技术帮助 - 气体冷却器搜索器
程序说明
本帮助部分旨在为您提供适用于每种冷却器设计的气体参数、热交换器和气体冷却器的一 般技术帮助和选择标准。例如，如果设计程序确定热交换器超载，也会提供相关信息。
您可以使用该程序计算出适合您应用的冷却器。为此，您可以在字段中输入设计所需的数据。结果表中显示的冷却器原则上都能满足要求。不过，并非所有计算出的冷却器或热交换器都是合理的（参见第 3.3 章中的解释）。
关于输入的另一个注意事项：您只能输入一条气路的参数。如果有多条气路，请输入气体能量最高的气流参数。
1. 气体参数
以下参数基于类空气气体，这是实际应用中的充分假设。
a) （最高）气体入口温度：
这是待冷却气体混合物进入热交换器时的温度。混合气体温度越高，所需的冷却能量就越大。根据热交换器材料的不同，有一个温度上限（通常钢：180°C；杜兰玻璃和 PVDF：140°C）。
b) 最大入口露点/含水量：
- 最大入口露点：
这决定了待冷却混合气体的含水量。如果气体温度低于露点温度，水就会开始凝结（因此，入口露点绝不能高于气体入口温度！）。根据经验，入口露点温度每升高 10°C，所需的冷却能力就会增加一倍。因此，相应的设计方法非常重要。可能的最大露点受到相应热交换器规格的限制。输入露点的下限为 6°C，因为在较低的输入露点下，水不会再凝结。 - 水分含量：
含水量的另一种规格也可以用含水量（体积百分比）来表示。这样就无需考虑露点与压力的关系。
气体的含水量是冷却器设计的一个重要参数。含水量越高，所需的冷却能力就越大。可能的最大含水量由气体入口温度决定。在这种情况下，最大气体入口露点与气体入口温度相对应。
c) 出口露点：
出口露点是指必须将样气冷却到的温度，以便气体中的水分能够凝结出来。该温度可根据样气的露点在冷却器上单独设置。在输入露点恒定的情况下，如果输出露点高于 5°C 的标准值，则意味着气体输出较低，冷却器必须对其进行冷却。类似的逻辑也适用于 Delta-T 控制功能。珀尔帖冷却器章节对此有更详细的解释。
d) 气体压力 p
气体压力会影响混合气体的密度，因此经验法则大致是：压力增加一倍 = 能量增加一倍（相同体积）。在 0.5 ... 3 巴的范围内，可以足够精确地抽取与压力有关的入口露点。杜兰玻璃或 PVDF 制成的热交换器的最大压力有限。
e) 每条气路的体积流量 Q：
单位为 l/h（冷却后，即冷却器气体出口处）。体积流量与气体能量之间存在线性关系。如果要以 Nl/h 为单位输入，则将压力值设为 1 巴。
f) 相对湿度：
气体的相对湿度通常不是设计的起始值。它表示在气体温度下达到最大可能含水量的百分比。这间接表明饱和气体的过热情况（气体温度 = 露点）。
2. 热交换器
热交换器对冷却系统的性能有相当大的影响。基本的物理影响因素不容易解释，因此我们将仅限于要点。我们总是假定气体已经冷却，因此露点降低到约 5°C，这与冷却器的出厂设置相符。冷却器和计算程序的可能设置范围为露点 +2°C 至 +20°C。
2.1 材料选择
可提供不锈钢、杜兰玻璃和 PVDF 制成的热交换器。从钢到玻璃再到 PVDF，热传导率都会降低。因此，从冷却角度来看，钢制热交换器始终是首选。但是，您的应用中也可能含有腐蚀性气体，因此钢制热交换器就不适用了：在这种情况下，我们推荐使用玻璃热交换器。与玻璃相比，PVDF 热交换器具有更高的机械稳定性，因此尤其适用。
我们提供的热交换器可在相应冷却器的数据表中找到；也可根据要求提供其他类型的热交换器。
2.2 换热器的性能/设计信息
热交换器的效果取决于设计、材料和上述复杂的气体参数。布勒热交换器的设计原理可确保在气体参数及其波动的较大变化范围内保持较高的露点稳定性。
