solidworks低温机组热回收壳管式换热器设计(2)
经过200多年的低效率的滥用，作为不可再生能源，传统化石能源正逐渐枯竭。根据国外等能源机构预计，全球化石能源枯竭是不可避免的，其峰值将在二十年代出出现，并在本世纪内将开采结束。我国煤炭探明储量将在81年内采光，石油将在15年内采光，天然气将在30年内用尽。而且，我国的能源结构极其不合理。在能源消耗中，煤炭比例过高，不合理的能源结构造成了我国能源的过度开采。
传统化石能源虽然在人类的发展史上有不可磨灭的地位，但是带来的问题也是令人头痛。从伦敦“雾都”的称号到如今国内各个地区雾霾现象，从全球温度的升高，到南极冰川的融化，海平面的升高以及厄尔尼诺现象，无不在昭示着当今我们正在面临着严峻的能源环境问题。
新能源技术的发展应运而生，新能源技术是传统能源的洁净利用与新兴能源的开发利用并行的技术，节能减排是关键。节能减排就是节约能源、减少污染物的排放量，减少能源的消耗。节能减排出自“十一五”规划，“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低百分之二十左右、主要的污染的排放量也要减少百分之十左右，这是建设资源节约型、环境友好型社会的必然要求。
1.2 课题研究的意义
冷凝热指的是在冷凝器与外界交换的热量，这部分热量一般是通过冷却塔直接排放到空气当中，其热量大约是制冷量的1.3倍[1]。冷凝热的直接排放会造成很大的的能源浪费，而且还会造成热污染。同时，冷凝热作为制冷附加的产物可以把它作为一种能源。例如夏季，使用空调时会产生大量的冷凝热，如果能够加以利用，绝对能节约大量的能源。本文根据普通的低温机组试验台提出低温状态下的设计结构图，进行冷凝热回收，考虑低温状态下的换热器问题，以及设计问题[2]。
1.3 国内外的发展状况
上世纪末我国开始进行冷凝热回收方面的研究，整体上分为两种情况：直接式和间接式。直接式就是利用从压缩机出来的高温高压蒸汽制冷剂直接与生活用水直接换热，对于生活用水加以利用。间接式就是利用冷凝器侧排放的高温气体，或者换热的热水与生活用水换热利用。
1.4 低温机组的热回收简介
热回收机组通过回收冷却水系统中的散热量，用来加热或者预热生产生活用水，不但可以回收向大气排放的大量的冷凝热，而且可以减少冷却塔运行费用，实现了节能环保。
普通的冷水机组工作原理：普通冷水机组利用压缩机中出来的高温高压蒸汽在冷凝器中液化放热，使得冷凝液降温，利用冷却塔中的冷却水带走这部分废弃的余热，这部分热量却没有利用，根据假设1000吨的冷水机组，损失的冷凝热最大为使得7吨的锅炉供热水[8-9]。
热回收机组的热效率远远高于锅炉机组，它不但同时提供大量的制冷量，还能提供热量。它适用于需要热负荷以及冷负荷的机组。通常将热回收机组和其他单制冷机组安排在一起。
2 低温机组试验台
以上介绍的是蒸发器端有冷负荷的低温机组，对于这样的低温机组在制冷的同时可以进行热回收作为清洁的热源，但是在实验室中，不需要很大的制冷量。如下图中所示最基本的低温机组是由压缩机、冷凝器、节流阀，蒸发器组成的，低温低压的蒸汽进去压缩机变成高温高压的气体，经过冷凝器进行相变液化放出大量的冷凝热，变成低温高压的液体，在经过节流阀变成低温低压的的液体，轨道蒸发器中变成低温低压的蒸汽，如此循环。
低温机组试验台如下图所示为了保持冷凝器冷却水的出水温度为35℃，进水温度为30℃，蒸发器的进水温度为12℃，出水温度为7℃，误差±0.3℃，采用的设计方案为从冷凝器中分出两个出口，蒸发器也有两个出液口，两种一部分进入水箱的进水口进行混合，冷凝器和蒸发器分流的另一部分冷却水再分别和水箱出水口混合，可以实现整个系统能量的回收利用。利用流量阀可以控制混合体积比[10-12]。