【HETA】冷凝器换热设计计算流程和计算参数
本文将介绍空调冷凝器的换热计算流程和计算参数以及公式。
一：设计计算流程图
二：设计计算（以HLR45S为例）
1、已知参数
1.1 换热参数：
冷凝负荷：Qk=61000W
冷凝温度：tk=50℃
环境风温度：ta1=35℃
1.2 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
铜管水平间距：S1＝25.4mm
铜管竖直方向间距：S2＝22mm
紫铜光管外径：d0＝9.52mm
铜管厚度：δt＝0.35mm
翅片厚度：δf＝0.115mm
翅片间距：Sf＝1.8mm
1.3 冷凝器尺寸参数
排数：NC＝3排
每排管数：NB＝52排
2、计算过程
2.1 冷凝器的几何参数计算
翅片管外径：
铜管内径：
当量直径：
单位长度翅片面积：
单位长度翅片间管外表面积：
单位长度翅片管总面积：
翅片管肋化系数：
2.2 空气侧换热系数
迎面风速假定：
最窄截面处风速：
冷凝器空气入口温度为：ta1＝35℃
取出冷凝器时的温度为：ta2＝43℃
确定空气物性的温度为：
在tm＝39℃下，空气热物性：vf=17.5×10－6m2/s，λf=0.0264W/mK，ρf=1.0955kg/m3，CPa＝1.103kJ/(kg*℃)
空气侧的雷诺数：
由《制冷原理与设备》中公式（7－36），空气侧换热系数
其中：
铜管差排的修正系数为1.1，开窗片的修正系数为1.2，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)
对于叉排翅片管簇：
翅片当量高度：
翅片效率：
表面效率：
2.3 冷媒侧换热系数
冷媒在水平光管内冷凝换热系数公式为
取管内壁温度为：tw=46.5℃，
冷凝温度：tk=50℃
冷媒定性温度：
插值得：
因而：
如忽略铜管壁热阻和接触热阻，由管内外热平衡关系：
解方程可得：tw=46.3℃，与假设的46.5℃接近，可不必重算。
（如果是内螺纹管，换热系数则需乘以系数1.2）
2.4传热系数和传热面积
传热系数为：
其中：ri为管内污垢热阻，ro为管外污垢热阻，rc为接触热阻
取ri=0，ro=0.0001，rc=0
计算得：ko＝32.65 W/m2K
平均传热温差为：
需要的传热面积为：
所需要翅片管总长：
2.5 确定冷凝器得结构尺寸
冷凝器长：
高：
宽：
风量为：
迎风面积为：
实际迎面风速为：
与原假设的风速相符，不再另做计算
2.6 阻力计算
空气侧阻力：
其中A——考虑翅片表面粗糙度的系数，对非亲水膜取A＝0.0113，对亲水膜取A＝0.007
铝片数量：
铝片重量：
铜管重量：
3、计算输出参数
3.1 冷凝器长、宽、高、翅片重量、铜管重量、肋化系数、翅片效率、翅片表面效率、单位长度翅片面积；
3.2 风量、迎面风速、最大风速、空气侧阻力;
3.3 空气侧换热系数、冷媒换热系数、传热系数、对数温差、传热面积、铜管长;