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xk对非标准工况下风机盘管制冷能力计算的研讨zx

2017-11-14 7页 doc 25KB 17阅读

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xk对非标准工况下风机盘管制冷能力计算的研讨zxxk对非标准工况下风机盘管制冷能力计算的研讨zx 对非标准工况下风机盘管 制冷能力计算的研讨 摘要: 空调工程广泛 应用 的风机盘管的制冷能力都是在标准工况下给出的~当室内的设计参数发生变化时~风机盘管制冷能力的 计算 是工程上一个现实 问题 。本文试图避免表冷器传统的繁琐计算~应用厂方给出风机盘管的已知数据~并在工程精度要求的范围内作一定的假设~提出对风机盘管在非标准工况下计算制冷能力的一种 方法 。 关键词: 标准工况 非标准工况 等价干工况 一( 标准工况 现时的生产厂表明风机盘管的制冷能力都是在下列工况下给出的:...
xk对非标准工况下风机盘管制冷能力计算的研讨zx
xk对非工况下风机盘管制冷能力计算的研讨zx 对非标准工况下风机盘管 制冷能力计算的研讨 摘要: 空调工程广泛 应用 的风机盘管的制冷能力都是在标准工况下给出的~当室内的设计参数发生变化时~风机盘管制冷能力的 计算 是工程上一个现实 问题 。本文试图避免冷器传统的繁琐计算~应用厂方给出风机盘管的已知数据~并在工程精度要求的范围内作一定的假设~提出对风机盘管在非标准工况下计算制冷能力的一种 方法 。 关键词: 标准工况 非标准工况 等价干工况 一( 标准工况 现时的生产厂表明风机盘管的制冷能力都是在下列工况下给出的:供水温度 7?,回水温度 12?处理空气的初状态:干球温度 27?,湿球温度 19.5?上述工况被认定为各生产厂提供风机盘管制冷能力的统一数据~称为标准工况~同时生产厂的样本中还提供了风机盘管的排数、迎风面积、使用压力等构造特性。当空调房间要求的室内参数变化时~即风机盘管入口的空气状态发生变化~此时风机盘管的制冷能力为多少,如图1所示~a点为标准工况~经风机盘管处理后到达b点。若L为风机盘管的送风量~则风机盘管的制冷能力应为Q=1.2L(i a -i b )~一般来说。这 1 个数据是从生产厂试验台上得到的。现在的问题是~若处理的空气初状态变为1点~如何计算风机盘管的制冷能力, 目前 生产厂提供的产品样本确实载有几种不同空气初状态下的制冷能力~这些数据都是在一定的假设条件下采用表冷器传统繁琐的 理论 公式换算得到~或者各生产厂彼此 参考 借用得到~即使如此~也只限在一定范围。例如当前超高标准的实际工程中要求室内的干球温度为23?甚至22?,相对湿度φ=60%,时~就无法从样本上查到了。因此~设计工程师需要找出一种简便的方法来计算风机盘管在处理不同空气状态下的制冷能力。二( 一个假设 本文试图根据生产厂提供标准工况的已知资料计算非标准工况下风机盘管的制冷能力~遇到的一个关键问题是确定c点,见图1,的温度t c 。《空气调节设计手册》将t c 定义为表冷器外表面平均温度,而t c 在《空气调节》教材中定义为表冷器在理想条件下工作时空气终状态的温度。c点位于i-d图的饱和曲线上~根据两个定义的一致性~从宏观上可以看成表冷器是由温度为t c 饱和状态的空气包围着~由混合空气的理论知被处理的a状态空气~在通过表冷器后的状态b点必然落在ac的连线上~b点靠近c点的程度是由表冷器的换热能力和排数决定的~并由此可计算出处理空气状态变化的接触系数ε 2 。t c 与表冷器的进水温度t w1 和回水温度t w2 有关~若忽略铜管的热阻~迎风面肋基的温度t g =t w2 ~而后排的t g =t w1 ,逆 2 交义流,~用t d 表示肋端温度~根据传热学基础~近似地采 用厚度相同的直肋~则其t g 与t d 有以下关系:°C式中:α w ?肋端的吸热系数~W/m 2 ·°C~对 于风机盘管的迎面风速一般在V y =1.5m/s左右~可以查出 α w =17.4 W/m 2 ·°Cλ—肋片的导热系数~ W/m·°C~铝的λ=203.5 W/m·°Cδ—肋 片厚度~m~目前广泛应用的肋片厚度为δ=0.14×10 -3 ml—肋片的平均高度~m~一般采用l=20×10 -3 ~25×10 -3 m风机盘管的表冷器为三排~采用数字平均 法~根据t g 和t d 先求出肋片的平均温度~然后再求前、 后排的平均温度即可近似地求出t c ~并整理成以下计算式: 令 -,1,则 -,2,对于标准工况(t w1 =7°C,t w2 =12°C)采用上述数据计算结果如下:当取 l=20×10 -3 m时~ch(34.95x0.02)=1.255? t=1.21°Ct c =10.71°C当取l=25×10 -3 m时~ch(34.95×0.025)=1.408? t=1.94°Ct c =11.44°C。笔者到生产厂向技术人员了解实验台实测的 数据~t c 大致在10.5~11.5°C之间。从式,1,可知~ ?t与冷水的初、终温和肋高l有关~为了简化计算~本文将 ?t假定为常数并取1.5°C~从此后的大量计算中可以 看出这个假定与实测数据的最大误差不超过2%。