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變流程換熱器原理
2014-09-23 01:09
目前，在我國北方寒冷地區，傳統的集中采暖方式以燃煤為主，由于煙塵排放，導致北方城市在冬季高頻度出現霧霾和PM2.5嚴重超標等惡劣天氣現象，所以近年來國家大力推廣清潔供暖方式，很多建筑采用水源熱泵機組作為供暖主機來取代傳統的燃煤鍋爐，且以水-水型水源熱泵機組為主。市場上現有的水-水型水源熱泵機組制冷、制熱模式轉換大都是采用水路切換的模式：夏季制冷時水源水(地下水、江、河、湖泊水等)進入機組冷凝器內與制冷劑進行換熱并帶走冷凝熱，末端空調水進入機組蒸發器內與制冷劑換熱并放出熱量;冬季制熱時水源水進入機組蒸發器內與制冷劑進行換熱并放出熱量，末端供暖水進入機組冷凝器內與制冷劑換熱并帶走冷凝熱;在夏季和冬季經過蒸發器和冷凝器的水流量是互換的，且蒸發器和冷凝器額定水流量差別很大，也就是說經過同一個換熱器的水流量在夏季和冬季是有很大變化的，而現有換熱器大都是按定流程設計的，水流量變化后換熱器流程并沒有變化，則換熱器內的水流速會發生變化，從而影響換熱性能或使水阻力增大，從而使水源熱泵機組及系統的運行能耗增加。
其次，隨著國家對節能減排的重視，為有效降低建筑能耗，很多建筑采用了變水量的中央空調系統，特別是一次泵變流量系統的運用越來越多。一般中央空調系統大部分都使用水冷式冷水機組作為主機，現有的水冷式冷水機組均采用定流程換熱器作為蒸發器和冷凝器，這種定流程換熱器用于變流量系統中，當水流量隨著負荷變化后其水流速和水阻力會發生變化，從而影響換熱器的換熱效果和系統運行能耗。
另外，在現實使用中，一些水源熱泵機組或水冷冷水機組的某些運行工況(如在過渡季節空調工況、長年制冷或長年制熱的工藝工況等)由于蒸發器出水溫度較高或冷凝器進水溫較低，且壓縮機往往又在最小負荷下運行，從而導致出現蒸發溫度較高或冷凝器溫度較低的現象，蒸發溫度較高和冷凝壓力過低會導致壓縮機過載、壓縮機供油壓差不足、加載困難等不安全問題的存在，而在某些使用場合又需要機組在這些惡劣工況下運行，如果在這些工況下，可以減小換熱器的換熱面積則可實現降低蒸發溫度和提高冷凝溫度的目的，從而保證機組在惡劣工況下運行的可靠性和安全性，而現有的換熱器在使用過程中是無法實現換熱面積的改變的。
有鑒于此，市場上出現一種可流程轉換及可變換熱面積的換熱器，可安裝在水源熱泵機組和水冷冷水機組上作為冷凝器使用，也可安裝在滿液式機組上作為蒸發器使用;當水流量發生較大變化時，通過水室分程和轉換閥門的作用，使換熱器水側流程發生變化，從而提高換熱效率;當需要減小換熱面積時，通過水室分程和轉換閥門的作用，使換熱器內部分換熱管不參與換熱，從而降低蒸發溫度或提高冷凝溫度。該換熱器通過流程的改變從而使機組運行效率明顯提升，能耗明顯降低，且可以通過換熱面積的調整來提高機組在惡劣工況下運行的可靠性和安全性，其還具有安裝方便、使用簡單等特點，可廣泛用于各種水源熱泵機組和水冷冷水機組等變流量系統上。
四流程原理示意圖
兩流程原理示意圖
變換熱面積原理示意圖
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