组合式空调机组换热器设计计算方法

组合式空调机组换热器设计计算方法

组合式空调机组换热器设计计算方法，组合式空调机组的设计参数、性能要求、设计工况及各元件设计和选型方法。组合式空调机组基本型号有24个，功能段包括混合段、初效过滤段、中效过滤段、表冷段、热盘管段、电加热段、各种加湿、风机段、消声段等二十余种功能段。 文本标签：|空气净化设备|无尘车间|净化工程|洁净室|净化厂房|空调技术设计|空调热量计算方法 组合式空调机组换热器设计计算方法

组合式空调机组的设计参数、性能要求、设计工况及各元件设计和选型方法。组合式空调机组基本型号有24个，功能段包括混合段、初效过滤段、中效过滤段、表冷段、热盘管段、电加热段、各种加湿、风机段、消声段等二十余种功能段。

组合式空调机组的长、宽、高是按模数进行设计，标准规定：1M=158mm，基本命名方式为：MKZXXXX，前两为数字表高度上的模数，后两位表示宽度上的模数，尺寸的计算方法为：L=XX*158+50（70）。

组合式空调机组的基本设计工况：

项目

供冷工况

供热工况

备注

干球温度℃

27+1.0

21+1.0

湿球温度℃

19.5+0.5

--

进水温度℃

7+0.2

60+1

出水温升℃

5+0.2

--

风量(m3/h)

名义风量

出口风压(Pa)

根据客户需要选择合适的风机

功能段

功能段是根据客户的要求进行匹配，无具体的设计要求

混合段、初效过滤段、中效过滤段、表冷段、热盘管段、电加热段、加湿段、风机段、消声段等进行自由组合，对空气的进行处理，满足客户对空气洁净度和舒适度、环境噪声的需求。

组合式空调机组换热器用来实现空气与热源载体——水进行能量交换的设备，是空调末端产品中最重要的部件之一。主要构件有进出水管、集水管、铜管、翅片、U型管、端板等，下面主要介绍表冷器大小、翅片形式、铜管大小等的选择，其结构上的知识不做介绍。

换热器的命名方法：以换热器的中文名加三个主参数，即：换热器M*N*L，M表示换热器的排数，N表示换热器高度方向的铜管数，L表示换热器有效长度（即换热铜管长度），如：换热器4*20* 1500，表示4排换热器，高度方向有20根管，换热器铜管的有效长度为1500。换热器的其他构件相关尺寸都是以这三个基本参数为依据换算而来。

换热器的的系列代号方法如下：

完整的换热器的表示方法如下：

MK．HRQ3Z换热器M×N×L（换热器系列部件图样代号及名称）

MK．HRQ3Z换热器8×24×2015（换热器系列部件图样代号及名称）

表示换热管规格为φ16、总水管通径为DN65（3型管）、8排（M=8）换热管、每排管数为24（N=24）、换热器迎风面长度或换热管有效长度为2015mm（L=2015）的左式换热器。

一、 基本参数的设计：

M 一般尽量按客户要求选择，在没有客户要求的情况下，我们根据N、L的值，加上我们的经验公式（见后）进行计算。

N、L根据我们规划的段位尺寸，保证换热器在表冷段中便于安装，且有最大的换热面积和迎风面积，具体的段位尺寸见组合空调标准段位图。

二、翅片和铜管的选择：

目前有波纹片、开窗片、平片三种翅片形式。波纹片主要是与φ16铜管配套，开窗片、平片与φ9.52铜管配套。风机盘管主要采用φ9.52铜管套平片，空调箱按风量区别，5000m3/h以上的采用φ16铜管套波纹片，5000m3/h以下的采用φ9.52铜管套开窗片。

