热虹吸式蒸发器
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虹吸罐的作用与工作原理油冷却器的冷却除了常见的水冷壳管、套管式油冷却器外,还有一种新型的冷却方式——热虹吸式制冷循环(又称热环流式制冷循环)应用于螺杆压缩式制冷系统。
热虹吸式制冷循环设有一虹吸器(也就是辅助储液器)。
来自冷凝器的冷凝液体流入虹吸器后分两路,主要部分从虹吸器溢流口流入储液器,进而向蒸发器供液;另一部分则从虹吸器底部借重力供给卧式壳管式油冷却器,将油冷却,蒸发所产生的高压蒸汽再回流入虹吸器,气液分离后的气体在压缩机排气所形成的虹吸作用下进入冷凝器继续循环。
热虹吸式制冷循环最合适于水质较差的地区或采用蒸发式冷凝器的系统。
其特点:机组体积小、油冷却可靠,冷却后的油温一般比冷凝温度高10℃—20℃。
与水冷式相比,不需要冷却水、简化了水路系统;不存在换热管结垢影响油冷却器换热的问题,可提高冷却效率;对压缩机的排气量和功耗也无影响。
同时,可多台机组公用一台虹吸器,简化了系统设计。
综上所述,热虹吸式制冷循环是最近发展起来的用以冷却冷冻机油的一种节能型制冷系统。
目前国外采用较多。
总的来说,虹吸器的作用就是使一部分来自冷凝器的制冷剂到油冷却器,将油冷却我们选型是按照虹吸罐内制冷剂储存量大于油冷却器换热所需的制冷剂流量百分之十五虹吸贮液器与热虹吸油冷却机组配套使用。
热虹吸油冷却系统一般用于缺水或水质极差的地区及采用蒸发式冷凝器的氨系统中,热虹吸贮液器是利用虹吸原理,将油冷却器内的气液混合制冷剂吸至热虹吸贮液器内分离。
热虹吸油冷却是喷油螺杆式制冷压缩机间接冷却润滑油的一种方式,与水冷却润滑油方式不同,它依靠制冷剂的蒸发冷却润滑油,将冷却油的热负荷转移到冷凝器中。
该种油冷却方式能很好地控制油温,不存在换热管结垢影响油冷换热的问题,对压缩机的排气量和功耗也无影响;最适合水质较差地区或采用蒸发式冷凝器的制冷系统。
采用热虹吸油冷的HCFC制冷系统核心提示:以往,热虹吸油冷却器见于氨制冷系统中。
近来由于大型螺杆并联机组的HCFC系统越来越多的使用,热虹吸油冷却器也随之在中大型的HCFC系统中得以应用,比如在我们最近的项目中,新近完成的一个多个-25℃中大型储存库组合的冷库系统,就是一个由多台“富士豪”螺杆压缩机的并联机组且共用一个热虹吸油冷却的中大型制冷系统。
详解干式、满液式、降膜式蒸发器展开全文量的1/2~1/3左右。
满液式蒸发器降膜式蒸发器降膜式蒸发器,也称之为喷淋式蒸发器,这种换热器与满液式蒸发器相似,但是它又与满液式蒸发器有区别。
这种蒸发器的制冷剂是从换热器的上部喷淋到换热管上,制冷剂只是在换热管上形成一层薄薄的冷剂液膜,这样冷剂在沸腾蒸发时便减少了静液位压力,从而提高了换热效率,其换热效率较满液式机组提高了5左右。
降膜蒸发是流动沸腾,由于管外表面的液膜层厚度小,没有静压产生的沸点升高,传热系数高。
而满液式蒸发(也就是沉浸式蒸发)产生的气泡易于集聚在换热管的表面,导致换热效率下降,其换热效果不如降膜蒸发。
总的来说降膜蒸发属于小温差情况下,但要防止结垢,影响传热效率。
“冷水机组”,是对一种制冷机组的习惯命名法,这种“冷水机组”一般用于中央空调的冷源,或者空调工况的制冷,输出的是低温的冷水,通常叫做“冷冻水”,故而得名。
一般把只能制冷的叫做冷水机组,而能同时制热的,我们叫做“热泵”机组。
而“满液式”是指机组所用的“壳管式蒸发器”采用了“满液式蒸发器”的形式,这是区别于“干式”、“降膜式”的一种壳管式蒸发器。
它的“壳程”内走制冷剂循环,“管程”内走冷冻水循环,从剖面上看,就好像是筒体里有大半筒制冷剂,而走水的管束浸泡在制冷剂里。
它和“干式蒸发器”刚好相反,干式的是“管程”走制冷剂,“壳程”走水,好比制冷剂管束浸泡在水里。
