表冷器性能实验
浅谈卷烟厂冷水系统高水温大温差表冷器运行性能分析
7中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng浅谈卷烟厂冷水系统高水温大温差表冷器运行性能分析黄斌，张啸，舒欣，王虎（浙江中烟工业有限责任公司杭州卷烟厂，浙江 杭州 310024）摘要：本文通过实验得出空调表冷器在不同冷水条件下的运行工况数据，由此分析表冷器结构参数与冷水系统高水温大温差之间的关系，为进一步研究分析空调冷水系统运行工况及自动控制方法提供数据依据。
关键词：表冷器；高水温；大温差；除湿量；制冷量中图分类号：TU83 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2021）06（上）-007-02目前，卷烟厂的空调机组一般情况下设计方案是基于7℃/12℃冷冻供回水工况进行表冷器选型。
冷水系统供水温度也是设定在7℃。
但是在空调系统的实际运行过程中，由于受气象条件等因素变化的影响，在全年运行过程中，空调的逐时负荷小于设计负荷。
因此，可以根据空调负荷的全年变化情况，在部分负荷时段调整冷水系统的运行参数，如适当提高制冷机的冷水供水温度，从而降低制冷机组的运行能耗；适当提高冷水系统的供回水温差，从而节省冷水系统的输送能耗。
为了适应于以上的节能运行方式，必须对空调机组的表冷器进行适当的优化改造，使得表冷器选型与之相匹配。
本文对不同条件参数下的表冷器运行性能进行分析，为实现冷水系统高水温、大温差运行寻求更好的参数依据。
1 卷烟厂中央空调系统形式中央空调系统由冷热源系统和空气调节系统组成，制冷系统为空气调节系统提供所需冷量，用以抵消室内环境的冷负荷；制热系统为空气调节系统提供用以抵消室内环境热负荷的热量。
制冷系统是中央空调系统至关重要的部分，其采用种类、运行方式、结构形式直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。
空气调节系统对空气温湿度处理的方式对于整个中央空调空调系统高效洗、节能型具有很重要的影响。
一般卷烟厂空气调节系统由空调机柜、过滤器、表冷器、加热器、加湿器、送回风电机风机及管道阀门控制系统组成。
空气-水换热器换热性能的测试实验
空气-水换热器换热性能的测试实验一、实验目的1．本实验属于设计型实验，要求学生根据实验目标，给定实验设备，对整个实验方案、实验过程等进行全部实验设计；2．熟悉气-水换热器性能的测试方法；3．掌握气-水翅片管、光管换热器，在顺排、叉排、逆流、顺流各种情况下换热器的结构特点及其性能的差别。
二、实验装置简介（参见实验装置示意图）图一、实验装置示意图1.循环水泵2.转子流量计3.过冷器4.换热器5.实验台支架6.吸入段7.整流栅8.加热前空气温度9. 换热器前静压10.U形差压计11. 换热器后静压12.加热后空气温度13.流量测试段14笛形管15. 笛形管校正安装孔16.风量调节盘17.引风机18.风机支架19.倾斜管压力计20.控制测试仪表盘21.水箱气-水换热器实验装置由水箱、电加热器、循环水泵、水流量测量、水温度控制调节阀、压差测量、阀门、换热器、风管、整流栅、热电偶测温装置、空气流量测量、空气阻力测量、.风量调节盘、引风机等组成。
换热器型式有翅片管、光管两种，有顺流、逆流两种流动方式、布置方式有顺排、叉排两种。
1．换热器为表冷器，表冷器几何尺寸如下表：2．水箱电加热器总功率为9KW，分六档控制，六档功率分别为1.5KW。
3．空气温度、热水温度用铜—康铜热电偶测量。
4．空气流量用笛形管配倾斜式微压计测量。
5．空气通过换热器的流通阻力，在换热器前后的风管上设静压测嘴，配倾斜式微压计测量；热水通过换热器的流通阻力，在换热器进出口处设测阻力测嘴，配用压差计测量。
6．热水流量用转子流量计测量。
