Plattenwärmetauscher als Verdampfer und Kondensator-3
Plattenwärmetauscher (PHEs) werden seit den 1980er Jahren in größeren Wärmepumpensystemen und Kühlsystemen installiert. Techniker, die sich mit diesen Systemen befassen, müssen einige spezifische Details ihrer Funktionsweise kennen.
Teil eins dieses Artikels befasste sich mit dem PHE-Design, der Montage und Wartung vor Ort, der Leckanzeige, dem Gefrierrisiko und dem Widerstand gegen Vibrationen, Druck und seismische Ereignisse. Diese Woche setzt der Artikel seine Diskussionen über den Plattenwärmetauscher als Verdampfer und Kondensator fort.
GEFRIERRISIKO
Der PHE kann nahe der Gefriergrenze ausgelegt werden. Es lohnt sich, die Bedeutung davon zu wiederholen:
· Kleinere Menge des zu zirkulierenden gekühlten Mediums;
· Niedrigere Salz- oder Glykolkonzentration; und
· Geringe Empfindlichkeit durch Kapazitätsregulierung gefordert.
Das PHE gefriert nicht vollständig und das Medium zirkuliert weiter. Das heisst:
· Schnelles Auftauen mit zirkulierender Flüssigkeit und Abschalten des Kompressors; und
· Kein Auftauen mit heißem Gas erforderlich.
Das gelötete PHE ist etwas steifer als das Doppelplatten-PHE und weist eine geringere innere Flexibilität auf. Es ist daher etwas empfindlicher gegen Beschädigungen durch wiederholtes Einfrieren als die Doppelplatte und weist eine etwas höhere Mindestoberfläche auf.
Die Anzeige des Einfrierens wird am einfachsten und schnellsten durch Bestimmung des Druckabfalls auf der Flüssigkeitsseite erhalten. Ein Anstieg des Druckabfalls tritt sofort mit dem Einsetzen des Gefrierens auf. In Systemen mit variierender Durchflussrate ist dieses Verfahren jedoch offensichtlich weniger geeignet. Ein Niederdruck-Pressostat mit einem angemessenen Spielraum und / oder einer Regelung über die minimale Flüssigkeitstemperatur vom Verdampfer ist erforderlich.
Die Gefriertendenz kann durch eine berechnete Mindestwandtemperatur minimiert werden, die etwas über dem Gefrierpunkt liegt. Die untergetauchte Verdampfung ermöglicht eine höhere Verdampfungstemperatur als die vollständige Überhitzung durch Verdampfung.
Ein reiner Gleich- oder Gegenstrombetrieb beeinflusst die minimale Wandtemperatur. Der Gefrierpunkt wird durch die Zusammensetzung des Wassers beeinflusst. Das Vorhandensein fester Partikel erhöht die Gefrierneigung im Vergleich zu reinem Wasser; Chemische Verunreinigungen verringern häufig den Gefrierpunkt.
INDIREKTE SYSTEME
Mit dem PHE als Solekühler und Kondensator können die Volumina des CFC / HCFH-Systems auf einem absoluten Minimum gehalten werden. Insbesondere die gelöteten Einheiten ermöglichen die Installation vollständig im Rahmen der Maschine, so dass kein Kältemittel außerhalb der Kühleinheit vorhanden sein muss.
Um die Pumpkosten für die viskose Sole zu reduzieren, kann die Strömung in der PHE niedrig gehalten werden, während die turbulente Strömung aufrechterhalten wird. Eine stabile Steuerung wird somit ohne Diskontinuitäten erreicht, die sich aus den Instabilitäten ergeben würden, die das unvermeidliche Ergebnis des Übergangs zu laminaren Strömungsregimen sind.
Die Möglichkeit kleiner Temperaturunterschiede ermöglicht eine vernünftige Reduzierung der Verdampfungstemperaturen im Vergleich zu DX-Systemen. Eine Rückkehr zur untergetauchten Verdampfung wird wieder von Interesse.
Indirekte Systeme können daher nicht nur Vorteile aus dem geringen Kältemittelvolumen ziehen, sondern auch aus der Möglichkeit einer stabilen Regelung und einer relativ hohen Verdampfungstemperatur. Dies kann auch verwendet werden, um niedrigere Solekonzentrationen zu verwenden, was sich wiederum positiv auf die Wärmeübertragungsraten und die Pumpkosten auswirkt.