满液式蒸发器,以及满液式机组,比起干式蒸发器/干式机组来说传热效率更高,出水温度与蒸发温度的趋近温差小,沿程阻力小,适合循环量大的机组(比如离心机),制冷效果好。
但是制冷剂充注量要求大,并且需要专用的回油系统,帮助压缩机回油。
如果在机组名字前再加上“水冷”,则是指机组的冷凝器形式,采用水冷却还是空气冷却,分为风冷、水冷。
如果再加上压缩机的形式“活塞式、螺杆式、离心式”,那么就是完整的机组命名了。
比如“水冷螺杆满液式冷水机组”。
在大部分场合,为了简略,会省却其中一两个部件的名称,只提和上下文相关的名称,比如“满优缺点与比较使水多次横掠管簇流动。
热虹吸式换热器原理热虹吸式换热器是一种利用自然原理实现热交换的设备,它不需要外部能源的驱动,能够有效地换热并节约能源。
热虹吸式换热器的原理基于液体在管道内存在两个高度不同的水平面时,由于液体的毛细作用和重力作用的综合作用,液体将在低水平面上产生虹吸现象,即自动上升到高水平面。
利用这一原理,热虹吸式换热器能够实现液体之间的传热。
热虹吸式换热器通常由一个由多个管道组成的换热器元件构成。
每根管道内部通常分为上下两个不同的截面,上部分为冷液区,下部分为热液区。
冷液从上部分流入,经过换热器元件下半部分,与热液发生传热,然后在上半部分再次被抽出。
热液从下部分流入,经过上半部分的管道,与冷液发生传热,然后在下半部分再次被抽出。
通过这样的循环过程,冷液和热液在换热器元件中实现了传热。
在热液区和冷液区之间,存在一个称为液面的水平面。
当液体在管道中上升到液面以上时,液相与气相发生接触,部分液体蒸发,并与气相发生传质。
蒸发的液体会在内部上升流动,形成一个虹吸现象。
液体从低水平面自动上升到高水平面,实现了自动的传热。
热虹吸式换热器的上升流动过程主要受液面高度、液体特性、管道内径和角度等因素的影响。
通过调节这些参数,可以实现不同的换热效果和效率。
同时,还可以通过增加换热器元件的数量和优化系统结构等方式提高换热效率。
1.不需要外部能源驱动,能够节约能源;2.结构简单,操作方便,维护成本低;3.换热效率高,热交换速度快;4.可以适应各种不同的液体和气体传热。
然而,热虹吸式换热器也存在一些不足之处:1.换热效果受到液面高度的限制,当液面高度较低时,换热效果会减弱;2.对流阻力较大,流体流动性能较差;3.需要在液体上升的同时进行传质,有一定的传质效率限制。
尽管存在一些局限性,热虹吸式换热器仍然是一种非常有潜力的换热技术。
在未来的发展中,我们可以通过改进材料、优化结构和控制技术等手段来克服这些限制,并在更多的领域中广泛应用。
通过进一步的研究和开发,热虹吸式换热器有望成为一种高效、节能的热交换设备,为人们的生活和工业生产带来更多的益处。
一、技术来源1、热虹吸原理ﻫ虹吸现象就是液态分子间引力与位能差所造成得,即利用水柱压力差,使水上升后再流到低处、由于管口水面承受不同得大气压力,水会由压力大得一边流向压力小得一边,直到两边得大气压力相等,容器内得水面变成相同得高度,水就会停止流动,、利用虹吸现象很快就可将容器内得水抽出、ﻫﻫ虹吸管就是人类得一种古老发明,早在公元前1世纪,就有人造出了一种奇特得虹吸管。
事实上,虹吸作用并不完全就是由大气压力所产生得,在真空里也能产生虹吸现象。
使液体向上升得力就是液体间得分子内聚力、在发生虹吸现象时,由于管内向外流得液体比流入管子内得液体多,两边得重力不平衡,所以液体就会继续沿一个方向流动、在液体流入管子里,越往上压力就越低、如果液体上升得管子很高,压力会降低到使管内产生气泡(由空气或其她成分得气体构成),虹吸管得作用高度就就是由气泡得生成而决定得、因为气泡会使液体断开,气泡两端得气体分子之间得作用力减至0,从而破坏了虹吸作用,因此管子一定要装满水、在正常得大气压下,虹吸管得作用比在真空时好,因为两边管口上所受到得大气压提高了整个虹吸管内部得压力。