三、实验目标通过气--水换热器性能测试试验，测定并计算出换热器的总传热系数，对数平均传热温差和热平衡误差等，绘制传热性能曲线，并作比较：（1）以传热系数为纵坐标，热水流量或空气流量为横坐标绘制传热性能曲线；并就不同换热器，两种不同流动方式、两种不同布置方式，不同工况的传热情况和性能进行比较和分析。
四、实验设计内容：1．根据实验目标和气--水换热器实验装置，编写出实验工作原理和实验数据计算处理公式；2．实验方案设计，包括实验思路、实验方法、实验工况点的选择、热水进口温度大小选取（建议取60-80℃）；3验操作步骤设计，将整个实验操作过程步骤、注意事项编写出来。
表冷器设计手册
表冷器设计手册摘要：一、表冷器概述1.定义及作用2.类型与结构二、表冷器的设计原则1.负荷计算2.选型与布置3.设计要点三、表冷器的主要性能参数1.制冷量2.制冷效率3.能耗比四、表冷器的选用与安装1.选用注意事项2.安装流程与要求五、表冷器的维护与保养1.常规维护2.故障处理3.延长使用寿命六、发展趋势与前景1.技术创新2.市场应用3.行业发展趋势正文：一、表冷器概述1.定义及作用表冷器是一种用于实现空气冷却的设备，广泛应用于空调、制冷、化工、医药等行业。
其主要作用是通过制冷剂的循环，使进入设备的空气温度降低，达到冷却的效果。
2.类型与结构表冷器按照制冷剂种类可分为水冷式、风冷式等；按照结构可分为壳管式、盘管式、翅片式等。
不同类型的表冷器在应用场景和性能上有较大差异。
二、表冷器的设计原则1.负荷计算在设计表冷器时，首先要对冷却负荷进行准确计算，以确保设备选型的合理性。
负荷计算需考虑环境温度、湿度、空气流量等因素。
2.选型与布置根据负荷计算结果，选择适当类型的表冷器。
同时，要考虑表冷器的布置方式，如安装位置、间距等，以满足系统运行的需要。
3.设计要点设计时要关注表冷器的制冷效率、能耗比等性能指标，以确保设备的运行经济性。
此外，还需注意表冷器的材料、焊接工艺等方面，以提高设备的使用寿命。
三、表冷器的主要性能参数1.制冷量制冷量是表冷器的核心性能指标，表示设备在单位时间内冷却空气的能力。
制冷量与制冷剂类型、制冷循环参数等因素密切相关。
2.制冷效率制冷效率是表冷器制冷量与能耗的比值，反映了设备的能源利用效率。
设计时应尽量提高制冷效率，以降低运行成本。
3.能耗比能耗比是表冷器制冷量与运行功率的比值，用于评价设备的能耗水平。
较低的能耗比意味着设备运行更为经济。
四、表冷器的选用与安装1.选用注意事项选用表冷器时要充分考虑其适用性、可靠性、维护性等因素。
同时，要选择正规厂家生产的产品，以确保设备质量。
2.安装流程与要求安装过程中，要遵循相关的技术规范和标准，确保表冷器的安装质量。
表冷器设计手册
表冷器设计手册摘要：一、引言二、表冷器的工作原理1.蒸发冷却过程2.热交换过程三、表冷器的设计要点1.选型与尺寸2.材料选择3.结构设计四、表冷器的性能参数1.制冷量2.能效比3.噪音与振动五、表冷器的安装与维护1.安装注意事项2.日常维护与保养六、表冷器在各种领域的应用1.工业生产2.商业制冷3.空调系统七、表冷器的发展趋势与展望正文：【引言】表冷器是一种利用制冷剂进行蒸发的制冷设备，广泛应用于工业生产、商业制冷和空调系统等领域。
本文将详细介绍表冷器的工作原理、设计要点、性能参数、安装与维护以及在各种领域的应用和发展趋势。
【表冷器的工作原理】表冷器的工作原理主要包括蒸发冷却和热交换两个过程。
制冷剂在蒸发器内蒸发吸收热量，从而实现降温。
被冷却的空气经过热交换器时，与蒸发器中的制冷剂进行热交换，使空气的温度进一步降低。
【表冷器的设计要点】表冷器的设计要点包括选型与尺寸、材料选择和结构设计。
选型与尺寸要根据实际需求和安装空间来确定；材料选择要考虑耐腐蚀性、导热性能和强度等因素；结构设计要确保良好的气流组织，提高换热效率。
【表冷器的性能参数】表冷器的性能参数包括制冷量、能效比和噪音与振动。