波纹片与φ16铜管换热器特点：风阻较小，换热能力较小。开窗片与φ9.52的换热器特点：风阻较大，换热能力较大。平片与φ9.52的换热能力最小。

三、铜管管路的分布：

根据载体——水在管路中的走向及流程分布，管路可以分为：全回路、1/2回路、3/4回路等，目前我们多采用的为全回路、1/2回路。

全回路布管方式的特点：流速较慢，管路阻力小，但换热系数小。适用于换热能力较小的机组。

1/2回路布管方式的特点：流速快，管路阻力大，但换热系数大。适用于换热能力较大的机组。

3/4回路布管方式的换热系数介于以上两种之间。

四、换热器的经验计算公式（最后一列是以MKZ0610为例进行的计算）：

表冷器校核计算

输入参数

序号

名称

代号

计算公式

单位

参数

1

风量

L

m3/h

10000

2

孔数/排

N

孔

20

3

有肋长度

A0

Mm

1300

4

排数

R

排

4

5

片距

T

Mm

3.1

6

进风干球温度

t1

℃

27

7

进风湿球温度

ts1

℃

19.5

8

进水温度

tw1

℃

7

9

出水温度

tw2

℃

12

10

流程比

b

2

11

流通断面积

f0

m2

0.000177

计算方法

12

空气质量流量

G

G=1.2*L/3600

Kg/s

3.33

13

接触系数

E＇

E＇=A-B*Fy

0.97

14

迎风面积

Fy

Fy=0.000001*40*N*A0

m2

1.04

15

迎面风速

Vy

Vy=L/(Fy*3600)

m/s

2.67

16

散热面积

F

F=R*Fy*20.845

m2

86.72

17

假设出风干球温度

t2＇=13

℃

13.44

18

假设出风湿球温度

ts2＇

ts2，=t2，-(t1-ts1)*(1-E＇)

℃

13.22

19

进风焓

I1

I1=0.0707*ts1^2+0.6452*ts1+16.18

KJ/Kg

55.65

20

假设出风焓

I2＇

I2＇=0.0707*ts2＇^2+0.6425*ts2＇+16.18

KJ/Kg

37.03

21

冷量

Q＇

Q＇=(I1-I2＇)*G

KW

62.06

22

析湿系数

ξ

ξ=(I1-I2＇)/1.01(t1-t2＇)

1.36

23

水流量

W＇

W＇=Q＇/((tw2-tw1)*4.19)

l/s

2.96

24

水流速

ω＇

ω＇=W＇/((N*f0)/b)/1000

m/s

1.68

25

传热系数

K＇

K＇=1.163/(1/(A*Vym*ξn)+1/(B*ω＇0.8))

W/m2℃

73.43

26

传热单位数

β

β=K＇*F/ξ*G*cp

1.39

27

水当量数

γ

γ=ξ*G*cp/W＇*c

0.37

28

干球温度效率

Eg＇

Eg＇=1-e-β(1-γ)/1-γe-β(1-γ)

0.69

29

需要的效率

Eg=(t1-t2＇)/(t1-tw1)

0.68

输出参数

30

出风干球温度

t2

t2=t1-(t1-tw1)Eg＇

℃

13.20

31

出风湿球温度

ts2

ts2=t2-(t1-ts1)*(1-E＇)

℃

12.97

32

出风焓

I2

I2=0.0707*ts2^2+0.6425*ts2+16.18

KJ/Kg

36.42

33

冷量

Q

Q=(I1-I2)*G

KW

64.09

34

水流量

W

W=Q/((tw2-tw1)*4.19)

m3/h

11.01

35

水流速

ω

ω=W/((N*f0)/b)

m/s

1.73

36

空气阻力

Hs

Hs=a*Vym*ξn

Pa

214.31

37

水阻力

P

P=(ρ/2)*(0.44*(R*b-1)+R*b*λ*A0/d)*ω2

KPa

29.75

38

进水管数

N1

1

39

水管通径

Dn

Dn=(4*W/(3.14*3600*ω*N1)0.5*1000

Mm

47

实际水管取值

DN

Mm

50