【HETA】HVAC应用中空气侧换热器结垢的文献综述
在普渡大学制冷空调技术研讨会上,俄克拉荷马州立大学机械与航空航天工程系的Omer SARFRAZ介绍了结垢机制及其对暖通空调系统管式翅片换热器性能的影响,值得推荐。研究者对相关文献进行了检索和整理,并综合得出结论:
结垢会降低换热系数并增加整个换热器空气侧压降,从而降低换热器性能。 结垢取决于许多因素,包括结垢物质类型和浓度、结垢物质颗粒大小和气流速度。
结垢还取决于换热器的设计,例如:换热器形状、翅片形状和翅片间距等。
结垢对空气侧压降的影响大于其对换热系数的影响。
暖通空调系统换热器结垢的研究显示,结垢对系统效率的实际影响还取决于所使用的制冷剂类型。
颗粒结垢:由悬浮颗粒在换热器表面上积聚而产生。颗粒结垢可进一步分为湍流扩散、布朗扩散、重力沉降、惯性碰撞、热泳和电泳。 沉淀结垢:由饱和溶液中存在溶解盐而产生。饱和盐在温度变化时发生结晶,从而形成沉淀结垢。
化学反应结垢:由液流中存在的颗粒之间发生化学反应而产生,换热器表面可充当催化剂。
腐蚀结垢:由传热面与液流之间发生电化学反应而产生。相比其它结垢类型,腐蚀结垢会对换热器造成永久损伤。
生物结垢:由液流中存在附着,微生物在换热器表面生长而产生。
冷冻结垢/结霜:由液体在传热面上发生冻结而产生,如冬季换热器结霜。
相比仅蒸发器结垢的情况,在仅冷凝器结垢情况下的性能系数(COP)更低。这是由于在仅冷凝器结垢情况下,压缩机功率需求增加。在仅蒸发器结垢的情况下,冷却能力降低,压缩机功率要求也降低,导致性能系数降低幅度减弱。 在蒸发器和冷凝器都结垢的情况下,压缩机功率要求在仅冷凝器结垢和仅蒸发器结垢这两种情况之间。然而,性能在蒸发器和冷凝器都结垢的情况下比另外两种情况下更低,因为结垢对蒸发器侧和冷凝器侧的影响会降低制冷能力。
在第一组制冷剂当中,R134a表现最好;在第二组制冷剂当中,R717表现最好。
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