制冷量表示其在规定工况下的制冷能力；能效比是制冷量和输入功率之比，反映了设备的节能性能；噪音与振动要控制在一定范围内，以保证设备运行平稳。
【表冷器的安装与维护】在安装表冷器时，要注意保证良好的通风条件，避免阳光直射，同时要确保设备水平放置。
日常维护与保养主要包括清洁过滤网、检查制冷剂液位和定期更换润滑油等。
【表冷器在各种领域的应用】表冷器在工业生产中可用于冷却模具、降低车间温度等；在商业制冷中，可用于冷库、超市和餐厅等场所；在空调系统中，可作为新风机组或风机盘管的组成部分，提供舒适的室内环境。
空气冷却器热工性能校核计算（转）.doc
空气冷却器热工性能校核计算(转)概述表面空气冷却器的计算方法，曾经是80年代我国空调设计的热门课题之一。
进入90年代后，该课题已很少有人问津，普遍认为课题已趋成熟；与之相对应的情况是：我国空调工业进入90年代后高速发展，国内空调系统末端生产企业一直为如何准确计算表面空气冷却器的换热性能而大伤脑筋，因为现有的计算方法，对表面空气冷却器进行计算时，冷量计算误差大于10%，甚至有的超过30%，部分状态点，还无法计算，为安全起见，生产企业不得不增大配置的表面空气冷却器的面积，结果，使生产成本提高，浪费了国家的有色金属材料和能源。
（一）国内外情况分析由于表面空气冷却器（以下简称表冷器）是空调机组的核心部件，表冷器的性能直接影响到空调机组的性能。
因此，国内外对表冷器的热工计算方法十分重视，先后提出的计算方法已不下几十种之多，这些方法各具特色。
国内从70年代末期，开始进行表冷器热工计算方法研究，提出了热交换效率法（也称干球温度效率法），湿球温度效率法，干球温度-析湿系数法，图解法，焓效率法，线性方程组求解法，当量温差法，传热单元数法等。
目前国内外空调设计手册和教科书中所采用的表冷器计算方法有两类：设计型和校核型，对不同的方法计算结果分析表明，已有的计算方法不能达到当对表面空气冷却器进行实验时，计算的冷量与实测的冷量结果误差小于5%。
（二）问题的提出从上面介绍可以看出，用目前国内外空调设计手册和教科书中采用的几种主要的表冷器热工计算方法进行计算时各有利弊，虽然依据表冷器试验结果进行的分析表明，热交换效率法是目前阶段较理想的一种计算方法，但该方法在进行冷量校核计算时，依然不能较全面和准确计算表冷器的冷量。
如干工况无法计算，部分湿工况误差较大。
在现阶段，由于表冷器的数值计算方法尚未达到实用化的阶段，表冷器的热工校核计算方法仍然需要建立在准确的试验数据的一致性，另外，由于计算工具的进步，为准确计算起见，已没有必要为了避免试算，而采取这样或那样的近似措施。
如何实现冷水机组性能试验装置最大限度的节能
测量准确和使用可靠 向更高的要求发展。其 中节 能要求 作为 重点 ， 已被 列 入 了议 程 和要 求 ， 为 试 成
验装置 发展 的新趋 势 。
１ 冷 水机 组性 能试验 装置 节 能方式
水 箱
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第 ６卷
第 １ 期
制 冷 与 空 调
ＲＥＦ Ｇ ＲＩ ＥＲＡＴＩ ＯＮ ＡＮＤ Ｒ —ＣＯＮＤＩ ＯＮＩ ＡＩ ＴＩ ＮＧ
２０ ０６年 ２月
如 何 实现 冷水 机 组 性 能试 验 装 置 最 大 限度 的节 能
郝 颖磊 张 秀平 张朝 辉 程 立 权 许 敬 德 周 新 周 全
收稿 日期 ：０ ５０ ５ ２ ０ ．７１ 通 讯 作 者 ： 颖 磊 ， ｉ ａｔｈｏ １３ ｃｒ 郝 Ｅｍａ ：ｕｏ ａ＠ ６ ．ｏ ｌ ｎ
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制
冷
与
空
调
第 ６卷
试验时， 将被试 机组 的冷 （ ） 泵人 空气 处 理 机组 率 部 分 和 表冷 器 换 热 量 中用 于除 湿 的部分 仍 需 采 热 水
