表5 设计结果汇总表
热负荷 水流量 R134a流量 总的传热系数 总的换热面积 换热器长度 冷却水的流动损失 R134a的流动损失 光管 9000 0.043 0.167 804.59 0.5972 16.76 41.187 47.488 单螺旋槽管 9000 0.043 0.167 984.05 0.4748 13.18 90.611 47.521 W W kg/s kg/s W/(㎡·K) ㎡ m kPa kPa M1 M2 K A L ?P1 ?P2 可以看出，单螺旋槽的套管式换热器的结果与光管套管式换热器的相比，换热面积有较大的减少，原因是它所使用的双面强化管起到了强化换热的效果，这使得单螺旋槽的换热器占空间较小，有利于其在列车空调机组这一狭小空间的使用；但水侧阻力有所增大。在相同的负荷，允许的压降下，使用单螺旋槽套管式换热器可以减小换热面积，以降低成本，减少换热器的占用空间。
四、给水预热系统效益分析
本文所设计的系统结构简便，安装操作方面，在节能减排方面效果可观，可进行大力推广。表6为给水预热系统经济性分析表。
表6 给水预热系统经济性分析表 未采用本装置 采用本装置 40L/h 20℃-100℃ 4.0kw 4.0kw 80L/h 20℃-70℃ 5.0kw 31 kw 饮用水量 给水预热温度 热水加热温度 所耗电量 盥洗间用水量 目标温度 所耗电量 空调机组向环境排热量 7×16=112kw.h 112×1.0=112.0元 112.0×90=10080元 10080×16=161280元 1000元,10年 161280-1000÷10=161180元 29260KJ 29260×40%=11704KJ 7×16×3600×16÷11704=551.2kg 551.2kg×90=49608kg≈50t 29260KJ×49608kg=1.45×10KJ 7饮用水量 目标温度 电加热器功率 所耗电量 盥洗间用水量 目标温度 所耗电量 空调机组向环境排热量 40L/h 20℃-70℃ 70℃-100℃ 1.5kw 80L/h 20℃-70℃ 0 24kw 一天一趟列车少排放热量(按16节车厢、16小时) (31-24)×16×3600×16=6451200 KJ 一天一节列车节约用电量（按16小时） 一天一节列车节省电费（按1.0元/度） 一个夏季一节列车节省电费（按3个月） 一个夏季一趟列车节省电费（按16节车厢） 一套换热器、水泵及阀门等初投资,使用寿命 一个夏季一趟列车净节省电费 1kg标煤放出的热量约为 该热量转换成电能约为（发电效率取40%） 一趟列车一天内节约标煤 一趟列车一个夏季节约标煤 一趟列车一个夏季少排放标煤燃烧放热量
表中数据说明，利用空调余热列车给水预热系统，使一节车厢向大气环境少排放约7kw的热
7
量，一个夏季节约标煤50t，向环境少排放的热量约1.45×10KJ，节能减排效果明显。本列车给水预热系统是在原热水系统和空调系统管路均改变不大的情况下改造而成的，初投资少，操作维修方便。对于列车上需要加热的装置如列车餐厅或车厢内其他采用电加热的热水系统，在夏季均可使用此装置。
参考文献
[1] 强化传热及其工程应用，林宗虎，机械工业出版社，1987. [2] 热交换器原理与设计，史美中，王中铮，东南大学出版社，1995 [3] 动车组设备，刘志明，中国铁道出版社，2010
[4] 制冷与空调，严雷, 汪伟华，套管式冷凝器优化设计， 2006.6(4) 96-98
[5] 工程热物理学报，余敏，郭莹等，螺旋升角对凝结换热特性影响的研究，2007.28(3)499-501 [6] 化工学报，吴慧英 凝结换热器采用螺旋槽管的强化传热研究， 1997.48(5)，626-630