一般来说，气体的相对湿度或含水量越低，热交换器的效率就越低。这意味着效率会随着入口露点与气体入口温度之间距离的增加而降低。因此，当露点升高时，效率也会升高。从下图中可以看出，输出露点/输出温度与冷却能量之间存在定性关系。这也与体积流量有关。
因此可以看出，对于入口露点为 30°C 的气体（见图中棕色曲线），热交换器的最大冷却能力低于入口露点为 65°C 的气体（见图中蓝色曲线）。玻璃和 PVDF 制热交换器的冷却能力低于不锈钢（见图中汽油色或洋红色曲线）。
热交换器的最大冷却能力可通过气体入口温度、气体入口露点和气体压力这三个参数来确定。其结果是干燥气体的最大流速
从下图曲线的切线可以看出，热交换器的运行越接近输出极限，气体参数波动的影响就越大。因此，我们建议热交换器的负载量仅为其最大容量的 60% 至 80%，以确保输出露点的高度稳定性。利用率值可在计算程序的表格中找到。
还需简要讨论热交换器的极限容量。对于规定的气体入口温度、气体入口露点和气体压力值，可确定出口露点最多比标准值高 2 K 的体积流量。定义值是根据通常的应用确定的，如下所示：
珀尔帖制冷器 TC 标准
Te = 70°C 和 τe = 40°C，p = 1 巴
压缩机冷却器 EGK
Te = 90°C，τe = 65°C，p = 1 巴
通过指定这三个参数，就可以确定最大流速，这在热交换器的数据表中有所规定。从上述有关热交换器性能的说明中可以看出，输入温度、输入露点和压力等参数的其他规格的最大流速值是不同的。
在使用程序时无需考虑这些因素，因为程序已将其考虑在内。
2.3 双热交换器
布勒双热交换器与 TC-MIDI、EGK 1SD、EGK 1/2 或 EGK 2A Ex 型冷却器配合使用时，只需一个热交换器即可冷却两条气路。例如，如果所需的冷却能力足够，您可以使用带有双热交换器的 EGK 1/2 或 TC-MIDI，而不是两台 TC-Standard 设备（节省采购和安装成本）。
双热交换器的气路在设计上是完全分开的。
双热交换器中两条气路之间的温度交换较低。在热交换器的整个（！）输出范围内，一条气路的气体能量变化只会导致另一条气路的输出露点发生最大 0.5 K 的变化。
由于输出通常在气路中平均分布，交叉影响保持在 0.2 K 以下，因此在输出露点为 5 °C 时可以忽略不计。
2.4 2 型热交换器
2 型热交换器专为排放测量应用而开发。在冲洗优化冷却器系列（型号名称中用 "+"表示）中，这些热交换器是串联连接的。与标准热交换器相比，这种配置可确保大大降低水溶性成分的冲刷。
2.5 如果热交换器超负荷，该怎么办？
一个简单的解决方案是并联两个或多个热交换器。该方案仅适用于标准热交换器，不适用于上述 2 型热交换器。 将两个标准热交换器串联起来并不能实现露点稳定的解决方案，因为第一个热交换器必须承担大部分冷却工作。第二个热交换器只能在输入露点较低时工作，如上所述，这会导致效率降低和露点波动增大。当标准热交换器并联时，所需的冷却能力或多或少会在两个热交换器之间平均分配，它们工作时的利用率较低，因此露点稳定性较高。
3. 气体冷却器
布勒技术有限公司提供两个产品系列的气体冷却器。它们是 TC 系列中的珀尔帖冷却器和 EGK 系列中的压缩机冷却器。这两个产品系列的冷却原理相同，即可用冷却能力随环境温度的升高而降低。
因此，冷却器安装地点的最高环境温度是其设计的重要边界参数。冷却器吸入的环境空气温度对冷却器计算程序中所需的环境温度起着决定性作用。
以安装在分析仪机柜中的冷却器为例。在这种情况下，起决定作用的是机柜内的温度，而不是机柜外的温度。
