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详解回热器的特点和优势

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发表于 2020-7-23 17:55:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
    回热器又称气液热交换器,是回热式低温制冷机中的关键部件。回热器是一种把热量从一种介质中传到另一种介质中的热交换设备。
    回热器按热力过程和传热过程的形式可分为稳定流动回热器和不稳定流动回热器两大类。稳定流动回热器中气体流动时间比冷热气流切换时间长得多,切换对气流的影响可以忽略,气体流动认为是稳定的。这类回热器主要用于燃气轮机等设备;不稳定流动回热器中冷热气流的切换相当频繁,气流通过回热器换热的同时,伴随有质量流量和气体压力的变化,因此属于非稳定流动过程。回热式制冷机中用到的就是不稳定流动回热器。如下图所示
回热器.png
图1 回热器
    一般情况下,回热器由两种尺寸不同的标准管紧密连结在一起的同心圆套管,通常钎焊在一起的,外面的叫壳程,内部的叫管程,两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动(或同向)以达到换热的效果。内管一般用光管或肋片管制成。
    回热器使节流前的制冷剂液体与压缩机吸入前的制冷剂进行热交换使液体过冷,蒸汽过热。如下图回热器制冷演示
回热器工作示意图.png
图2 回热器工作演示图
    由于管道的长度和隔热程度,使管内的蒸汽与外界传递而加热,这种现象称为吸气过热。这种过热度会使压缩机吸气温度升高,吸入蒸汽的比容增大,导致单位容积制冷剂量降低,压缩机的制冷量减少,不利于制冷循环,长时间运行使得压缩机运行工况恶化,使用寿命降低,因此回热器的作用就是将压缩机的吸气过热度控制在一定范围内。
    以杭州沈氏节能科技股份有限公司(www.hzssjn.com)为例,杭州沈氏凭借在换热器领域深耕多年,研制出一系列广泛应用制冷系统的回热器、经济器、冷凝器等换热器设备。杭州沈氏回热器的外管采用不锈钢材质,内管采用传热效率高的紫铜材质,且内管采用螺旋槽管结构,如下图所示。
回热器内部结构.png
图3 回热器内管结构
螺旋结构热交换.png
图4 内管螺旋结构热交换演示
     杭州沈氏内管螺旋槽纹结构能起到双边强化换热的作用,流体在管内既有沿轴向的流动,也有沿着螺旋旋转流动,加剧了近壁面处流体与中心流体的混合,加强了湍流强度,使传热系数大。
     回热器为系统提供两个优势:1.提高单位容积的制冷量;2.使节流前制冷剂成为过冷态,可以在节流过程中减少气化,是节流机构工作稳定。在低温热泵系统中,能有效提高整机的综合能效。可使热泵在非常低的环境温度中运行。
    杭州沈氏回热器特点:1. 气相或气液两相制冷剂在内管中流动,液相制冷剂在内管和外管的夹层流道中流动;2.螺旋管槽,增加了换热面积,同时强化了两侧制冷剂的换热,增强了换热器的换热能力;3.焊点少,可靠性强;4.结构形式灵活,占空间少。
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