В теплообменниках с ребристыми трубками жидкость (газ/вода/гликоль/хладагент/и т. д.), циркулирующая по трубкам змеевика, чрезвычайно важна для общей производительности змеевика – это полдела, наряду с теплопередачей на воздушной стороне. Степень, в которой жидкость контактирует со стенками трубы, влияет на производительность змеевика и влияет на общую эффективность системы — чем больше жидкость соприкасается со стенкой трубы, тем лучше и экономичнее теплопередача.
Одним из методов, используемых производителями змеевиков для повышения эффективности теплообменного оборудования, особенно в приложениях, в которых используются жидкости с низкой скоростью, высокой вязкостью или и тем, и другим, является создание турбулентности в трубах теплообменника. Тем самым, турбулентный достигается поток, который по сравнению с менее энергичным ламинарный потока, увеличивает контакт со стенками трубы.
Одним из средств достижения желаемого турбулентного потока являются устройства, называемые турбулизаторы, которые изменяют поток жидкости, максимально увеличивая контакт со стенкой трубы. Турбулизаторы также уменьшают пограничный слой в трубе, который представляет собой небольшую область у стенки трубы, где усиливаются эффекты вязкости, а теплопередача имеет тенденцию быть относительно плохой. В SRC клиенты часто задают вопросы о турбулизаторах. Что такое турбулятор? Какие существуют виды турбулизаторов? Стоит ли использовать турбулизаторы? Этот блог призван ответить на эти вопросы.
Работаете в ОВиК? Ознакомьтесь с Руководством по хладагентам SRC и никогда больше не пользуйтесь Google свойствами хладагента. Это совершенно новый и совершенно бесплатный!
Основным преимуществом турбулизаторов является меньшая занимаемая площадь катушки. В зависимости от применения добавление турбулизаторов к змеевику может привести к значительному уменьшению размера змеевика без ущерба для тепловых характеристик.
Например, в примере системы со змеевиком размером 45 x 45 дюймов, работающим с рабочей жидкостью, состоящей из 35% гликоля, добавление турбулизаторов может сократить количество необходимых рядов трубок наполовину.
В теплообменниках встречаются четыре распространенных типа турбулизаторов: шаровые, витые ленточные, пружинные и матричные.
Шаровые турбулизаторы соответствуют своему названию – маленькие шарики, обычно изготовленные из алюминия, используются для воздействия на поток рабочей жидкости в данном змеевике. Они делают это, занимая место внутри трубы, увеличивая скорость за счет уменьшения объема.
Из турбулизаторов, описанных в этом посте, наиболее эффективными являются шаровые турбулизаторы, так как они лучше всего уменьшают площадь внутренней поверхности трубки. Однако с такой уменьшенной площадью поверхности возникает самый высокий перепад давления из четырех турбулизаторов, обсуждаемых в этой статье. Как и в случае с некоторыми другими элементами теплопередачи, выражение «чем больше, тем лучше» не применимо, поскольку необходимо достичь оптимального баланса между перепадом давления и идеальной турбулентностью.
Что касается стоимости, шаровые турбулизаторы довольно недороги, но их следует покупать на складе, если они используются регулярно, чтобы наилучшим образом реализовать ценность.
Еще одним примером прекрасных именных способностей его создателей является пружинный турбулятор, представляющий собой спиральную пружину. Они продаются в виде туго намотанных катушек (представьте себе обтягивающий шнур небольшого диаметра), а затем растянутых внутри трубки (представьте себе испорченный обтягивающий материал малого диаметра). Небольшие крючки на обоих концах трубки в сочетании с плотной посадкой по внутреннему диаметру трубки предотвращают возврат пружины к ее первоначальной форме и обеспечивают контакт между пружиной и стенкой трубки.
Пружинные турбулизаторы создают волнообразное движение, направляя энергию жидкости вверх и вниз в большей степени, чем придавая вращение. Это движение направляет жидкость к стенкам трубы, разъедая пограничный слой и улучшая теплопередачу.
Они могут быть изготовлены из различных материалов, но наши обычно изготавливаются из латуни, и они предлагают отличный баланс относительно низкой стоимости и хороших характеристик. Как и в случае с шариковыми турбулизаторами, ценность пружин лучше всего реализуется при заказе оптом и наличии на складе для труб определенного диаметра.
Эти спиральные стержни вставляются в трубы теплообменника, где они создают турбулентность. Они создают турбулентный поток по методу, аналогичному пружинному турбулизатору, но не идентичному, и могут быть изготовлены из любого количества материалов.
Витые ленточные турбулизаторы по существу делят внутренний диаметр трубы пополам, вступая в контакт со стенкой трубы, где они создают турбулентность и направляют поток от центра трубы наружу к пограничному слою. Это делает жидкость ближе к стенке более турбулентной, чем в центре, что желательно, поскольку основная часть теплопередачи происходит в этой области трубы.
Характеристики турбулизаторов с витой лентой немного лучше, чем у пружинных турбулизаторов, но цена намного выше, а затраты быстро увеличиваются в зависимости от количества трубок. Срок изготовления турбулизаторов из витой ленты также больше, так как каждый турбулизатор должен изготавливаться в соответствии с конкретной длиной трубок. Заказчик также может указать количество витков на фут в зависимости от требуемого уровня турбулентности.