同时~根据 这个假定对各生产厂和各种型号的风机盘管计算的接触系数 3 ε 2 约在0.65~0.75之间~对于表冷器三排的风机盘管~这些数据是处于合理的范围之内。三( 等价干工况 如图2所示~若标准工况t a 、i a 状态的参数沿ac线处理到t b 、i b ~经c点作等湿线cd~延长i a 和i b 与cd线交于A、B~则干工况A、B、c为a、b、c减湿冷却过程中的等价干工况~其特点是:从传热能力上看湿工况的传热系数为:W/m 2 ·°C -,3,当转变成等价干工况时~析湿系数ζ=1~其传热系数为:W/m 2 ·°C -,4,式中:A、B、m、p、n—由实验得出的系数~为常数V y —迎面风速~m/s~对于结构特性和风量一定的风机盘管为不变值w—在盘管内的水流速~m/s由式,4,可知~对于一定型号的风机盘管~只要供水量W,kg/h,不变~其K g 为一常数~亦即K g ·F不变~F为已知型号风机盘管表冷器的传热面积。因而把用标准工况的已知数据~转变成等价干工况后求出的K g ·F~可用在任何非标准工况的等价干工况的计算中~这就避免了为求K s 的繁琐过程。四( 计算 步骤 [例题] 某生产厂样本中400型风机盘管的标准工况数据如下:风量L o =810m 3 /h~水量W o =12l/min~在t a =27°C~t sa =19.5°C~t w1 =7°C时的制冷能力Q a =4500W,求非标准工况下t 1 =24°C~t s1 =17°C时的制冷能力,见图3,。[解] 1.计算标准工况转变为等价干工况的K g ·F值:i a =2.9×19.5=56.55 kJ/kgi b =i a 4 –4500x3.6/(810x1.2)=39.88 kJ/kg t w2 =t w1 +4500x3.6/(12x60x4.19)=12.37°C°Cd c =6.21+0.485,11.19-7,=8.24g/kg (*) °C°C°CKg·F=Q a /?t m =4500/17.13=262.70 W/°C2.计算非标准工况的制冷能 力Qi 1 =2.9×17=49.30 kJ/kg第一次假设:t w2 =t w1 +3=7+3=10 °C°Cd 3 =6.21+0.485,10-7,=7.66 g/kg°Cq t =w o x60 x,t w2 -t w1 , x1.163=12x60x(10-7)x1.163=2512.08 W°C°Cq k =Kg·F·?t=262.70x16.45=4321.42 W第二次假 设:t w2 =t w1 +6=7+6=13 °C°Cd 3 =6.21+0.485,11.5-7,=8.39 g/kg°Cq t =w o x60x,t w2 -t w1 , x1.163=12x60x(13-7)x1.163=5024.16 W°C°Cq k =Kg·F·?t=262.70x8.28=2175.16 W由于q t 、q k 都是线性方程~在坐标纸上,见图4,连接qt ~ qt和qk ~ qk的交点即为所求答案~tw2=11.2°C~qt = qk=3480W。 以上计算?t采用的平均温差~若?t采用对数温差?tm~在 计算机上算出的结果为qt ? qk=3473.08W。运用计算机可以 连续地计算出多个不同型号的风机盘管在非标准状态下制冷 能力的数据~供设计者选用甚是方便。计算程序的框图如下: 现根据某生产厂样本中所载入的数据与以上介绍的计算 方 法 在计算机中计算出的制冷量数据对照列入表一~由表中可 5 见~其最大误差不超过2%。至于非标准工况下风机盘管制热 能力的计算~由于换热在干工况下进行~无需转化~利用上 述方法更加简便~勿须赘述。*注:计算式通过平均斜率法整 理而得表一,W, 型号 风量 水量 数据来源 DB22? DB23? DB24? DB25? DB26? DB27? DB28? CMH LPM WB16? WB16.5? WB17? WB18? WB19? WB19.5? WB21? 300 610 6 样本数据 - - 2190 2440 2700 2840 3240 程序结果 1937.28 2067.1 2193.09 2448.68 2704.05 2833.53 3217.88 8 样 本数据 - - 2470 2760 3060 3210 3680 程序结 果 2185.81 2334.72 2478.4 2765.58 3057.72 3201.12 3636.16 10 样本数据 - - 2660 2980 3300 3470 3990 程序结果 2361.54 2520.01 2678.44 2988.5 3304.98 3456.51 3924.04 12 样 本数据 - - 2830 3170 3510 3690 4250 程序结 果 2513.55 2677.92 2842.23 3178.98 3507.24 3679.57 4171.42 400 810 8 样本数据 - - 2920 3260 3600 3780 4320 程序结果 2579.39 2746.88 