ﻫﻫ设想一下,我们公司得冷水机组,蒸发器进口为液体,出口为过热气体,整个蒸发过程就是否也产生了位能差,就是否可以应用虹吸原理完成整个蒸发过程,答案就是可以得。
2、虹吸式蒸发器结构及工作原理虹吸蒸发器由两部分组成,上部为气液分离器,下部为虹吸式蒸发器(如图1所示),属于重力型再循环蒸发器。
节流后得制冷剂液体进入气液分离器,其中保持一定得静液压力,凭借重力向蒸发器供液,液态制冷剂在蒸发器中吸热,部分气化使进出口液体产生密度差(位能差),此压差产生动力,使制冷剂在管程得质量流率与循环倍率提高。
这种由于相变引起密度改变得自循环现象叫热虹吸。
ﻫﻫ二、虹吸式蒸发器得优势:ﻫ1、干式蒸发器ﻫ干式蒸发器对介质得粘度要求不高,动力粘度在0、5~50mPa、s范围内都可以取得较好得效果,例如:二氯甲烷液体(-5℃,5bar时得粘度只有0、56mPa、s)50%(v/v)得丙二醇溶液(-15℃时得粘度达到50 mPa、s)。
虹吸罐的作用 Prepared on 22 November 2020虹吸罐的作用与工作原理油冷却器的冷却除了常见的水冷壳管、套管式油冷却器外,还有一种新型的冷却方式——热虹吸式制冷循环(又称热环流式制冷循环)应用于螺杆压缩式制冷系统。
热虹吸式制冷循环设有一虹吸器(也就是辅助储液器)。
来自冷凝器的冷凝液体流入虹吸器后分两路,主要部分从虹吸器溢流口流入储液器,进而向蒸发器供液;另一部分则从虹吸器底部借重力供给卧式壳管式油冷却器,将油冷却,蒸发所产生的高压蒸汽再回流入虹吸器,气液分离后的气体在压缩机排气所形成的虹吸作用下进入冷凝器继续循环。
热虹吸式制冷循环最合适于水质较差的地区或采用蒸发式冷凝器的系统。
其特点:机组体积小、油冷却可靠,冷却后的油温一般比冷凝温度高10℃—20℃。
与水冷式相比,不需要冷却水、简化了水路系统;不存在换热管结垢影响油冷却器换热的问题,可提高冷却效率;对压缩机的排气量和功耗也无影响。
同时,可多台机组公用一台虹吸器,简化了系统设计。
综上所述,热虹吸式制冷循环是最近发展起来的用以冷却冷冻机油的一种节能型制冷系统。
目前国外采用较多。
总的来说,虹吸器的作用就是使一部分来自冷凝器的制冷剂到油冷却器,将油冷却我们选型是按照虹吸罐内制冷剂储存量大于油冷却器换热所需的制冷剂流量百分之十五虹吸贮液器与热虹吸油冷却机组配套使用。
热虹吸油冷却系统一般用于缺水或水质极差的地区及采用蒸发式冷凝器的氨系统中,热虹吸贮液器是利用虹吸原理,将油冷却器内的气液混合制冷剂吸至热虹吸贮液器内分离。
热虹吸油冷却是喷油螺杆式制冷压缩机间接冷却润滑油的一种方式,与水冷却润滑油方式不同,它依靠制冷剂的蒸发冷却润滑油,将冷却油的热负荷转移到冷凝器中。
该种油冷却方式能很好地控制油温,不存在换热管结垢影响油冷换热的问题,对压缩机的排气量和功耗也无影响;最适合水质较差地区或采用蒸发式冷凝器的制冷系统。
采用热虹吸油冷的HCFC制冷系统核心提示:以往,热虹吸油冷却器见于氨制冷系统中。
一、技术来源1、热虹吸原理虹吸现象是液态分子间引力与位能差所造成的,即利用水柱压力差,使水上升后再流到低处.由于管口水面承受不同的大气压力,水会由压力大的一边流向压力小的一边,直到两边的大气压力相等,容器内的水面变成相同的高度,水就会停止流动,.利用虹吸现象很快就可将容器内的水抽出.虹吸管是人类的一种古老发明,早在公元前1世纪,就有人造出了一种奇特的虹吸管。
事实上,虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的,在真空里也能产生虹吸现象。
