热泵用螺纹管换热器实验平台的设计+CAD图纸(2)
2.3.4流量计安装----涡轮流量计 11
2.3.5辅助换热器接入方式 11
2.3.6温度计和压力表的关系 11
2.3.7水箱水位高度显示 12
3 参数及选型计算 14
3.1主机参数计算 14
3.2阻力计算 16
3.2.1流速计算 16
3.2.2阻力计算 17
3.3辅助换热器计算 19
3.3.1辅助换热器结构原理说明 19
3.3.2设计计算 19
4 试验台校准操作流程 21
4.1偏差影响因素分析 21
4.1.1水泵运行产生的热量 21
4.1.2散热损失 21
4.1.3流体阻力校准 21
4.2操作指导 21
4.2.1水泵干扰校准流程 21
4.2.2散热损失校准流程 22
4.2.3流体阻力校准 24
5 实验操作指导 26
5.1实验前准备 26
5.1.1电路检查 26
5.1.2仪表检查 26
5.1.3实验准备工作 26
5.2试验后结束操作 27
5.3实验操作指导 28
5.1.3测试换热器水流的阻力特性、氟利昂的流动阻力特性 28
5.1.3不同制冷剂在同种工况下的换热效果 33
5.1.3同种制冷剂不同流速下的换热效果和阻力特性 35
5.1.3水的不同流速对换热效果的影响 38
5.1.3不同换热器在各种工况下的换热能力的对比 40
结论 41
致谢 43
参考文献 44
1绪论
螺纹管起源于套管式换热器，原来用作同轴套管换热器的内套管，材质多为铜、铝等硬度低、延展性好的金属。由于此类螺纹管要求金属延伸率不小于38%，屈服不高于280MPa，而且加工速度慢，制造成本高，成品率不高，一般只用在高端的换热器上。近年来随着加工工艺的改变，钛、不锈钢等金属也可以轧制螺纹，且生产效率较之以前有十几倍的提高，可以实现大批量的批量生产，螺纹管开始在热泵市场上普及开来。
在热泵市场上有一类热泵机组被称为“冷水机”和“热水机”，主要用于海水养殖、家用热水器或者泳池，近年来随着海水养殖的专业化，各个企业开始抛弃原有的网箱养殖的方式，开始在内陆建立养殖基地，将海水送往内陆养殖场内。由于自然状态下，不同深度的海水温度不同，内陆养殖场需要根据鱼类品种的不同将水温保持在一定范围内，这就需要使用热泵机组对海水进行冷却或加热；除此之外，现在比较流行的空气能热水器，地源热泵空调系统等需要对自来水进行加热；泳池为了保持舒适，通常需要将水温控制在22摄氏度左右，以前泳池水通常是使用热水锅炉加热，近几年PM2.5闹得太凶，上海对锅炉的限制越来越严格，现在泳池大多采用热泵作为加热热源。上述场合，无论是海水、自来水、还是泳池水，其中都含有大量的金属离子和氯离子（自来水因为有氯气消毒的环节，也参入不少氯离子和次氯酸根离子），它们对传统材料，比如：铜、不锈钢、铝等金属具有非常强的腐蚀性，该场合下通常使用“钛”作为换热器的材料。传统热泵市场上的钛换热器是将一定长度的钛管盘成螺旋形，然后分装在塑料壳体内作为换热器，俗称“钛炮”。市场上GR1的钛料需要14万一吨，而制造换热器用的钛管则需要18.7万一吨，价格非常昂贵，而钛盘管则占了材料成本的大部分。因此“钛炮”的制造厂商都在想尽办法提高换热器的换热性能，以此来缩减制造成本，提高企业的市场竞争力。其中一个举措就是将原来的钛光管通过轧机轧制成具有螺纹的螺旋管，再将螺纹管盘制成盘管，以此来提高换热性能。