фото предоставлено: CALGAVIN’s hiTRAN® Thermal Systems
Матричный турбулизатор состоит из скрученного проволочного стержня, украшенного по длине тонкими проволочными петлями. Обычно изготавливаемые из нержавеющей стали, эти устройства служат в качестве статических смесителей, взбалтывая жидкость и создавая турбулентность. Подобно скрученной ленте, их необходимо изготавливать индивидуально для каждой катушки, что приводит к более высокой стоимости. Вклад в эту более высокую стоимость и высокую производительность заключается в том, что конфигурация и плотность матриц могут быть изменены в соответствии с потребностями данного приложения.
Срок поставки этих турбулизаторов также может быть больше, иногда 10 недель и более, в зависимости от местонахождения поставщика. Их стоимость может быть непомерно высокой, и хотя они не являются правильным выбором для некоторых задач, они очень эффективны в приложениях, где их использование имеет смысл. Матричные турбулизаторы экономически выгодны для больших змеевиков, таких как, например, в воздухоохладителях. Более того, точность их конструкции позволяет инженерам очень точно рассчитывать такие параметры, как производительность и падение давления.
Не оставайтесь в стороне, когда дело доходит до информации о теплопередаче. Чтобы быть в курсе различных тем по этому вопросу, подпишитесь на суперблог, наш технический блог, «Приказы врача» и следите за нами в LinkedIn, Twitter и YouTube.
Бесканальные мини-сплит-тепловые насосы
Тепловые насосы с мини-сплит-системами без воздуховодов (мини-сплиты) являются хорошим дополнением к домам с «неканальными» системами отопления, такими как водяные (водяное отопление), лучистые панели и обогреватели (дровяные, керосиновые). , пропан). Они также могут быть хорошим выбором для дополнительных помещений, где расширение или установка распределительных воздуховодов не представляется возможным, а также для очень эффективных новых домов, которым требуется лишь небольшая система кондиционирования воздуха. Обязательно выберите устройство, соответствующее стандарту ENERGY STAR®, и наймите установщика, знакомого с продуктом и его установкой.
Как и стандартные воздушные тепловые насосы, мини-сплит-системы состоят из двух основных компонентов — наружного компрессора/конденсатора и внутренней вентиляционной установки. Трубопровод, в котором находятся силовой кабель, трубки хладагента, всасывающие трубки и слив конденсата, соединяет наружный и внутренний блоки.
преимущества
Основными преимуществами мини-сплит являются их небольшие размеры и гибкость при зонировании или обогреве и охлаждении отдельных помещений. Многие модели могут иметь до четырех внутренних блоков обработки воздуха (для четырех зон или помещений), подключенных к одному наружному блоку. Количество зависит от того, сколько тепла или охлаждения требуется для здания или каждой зоны. На это может повлиять то, насколько хорошо здание утеплено и воздухонепроницаемо). Каждая из зон имеет свой термостат, поэтому вам нужно только кондиционировать занимаемые помещения, что позволяет экономить электроэнергию и деньги.
Бесканальные мини-сплит-системы проще в установке, чем некоторые другие типы систем кондиционирования воздуха. Например, для соединения наружного и внутреннего блоков обычно требуется только трехдюймовое отверстие в стене для кабелепровода. Большинство производителей систем этого типа могут предоставить соединительные трубопроводы различной длины, и, при необходимости, вы можете разместить наружный блок на расстоянии до 50 футов от внутреннего испарителя. Это позволяет кондиционировать помещения на фасадной стороне дома, но располагать компрессор в более выгодном или незаметном месте снаружи здания.
Мини-сплиты не имеют воздуховодов, поэтому они позволяют избежать потерь энергии, связанных с воздуховодами центральных систем принудительной вентиляции. Потери в воздуховодах могут составлять более 30% потребления энергии для кондиционирования помещений, особенно если воздуховоды находятся в некондиционируемом помещении, таком как чердак.
По сравнению с другими дополнительными системами, мини-сплиты обеспечивают большую гибкость дизайна интерьера. Внутренние кондиционеры можно подвешивать к потолку, монтировать заподлицо в подвесной потолок или подвешивать на стене. Также доступны напольные модели. Большинство внутренних блоков имеют глубину около семи дюймов и имеют гладкие, высокотехнологичные кожухи. Многие также предлагают пульт дистанционного управления, облегчающий включение и выключение системы, когда она расположена высоко на стене или подвешена к потолку.
Недостатки бонуса без депозита
Стоимость установки мини-сплит может быть выше, чем у некоторых систем, хотя более низкие эксплуатационные расходы и скидки или другие финансовые стимулы, предлагаемые в некоторых регионах, могут помочь компенсировать первоначальные расходы.
Установщик должен правильно подобрать размер каждого внутреннего блока и определить наилучшее место для его установки. Негабаритные или неправильно расположенные воздухообрабатывающие устройства могут привести к короткому циклу, что приводит к трате энергии и не обеспечивает надлежащего контроля температуры или влажности. Слишком большая система дороже в покупке и эксплуатации.
Кому-то может не понравиться внешний вид внутренней части системы. Хотя эти устройства менее навязчивы, чем оконный кондиционер, они не имеют встроенного вида центральной системы. Рядом с наружным блоком также должно быть место для слива конденсата.
Подпишитесь, чтобы получать обновления от Energy Saver, включая новые блоги, обновленный контент и советы по сезонной экономии энергии для потребителей и домовладельцев.