图 ２ 管 路 混 合 流程
１ ２ 风 冷被 试机 组 冷热水 （ 用侧 ） ． 使 与其 热源 侧热
风 之 间的热 量交换 和 回收
与冷却水 之 间在 管 路 中实 现 冷 热 量交 换 的流 程 见
图 ２ 方案 ２ 。 （ ）
风 冷 试验 装 置 中 均 配备 用 来 调 节被 试 机 组 热 源 侧 温 湿度 的 空气 处 理 机组 。 行 风 冷冷 水 机组 进
空调箱表冷器性能仿真模型研究
翅 片管在运 行 过程 中 ， 气 侧 的参 数 包 括 温 空 度 和湿度 可能 发 生改 变 ， 于 双参 数 问题 。因此 属 可 以将运 行状况 划分 为 ３种 ： 供冷 湿工况 （ 以下简
经 比较成熟 的翅 片管换热 器 。在水与 空气 的换 热
型分析及仿真计算 。通过试验数据比对 ， 中参数模型与分布参数 模型误差略大 ， 集 平均误差为 １％和 １ ％ ； ９ ２ 分排参数 模 型更贴切实际物理模 型， 考虑各排对换热的影响 ， 模型建立 更合理 ， 差为 ４ ６ 。最后 ， 误 ．％ 分析了集 中参数模型在使用 仿 真计算过程中 ， 换热量偏大的原 因， 给出了模型使用建议 。 并
ＱＵ Ｆ ｎ ， Ｕ Ｂ ， Ａ ｉ Ｉ ｅｇ Ｇ ｏ Ｂ Ｉ Ｗｅ
（ ｈｎｈ ｉｉｏ ｎ ｎ ｅｓｙ Ｓ ａｇａ ２ ０４ Ｃ ｉ ） Ｓ ａｇａ Ｊ ｔ ｇＵ ｉ ｒ ｔ， ｈｎｈ ０ ２０， ｈｎ ａｏ ｖ ｉ ｉ ａ
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空调表冷器几何参数对换热性能的影响
第21卷第5期凋卒窒词2021年5月REFRIGERATION AND AIR-CONDITIONING10-14+技术研究f {本栏目投稿邮箱：} +zldt@chinajourn |空调表冷器几何参数对换热性能的影响郭月姣顾鑫鑫顾忱徐彤苏梦雨冯国增（江苏科技大学能源与动力学院）摘要表冷器的换热效率受几何结构设计参数影响较大。
为此，本文以某表冷器为研究对象，针对影响表冷器换热性能的主要结构尺寸参数，如管间距，肋片厚度，肋片间距以及管径进行研究。
首先，根据理论分析的方法研究各结构参数对换热性能的影响规律，得出各结构参数的优化范围；然后利用田口正交试验法设计了25组混合正交试验表以研究结构参数对换热效率的耦合影响；最后通过进行参数分析，得出影响表冷器换热性能因素从高到低的顺序为：肋片间距、管径、管间距、肋片厚度。
结果表明：当管间距20.5mm,肋片厚度0.31mm,肋片间距2.65mm，管径9.0mm时，表冷器单位体积换热量最高为7939.22kW/m30研究为表冷器结构参数设计提供了一定的科学依据。
关键词空调表冷器;换热效率;正交试验设计;结构优化Influence of air conditioner cooler geometric parameters on heat exchangeperformanceGuo Yuejiao Gu Xinxin Gu Chen Xu Tong Su Mengyu Feng Guozeng(School of Energy and Power Jiangsu University of Science and TechnologyABSTRACT The heat exchange efficiency of the surface air cooler is greatly affected bythe geometric design parameters.Therefore,this article takes a surface air cooler as theresearch object,and studies the main structural