2919.32 3258.96 3603.34 3770.38 4281.13 12 样 本数据 - - 3460 3870 4290 4500 5170 程序结 果 3065.63 3269.39 3473.08 3880.24 4279.06 4482.38 5091.89 16 样本数据 - - 3790 4240 6 4710 4940 5680 程序结果 3367.13 3588.02 3808.84 4250.27 4702.65 4923.12 5584.1 20 样 本数据 - - 4030 4520 5020 5270 6070 程序结 果 3589.46 3825.91 4062.28 4534.83 5007.12 5243.16 5965.69 600 1080 10 样本数据 - - 3820 4260 4710 4940 5650 程序结果 3371.3 3592.77 3814.14 4262.97 4705 4932.26 5600.63 15 样本数据 - - 4480 5000 5550 5820 6680 程序结果 3962.84 4224.76 4486.59 5019.75 5542.71 5804.04 6587.45 20 样本数据 - - 4910 5490 6100 6410 7360 程序结果 4362.51 4659.63 4934.04 5523.2 6102.99 6385.94 7247.83 25 样 本数据 - - 5170 5790 6440 6760 7790 程序结 果 4601.34 4912.53 5206.36 5811.04 6432.67 6726.07 7640.34 800 1410 15 样本数据 - - 5110 5710 6320 6630 7590 程序结果 4526.14 4820.15 5123.04 5719.46 6315.39 6617.68 7514.82 20 样本数据 - - 5690 6360 7050 7400 8490 程序结果 5045.65 5376.87 5707.98 6382.01 7043.41 7373.93 8376.98 25 样本数据 - - 6130 6860 7610 8000 9190 程序结果 5455.63 5809.62 6163.48 6886.61 7609.3 7978.34 9053.33 30 样 7 本数据 - - 6410 7180 7970 8380 9640 程序结 果 5701.66 6078.6 6455.43 7208.79 7961.73 8357.12 9485.45 1000 1810 20 样本数据 - - 6800 7590 8410 8830 10110 程序结果 6020.37 6423.65 6814.23 7619.99 8412.55 8814.86 10008.26 25 样本数据 - - 7390 8260 9160 9620 11040 程序结果 6549.37 6995.02 7424.6 8299.19 9157.22 9585.99 10887.29 30 样本数据 - - 7780 8700 9650 10140 11650 程序结果 6906.58 7358.64 7829.62 8732.99 9654.84 10106 11477.66 35 样本数据 - - 8080 9050 10040 10550 12140 程序结果 7191.34 7653.07 8136.98 9082.04 10026.54 10509.76 11936.21 1200 2150 25 样本数据 - - 8350 9330 10340 10850 12440 程序结果 7390.3 7894.38 8382.11 9356.96 10331 10817.71 12292.84 30 样本数据 - - 8830 9870 10950 11500 13200 程序结果 7839.7 8351.52 8882.38 9905.08 10946.24 11456.92 13026.3 35 样本数据 - - 9210 10300 11430 12010 13810 程序结果 8180.72 8732.61 9266.32 10351.19 11435.34 11977.15 13601.49 40 样本数据 - - 9520 10650 11830 12430 14300 程序结果 8475.28 8 9035.08 9594.71 10713.46 11831.54 12390.32 14065.64 DB-干球温度 WB-湿球温度 参考 文献 1. 清华大学.空气调节.北京: 中国 建筑 工业 出版社~19812. F·C麦奎斯顿.采暖通风与空气调节. 北京:中国建筑工业出版社~19813. M·A米海耶夫.传热学基础. 北京:高等 教育 出版社~19544. 陆耀庆.实用供热空调设计手册. 北京:中国建筑工业出版社~1994 9
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