大型速冻设备高效蒸发器传热技术研究

张 玲 闫新春

（河南千年冷冻设备有限公司，河南 焦作 454150）

在速冻装置内，蒸发器被归类为必备的配件。平常运转中，它变更着蒸发流程、对应的沸腾流程，属于热交换器。液态情形下的制冷剂经由这类装置，被蒸发为蒸汽。蒸发器固有的特性是否最优，密切关系着平日之内的制冷成效。从现有状态看，关联的调研聚集于冷库温度、经由的制冷剂总量、翅片管必备的原材、设备结霜状态。

1 技术特性

在速冻装置之内，蒸发器常常替换了沸腾流程及蒸发流程。有着制冷特性的液体经由这种配件，被蒸发成蒸汽。蒸发器凸显的特性，关系制冷成效。在目前探究中，蒸发器构架、制冷环境要素，都关联着表现出来的传热成效。这类要素融汇了制冷流量、建造翅片的原材、设备结霜情形。在早期调研中，采纳数值探析辨识了快速态势下的热力影响，解析瞬时影响。经过调研发现：气流凸显了不均匀的倾向，影响着蒸发器。此外，翅片管路特有的布设方式，也紧密关系着蒸发器架构内的常规压降。对比国外设备，一体化框架下的这类装置，凸显了传热成效、规模及体积的差距［1］。

2 布设试验装置

2.1 选取必备装置

选出来的蒸发器，是正三角架构的、变化节距的常见蒸发器。在迎风方向，布设了18排特有的并列管径。前面8排拟定了偏大的节距，后侧10排设定的节距偏小，呈现正三角形。制冷必备体系，包含测验冷库。冷库固有的侧壁被测为150mm；采纳了聚氨酯制备成的铁皮来设定隔热层。蒸发特性的风机，拟定了每小时10 000 立方m 这一额定风量、2.3kW 特有的额定功率、压强测为380Pa。

在冷库框架中，布设了27 根特有的电加热管，平均长为3m。在竖直方向上，吊挂了9根预备好的加热管，距离顶侧1m。在装置的两侧，垂直添加了7 根，拟定了100mm这样的侧壁间隔。测温探头衔接着加热管。冷库搭配着的调压装置，变更着输入进来的加热功率，设定额定容量、额定电压输出［2］。

图1 蒸发器的变化节距

2.2 测温特性探头

巡回测定仪器，包含数字特性。着手布设之前，先要添加电偶特性的配套探头。然后采纳导线来衔接各类配件。启动配套仪器，辨识显示屏的数值即可明晰冷库中的温度变更和配件温度变更。

在冷库角落中，布设探头来测得温度；冷库外侧表层、内侧中心位置，也布设这样的探头。蒸发器串联着的送风口，也要布设4个；出口布设2个。回气管及液体供应的这种管路，布设2个探头。电能解析特有的仪器，测得电机功率和电热风机功率。

3 拟定测验流程

3.1 辨别功率损耗

在标定步骤中，启开加热电源，启用体系内的风机。提升冷库温度，直至合乎工况。这种情形下，均衡态势下的内外温差被调和为平均数值。选取库内角落，测得均衡数值。在冷库之外筛选表层架构的中心测点，测得均衡温度。在这种根基上，读取精准的加热功率、电机总体损耗、灯泡的总功率。给定温差之下，冷库表现出来的这类损耗，等于三者之和。

3.2 辨别制冷总量

蒸发器特有的总制冷量，含有测定原理。采纳热平衡流程来辨识这样的总量：速冻设备涵盖着的一切热源，功率总和等同耗费掉的制冷损耗。启用速冻体系，直至运转平稳。在这种态势下，速冻设备凸显出来的均衡温差，密切关系着这一时段的制冷损耗。蒸发器特有的总体制冷，整合了加热器必备的功率、电机风机功率及其他热源耗费。

4 试验结论

图2 圆形翅片的总结构

速冻设备除掉结霜时，对比整体翅片，圆形翅片的传热系数更大。传热管路越小，测得系数常会变得越大。对比相等节距，变更着的节距凸显了偏小的系数。采纳叉排架构下的速冻体系，提升传热系数；若翅片带有波纹，则对比扁平翅片，可获取更优良的传热状态。速冻蒸发设备，平日的工况常被拟定为零下。低温情形下，传热管路及衔接的翅片表层，就会覆盖结霜。凝霜干扰传热，缩减传热系数。

5 对比多样技术

5.1 运算各类系数

对于空气侧，要查验它的当量放热。运算步骤中，应当明晰肋片参数、圆形当量高度、体系架构中的肋效率。依照总表面积，算出这一放热系数。制冷剂侧特有的关联系数，运算时必备数值含有：管路内侧经由的热流密度、并联架构下的总肋管数、制冷剂平常流速。空气侧累积着偏厚的污垢，要辨识它的总厚度。算出外侧范畴的总体面积，可得传热系数。

5.2 筛选运算实例

大型速冻设备，固有架构常常设定为相等节距。拟定了10m 的初始节距。对于变化节距，前8 排拟定15m，后侧10排被设定了7.5m。对于小型设备，节距被分别变更为12m 及5.6m。对于连续态势下的正三角设备，还应考量空气侧范畴内的换热实效，增加换热效率。空气侧测得的精准系数，应乘以固有尺度。

5.3 多样设备对比

经对比可知：多样工况之下，圆形翅片对比惯用的整体结构，传热系数更大。若传热依托的管路被设定得偏小，系数反而变大。节距变更时，设备凸显出来的传热系数常常偏小，小于等距架构。采纳叉排设备，可以提升系数。带有波纹的速冻翅片，对比平行布设的常用翅片，更能提升系数。零度工况之下，速冻设备应能持续运转。经过这种低温，翅片固有表层、传热特性的配件表层，就会凝结成霜。霜冻干扰配件之间的导热，蒸发器固有的系数被缩减。调研实践表示：变化节距的管路，更能缓解霜冻，获取最优系数。

6 结语

试验数值表明：结霜状态下，带有波纹片的节距构架凸显了最适宜的传热特性。这类装置初始的容霜总量很大，传导成效也很优良。若蒸发器固有的管径很小，则制作难度偏大。然而，整体架构下的翅片式融汇了多重的优势。依托这类探究，测得传热系数。

［1］郑传祥.大型速冻设备蒸发器高效传热技术的试验研究［J］.低温工程，2006（1）：44-49.

［2］卓传敏.大型速冻设备不同结构蒸发器的传热性能比较［J］.农业工程学报，2006（8）：111-115.