size parameters that affect the heat exchange performance of the surface air cooler?such as tube spacing,fin thickness,fin spacing and tube diameter.First,according to the method of theoretical analysis,the influenceof each structural parameter on the heat transfer performance was studied,and the optimization range of each structural parameter was obtained.Then,using the Taguchi orthogonal test method,25sets of mixed orthogonal test tables were designed to study thestructural parameters on heat transfer.Coupling effect of efficiency.Finally?through parameter analysis,the order of factors affecting the heat exchange performance of the surface cooler from high to low is:fin spacing,tube diameter,tube spacing,fin thickness.The results show that when the tube spacing is20.5mm,the fin thickness is0.31mm,the fin spacing is2.65mm,and the tube diameter is9.0mm,the maximum heat transferper unit volume of the surface air cooler is7793.22kW/m3.The research provides a certain scientific basis for the design of the structural parameters of the surface air cooler.KEY WORDS air-conditioning surface air cooler；heat exchange efficiency；orthogonalexperiment design；structure optimization基于住房与城乡建设部报告中数据显示，我不断上升的趋势①，这与全球低碳节能减排的大趋国建筑能耗占全国能耗的比例约为33%,并具有势相悖。
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表冷器性能实验台
实验指导书
概述
在空调工程中，实现不同的热湿处理过程需要不同的空气处理设备。
热湿交换设备根据工作特点的不同可分为直接接触式和表面式热湿交换设备。
直接接触式热湿交换设备的特点是与空气进行热湿交换的介质与被处理的空气直接接触，做法是让空气流经热湿交换介质的表面或热湿交换介质喷淋到空气中间去。
一 实验目的
（1）熟悉空气表冷器换热量、热交换效率系数和接触系数的测定方法。
（2）掌握空气表冷器阻力的测定方法。
二 实验原理
表冷器属于表面式热湿交换设备，其特点是与空气进行热湿交换的介质不与空气直接接触。
空气与介质间的热湿交换是通过设备的金属表面来进行的。
表冷器属于表面接触式热湿交换设备，与喷水室相比，表冷器构造简单，体积小，使用灵活，即可通入间冷剂冷却空气或加热空气，又能通入制冷剂作蒸发器或冷凝器。