使液体向上升的力是液体间的分子内聚力.在发生虹吸现象时,由于管内向外流的液体比流入管子内的液体多,两边的重力不平衡,所以液体就会继续沿一个方向流动.在液体流入管子里,越往上压力就越低.如果液体上升的管子很高,压力会降低到使管内产生气泡(由空气或其他成分的气体构成),虹吸管的作用高度就是由气泡的生成而决定的.因为气泡会使液体断开,气泡两端的气体分子之间的作用力减至0,从而破坏了虹吸作用,因此管子一定要装满水.在正常的大气压下,虹吸管的作用比在真空时好,因为两边管口上所受到的大气压提高了整个虹吸管内部的压力。
设想一下,我们公司的冷水机组,蒸发器进口为液体,出口为过热气体,整个蒸发过程是否也产生了位能差,是否可以应用虹吸原理完成整个蒸发过程,答案是可以的。
2、虹吸式蒸发器结构及工作原理虹吸蒸发器由两部分组成,上部为气液分离器,下部为虹吸式蒸发器(如图1所示),属于重力型再循环蒸发器。
节流后的制冷剂液体进入气液分离器,其中保持一定的静液压力,凭借重力向蒸发器供液,液态制冷剂在蒸发器中吸热,部分气化使进出口液体产生密度差(位能差),此压差产生动力,使制冷剂在管程的质量流率和循环倍率提高。
这种由于相变引起密度改变的自循环现象叫热虹吸。
二、虹吸式蒸发器的优势:1、干式蒸发器干式蒸发器对介质的粘度要求不高,动力粘度在0.5~50mPa.s范围内都可以取得较好的效果,例如:二氯甲烷液体(-5℃,5bar时的粘度只有0.56mPa.s)50%(v/v)的丙二醇溶液(-15℃时的粘度达到50 mPa.s)。
一、技术来源
1、热虹吸原理
虹吸现象是液态分子间引力与位能差所造成的,即利用水柱压力差,使水上升后再流到低处.由于管口水面承受不同的大气压力,水会由压力大的一边流向压力小的一边,直到两边的大气压力相等,容器内的水面变成相同的高度,水就会停止流动,.利用虹吸现象很快就可将容器内的水抽出.
虹吸管是人类的一种古老发明,早在公元前1世纪,就有人造出了一种奇特的虹吸管。
事实上,虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的,在真空里也能产生虹吸现象。
使液体向上升的力是液体间的分子内聚力.在发生虹吸现象时,由于管内向外流的液体比流入管子内的液体多,两边的重力不平衡,所以液体就会继续沿一个方向流动.在液体流入管子里,越往上压力就越低.如果液体上升的管子很高,压力会降低到使管内产生气泡(由空气或其他成分的气体构成),虹吸管的作用高度就是由气泡的生成而决定的.因为气泡
会使液体断开,气泡两端的气体分子之间的作用力减至0,从而破坏了虹吸作用,因此管子一定要装满水.在正常的大气压下,虹吸管的作用比在真空时好,因为两边管口上所受到的大气压提高了整个虹吸管内部的压力。
设想一下,我们公司的冷水机组,蒸发器进口为液体,出口为过热气体,整个蒸发过程是否也产生了位能差,是否可以应用虹吸原理完成整个蒸发过程,答案是可以的。
2、虹吸式蒸发器结构及工作原理
虹吸蒸发器由两部分组成,上部为气液分离器,下部为虹吸式蒸发器(如图1所示),属于重力型再循环蒸发器。
节流后的制冷剂液体进入气液分离器,其中保持一定的静液压力,凭借重力向蒸发器供液,液态
制冷剂在蒸发器中吸热,部分气化使进出口液体产生密度差(位能差),此压差产生动力,使制冷剂在管程的质量流率和循环倍率提高。
这种由于相变引起密度改变的自循环现象叫热虹吸。
二、虹吸式蒸发器的优势:
1、干式蒸发器
干式蒸发器对介质的粘度要求不高,动力粘度在0.5~50mPa.s范围内都可以取得较好的效果,例如:二氯甲烷液体(-5℃,5bar时的粘度只有0.56mPa.s)50%(v/v)的丙二醇溶液(-15℃时的粘度达到50 mPa.s)。
在高粘度流体的设计中,必须考虑折流板泄漏引起的换热系数的下降。