因此，还请参见第 3.4 章安装说明。
冷却器的容量等级由其额定容量决定。额定容量应定义为特定环境温度下的冷却能力。额定输出值可在冷却器各自的数据表中找到。
结果表包含 "最大冷却能力 "和 "最小冲刷 "两个标签，根据输入的参数对相应的冷却器进行分析。对于性能优化的冷却器来说，可能的冲刷效应处于次要地位，而对于冲刷效应最小的冷却器来说，重点是满足 DIN EN 15267-3 的要求。为了进行最小冲刷设计，参数 "热交换器材料 "必须设置为 "PVDF "或 "玻璃"，"气路数量 "必须设置为 "1"，"热交换器数量 "必须设置为 "2"。
3.1 珀尔帖气体冷却器
这种冷却器结构非常紧凑，设计用于一条气路，或在特殊设计中用于两条气路。热交换器的材质有不锈钢、杜兰玻璃和 PVDF。根据冷却原理，它们适用于中等容量和环境温度。不过，它们的价格低于压缩机冷却器。主要应用于气体流量不超过 150 Nl/h、气体温度不超过 70 °C、入口露点不超过 40 °C的情况。
珀尔帖气体冷却器有一个特殊的控制系统来提高性能，即所谓的 Delta-T 控制。并非所有应用都需要 5 °C 的输出露点。对于某些应用，较高的露点也足够了。对于其他应用，稳定的输出露点并不重要；只要气体是干燥的，即输出露点与环境温度有足够的温差就足够了。
通过 Delta-T 控制，输出露点可在低于当前环境温度的范围内进行调节。这就将可能的冷却能力扩大到了热交换器的极限。需要注意的是，输出露点会随着环境温度的变化而波动，因此在测量时不能假定露点是稳定的。下图说明了这些关系。上图显示了所提供的冷却能力的差异，它是热交换器温度和露点的函数。
3.2 压缩机冷却器
EGK 系列压缩机冷却器的性能等级高于珀尔帖冷却器，也适用于高达 50°C 的较高环境温度。EGK 冷却器系列有钢、杜兰玻璃和 PVDF 材质的单热交换器和双热交换器（一个热交换器中包含两条气路）可供选择（有关选择，请参见 "热交换器 "章节）。
3.3 结果表说明？
一般情况下，冷却器在最大参数下 100% 使用时工作正常（参见计算程序中的使用率表）。但请注意，系统中可能会出现峰值，尤其是环境温度。因此，应为温度峰值和可能的脏污预留约 20% 的安全余量（参见 "3.4 安装说明" 一章）。
3.4 安装说明
如上所述，可用冷却能力取决于吸入空气的温度。因此，在安装时必须确保提供尽可能低温的空气。必须确保足够的通风，尤其是在封闭的机柜中安装时。必须避免从冷却器出风口到进风口之间的空气循环。这也意味着进气口和出气口必须畅通无阻。因此，障碍物应距离进气口和出气口至少 10 厘米，最好更远。
在运行过程中，冷却器的气路中会积聚灰尘，尤其是在灰尘较多的环境中。这会降低冷却能力。因此，我们建议在安装冷却器时，定期使用压缩空气或手刷清洁空气冷却表面的散热片。
3.5 如果冷却器在使用过程中超负荷，该怎么办？
1) 降低环境温度（例如通过分析仪机柜的强制通风）。
2) 降低所需的冷却能力：
a) 减少流量
b) 使用预冷（必要时向我们咨询）
c) 使用 Delta-T 控制（仅适用于珀尔帖气体冷却器）
d) 提高输出露点（仅对珀尔帖气体冷却器有效）
e) 通过调节气体入口温度、气体入口露点或气体压力参数
(参见第 2.2 章 换热器的性能/设计信息）
4. 附件
根据调节系统的运行模式，我们提供用于输送样气的样气泵或湿度传感器，以及用于进一步调节样气的过程安全过滤器。对于冷凝水排放，我们提供冷凝水自动排放装置或蠕动泵。这些附件可以安装在某些冷却器上。
请参阅产品目录或网站上的单个冷却器数据表和附件数据表中的信息。