当作为冷却器处理空气时，当其表面温度低于被处理空气的露点温度时，空气首先被等湿降温到饱和线上（达到饱和状态），然后沿饱和线进一步降温减湿到接近表冷器的表面温度（需维持一定的传热温差），这时,空气中将有部分水分凝结出来。
在这个过程中，由于空气不但温度要降低，含湿量也要减少，因此称为减湿冷却过程或湿冷过程，此时表冷器的工作状况称为湿工况。
表冷器性能的测试主要是测试它的冷却能力，其测定方法是待空调系统工况稳定后，用干湿球温度计，分别测量空气冷却器前后空气的干球温度和湿球温度，用气压计测量大气压力，进而求得空气冷却器前后空气的比焓值，同时测出空气冷却器的风量，就可以算出空气冷却器的冷却能力Q （kW ）。
（1）表冷器的冷却能力测定
1.空气通过表冷器放出的热量：112()Q G i i =- 式中：G ——经过表冷器的实测风量，kg/S ；
1i ——表冷器前空气焓，kcal/kg ； 2i ——表冷器后空气焓，kcal/kg 。
2. 冷媒水经过表冷器吸收的热量： 221()w w Q WC t t =- 式中：W ——通过空气冷却器的水量，/kg s ；
C ——水的比定压热容，常压下 4.19/C kJ =⋅（kg ℃）；
W 1W 2
t 、t ——表冷器进水、出水温度，℃。
空气经过表冷器失去的热量Q 与冷水经过表冷器吸收的热量Q '应接近，但实验时是允许有误差的。
(3)表冷器的热交换效率系数和接触系数测定： 1.表冷器的热交换效率系数测定：
12
111
W t t t t ε-=- 2.表冷器接触系数测定： 22
211
1s s t t t t ε-=-
- 式中：1t 和1s t 、2t 和2s t 为处理前后空气的干湿球温度。
4.空气通过表冷器的阻力
表冷器阻力可用微压计，测量空气通过表冷器前后的全压，其示值与微压计系数之积，即为表冷器的阻力。
因为表冷器前后的端面相等，则仅测量表冷器前后的静压差，其静压差即为空气通过表冷器的阻力。
水侧阻力，可由表冷器进出水管上的压力表测量，其两者之差值即为水通过表冷器的阻力值。
三、实验装置结构
实验台装置如附图所示，由表冷段、喷水室、恒温室、冷水系统、风机、管道等组成。
低噪音风机将恒温室来的热湿空气吹入表冷段和喷水室，与表冷器和喷水室喷出的水滴进行温湿度交换，又回到了恒温室，形成了循换流动。
风机出口段上设有风量调节阀，调节实验所需的风量；在测速段设置了风量测定均压管；在表冷器和喷水室前后设置静压测压点，用来测量表冷器和喷水室空气侧前后压力差，以确定表冷器和喷水室空气侧的流动阻力。
用干湿球温度计检测空气调节前后的状态。
这样通过对空气流量，表冷器和喷水室前后的空气温湿度的测定，对冷水流量，表冷器进出口水温的测定，即可计算出表冷器和喷水室的主要性能。
实验用的冷冻水系统由制冷压缩机、风冷冷凝器、立式储液器、盘管蒸发器、冷冻水泵、节流阀、冷冻水流量计、回水管等组成。
水流量由阀门调节。
四、实验步骤
（1）连接好微压计，对微压计注水至零位；检查干湿球温度计，纱布的淹浸水位等是否正常，检查风机工作是否正常。
蒸发器盘管水箱注满水；
（2）接通实验系统电源，启动风机、启动制冷压缩机。
将恒温室控温调整在30～35℃，将蒸发器水箱中水温度制冷至t=12～17℃，启动水泵，冷水流量调至100L/h 。
使系统运行稳定一段时间（约20min ）后开始读数。
（3）测读表冷器前后的静压差，表冷器前后空气的干湿球温度，表冷器进、出口处冷水温度及冷水流量。
计算空气表冷器的制冷量及其空气侧与冷水侧流动阻力。
（4）测读喷水室前后的静压差，喷水室前后空气的干湿球温度，喷嘴喷出的冷水流量。
（5）测读笛型管压差，计算空气流量。
五、实验数据记录与整理
将测试过程中实验数据按表进行记录，并进行整理计算。
表冷器性能实验数据记录及整理。