流密度计算公式热流密度可以通过以下公式计算:\[ h = \frac{Q}{A \cdot (t_{in} - t_{out})} \]其中:- \( h \) 是热流密度(瓦特每平方米,W/m²)- \( Q \) 是热交换量(瓦特,W)- \( A \) 是蒸发器的传热面积(平方米,m²)- \( t_{in} \) 是蒸发器进口侧的温度(开尔文,K)- \( t_{out} \) 是蒸发器出口侧的温度(开尔文,K)4. 总结本文档提供了计算蒸发器面积和热量的详细公式。
1蒸发冷却空调系统热工计算1.1蒸发冷却器热工计算1.1.1. 直接蒸发冷却器热工计算与性能评价 (1)直接蒸发冷却器热工计算直接蒸发冷却器是利用淋水填料层直接与待处理的空气接触来冷却空气。
这时由于喷淋水的温度一般都低于待处理空气(即准备送入室内的空气)的温度。
空气将会因不断地把自身的显热传递给水而得以降温;与此同时,淋水也会因不断吸收空气中的热量作为自身蒸发所耗,而蒸发后的水蒸气随后又会被气流带走。
于是空气既得以降温,又实现了加湿。
所以,这种用空气的显热换得潜热的处理过程,既可称为空气的直接蒸发冷却,又可称为空气的绝热降温加湿。
故适用于低湿度地区,如我国海拉尔——锡林浩特——呼和浩特——西宁——兰州——甘孜一线以西的地区(如甘肃。
新疆、内蒙、宁夏等省区)。
目前,直接蒸发冷却器主要有两种类型:一类是将直接蒸发冷却装置与风机组合在一起,成为单元式空气蒸发冷却器;另一类是将该装置设在组合式空气处理机组内作为直接蒸发冷却段。
直接蒸发冷却器热工设计计算 表1)表中符号:DEC η——直接蒸发冷却器的换热效率; 1g t 、2g t ——直接蒸发冷却器进、出口干球温度,℃;1s t ——直接蒸发冷却器进口湿球温度,℃; L ——直接蒸发冷却段的送风量,m 3/h ; Q ——空调房间总的的冷负荷,kW ; o t ——空调房间的送风温度,℃;n t ——空调房间的干球温度,℃; y υ——直接蒸发冷却器的迎面风速,m/s ; y F ——填料的迎风面积,m 2; ξ——填料的比表面积,m 2/m 3;CELdek 填料的特性曲线见图1和图2。
图1 CELdek 填料的特性曲线图2 CELdek 填料的特性曲线图3冷却效率与填料厚度间的关系图3所示的是迎面风速为2.0m/s时两种类型的CELdek填料冷却效率与厚度间的关系。
可见,当填料厚度增加时,空气与水的热湿交换时间增加,冷却效率增大。
由于空气出口的干球温度最低只能达到入口空气的湿球温度,当填料厚度增加到一定数值时,空气的出口温度已基本接近入口空气的湿球温度,此时,再增加填料的厚度,效率也不会再继续提高,反而会大幅度增大空气阻力。