高粘度流体(粘度大于20 mPa.s)的流速一般低于0. 5 m/ s, 即便是按GB 151 - 1999 设计折流板与圆筒之间的间隙和换热管与折流板之间的间隙,其泄漏率一般也会超过20%。
2、满液式蒸发器
满液式蒸发器具有高效、稳定的特点,常用的温度范围为+ 40~ - 60 e 。
中大型离心式冷水机组、螺杆式冷水机组一般选用满液式蒸发器, 在中大型工业冷冻领域, 低黏度流体(动力黏度低于6 mPa . s) 的换热也选择满液式蒸发器, 即便是分批次的反应釜冷却, 满液式蒸发器也可以达到令人满意的效果。
对于高黏度流体( 动力黏度高于6 mPa . s) ,由于满液式蒸发器管内流体的雷诺数较低,往往低于2 000,管内处于层流,传热可想而知非常低,这样引起了热阻分配的不平衡, 比如管内的热阻占90%以上。
满液式蒸发器一般采用液位控制的方式,在实际应用中, 控制冷凝器液位或直接控制蒸发器的液位都是不错的选择。
满液式蒸发器由于是大空间沸腾,自然回油比较困难, 所以满液式蒸发器必须考虑回油问题, 否则长时间运行以后,过多的润滑油会累积到低温侧, 导致换热效果逐渐下降。
3、虹吸式蒸发器
对于中大型的高黏度流体的换热, 虹吸式蒸发器是非常好的选择。
虹吸式蒸发器的结构与干式蒸发器的结构比较相近, 不同之处是虹吸式蒸发器进口为过冷液体, 出口为气液混合物; 干式蒸发器进口为气液混合物, 出口为过热气体。
从计算机模拟情况来看, 同一工况下,虹吸式蒸发器的蒸发侧的换热系数远高于干式蒸发器(高效换热管除外) ,但是虹吸式蒸发器的驱动力主要是液柱产生的压力。
液柱高度的存在会影响压缩机的吸气压力, 尤其大,非常小的压差就有可能引起饱和温度大的变化,进而急剧降低系统的能效。
比如对于R22 来说,在- 40 ℃的蒸发温度下, 相当于每0. 36 m 的液柱高度,吸气压力会降低5 kPa, 相应蒸发温度降低 1 ℃以上。
因此, 在低温情况下一定要注意压缩机吸气压降。
润滑油对虹吸式蒸发器的运行影响比较小,因为富油层一般位于气液分离器上部,对换热管几乎没有多大影响。
在动力黏度> 6 mPa. s 的介质、分批次冷却的冷冻水或其他流体,这两条件中虹吸式蒸发器是最佳选择。
冷冻水0℃以下常用的载冷剂有40%乙二醇溶液、盐水。
三、系统原理图
1、制冷剂主要流向:制冷剂从压缩机排气口出来后进入油分离器,再从油分离器出来后进入冷凝器,从冷凝器出后依次经过角阀、干燥过滤器、角阀、视液镜到达节流装置。
从节流装置出来后分成二路,一路直接进入气液分离器;另一路进入浮球阀。
节流后的液态制冷剂从气液分离器进入虹吸式蒸发器,再从虹吸式蒸发器回到气液分离器,最后从气液分离器回到压缩机吸气口。
2、油分离器回油:润滑油从油分离器出来后依次经过角阀、油过滤器、角阀、机械油位调节器、视液镜,回到压缩机吸气口。
3、油冷却器制冷剂流向:制冷剂从气液分离器出来后进入油冷却器,再回到气液分离器。
4、气液分离器回油:采用引射回油的方法,从冷凝器引出一路高压气体通过引射泵将气液分离器内部的润滑油引回压缩机吸气口。
本系统有两处进行技术引进:
1、油冷却器采用虹吸式结构
原油冷却器冷媒控制元气件:电磁阀、角阀、热力膨胀阀;
采用虹吸式结构后只用电磁阀,节省角阀、热力膨胀阀。
2、节流、液面控制采用一体式。
四、市场前景
在世界各国的市场上,在工业领域,比如化工、橡胶、冷冻站、医药等,在商业领域,比如低温冷库等。
虹吸式蒸发技术应用的生产型企业主要有:大冷、武新制冷、上海宝丰机械、台佳机电等。
目前虹吸式低温冷水机组市场还属于蓝海市场,虹吸式低温冷水机组具有显著优点,不仅得到国家政策的支持,还渐渐深入各行各业,其未来的发展趋势明显,应用市场广阔。