流程数:
管内速流由下式决定:
V=(GPM/K)*(N/2)
其中:GPM=流量(gal/min)
N=热交换器的流程数;K=速度因子。
速度因子K对每一台热交换器型号是一个常数,并且是流体通过的管子截面积的函数。
可以增加或减少流程数来提高或降低管速。例如:120GPM流过热交换器,K值为10,对应1,2,3流程将会有6,12,18FPS的管速。流程数越多速度越高是因为水流通的截面积减少了。
由于对管速的最高限制,一种实用的方法是给定合理的压降限制(15到30英尺wg)。只要压降允许,热交换器可选择大到12FPS的管速。这种方法可以确定合适的运行费用,最小的腐蚀,并选择较低成本的热交换器。
污垢热阻:污垢是由流体中的矿物质或悬浮物沉淀在热交换器管表面形成。热交换器一旦投入运行,污垢就开始形成了。污垢用一个数字表示(.0005)。
污垢热阻占全部热阻的百分比随着污垢的增加而升高。0.0005时污垢占全部热阻的39%,在0.002时将升高到72%。随着污垢热阻的升高,传热系数(U)将降低。这样,为了传送同样的热量(Q),必须增加温度推动力(MTD),最后的结果是饱和蒸发温度的降低。
污垢的数量级取决于通过管子的流体的质量以及悬浮物的数量和特性。热交换器选择的合理污垢系数是很重要的,并且必须对每一项工程单独评估,决定合理的污垢系数。
对于较高的污垢系数要求使用较大型的热交换器,这样会增加冷水机组的初装费用。另一方面,条件允许时,设备选择应基于小的污垢系数,否则,将会导致容量不足和运行不稳定。
蒸发器是封闭式水循环的典型部分,并不产生很多的污垢。美国制冷学会ARI,一个自我控制的工业组织,已经提出蒸发器用0.00025污垢系数作为评估冷水机的标准。在最终的分析中,它应由水处理专家和顾问工程师共同按既定应用的蒸发器工况去建立最终的污垢系数。
金属壁面热阻:制造商可以选用任何材料,从通常使用的铜到奇特的品种,象钛制成的制冷机。金属热阻力有很大的不同,而且能深深影响设备的尺寸和能耗。
例如,和铜管相比,使用70-30铜镍合金管的热阻会从占全部热阻的2%提高到23%。总热阻的增长导致饱和蒸发温度的下降。
一般在蒸发器中使用铜管,它是封闭管路循环的一部分。其它类型的材料很少在蒸发器中使用。
制冷剂膜热阻:我们现在从这一领域最新技术发展的角度来看制冷剂薄膜的热阻。制冷剂沸腾或冷凝时的热交换系数小于水流过管子的好几倍。因此,通常在管子的外表面制作翅槽。结果使外表面积增加到管内表面积的4或5倍。这些超出的面积减小了热交换通量(Btu/sq.ft.),并减少了制冷剂薄膜热阻。
高效能管(增加了每英寸的翅数)进一步减小了热交换通量。此外,已经发现弯曲翅的顶端可以急剧减小制冷剂薄膜。另一个表面构造也有显著效果,制造商现在也开始在标准生产线上采用这些技术。