冷凝器與蒸發(fā)器

1、第九章冷凝器與蒸發(fā)器第一節(jié)冷凝器的傳熱分析冷凝器的位置：制冷循環(huán)中，冷凝器在制冷壓縮機后（高溫高壓制冷劑蒸氣從壓縮機出來后進入冷凝器）冷凝器的作用：使用不同的冷卻介質(zhì)，將制冷壓縮機出口的高溫高壓制冷劑氣體等壓冷卻成制冷劑液體。 一、影響制冷劑側(cè)蒸氣凝結(jié)放熱的因素.制冷劑蒸氣的流速和流向當蒸氣與凝結(jié)的液膜做同向運動時， 氣流能促使冷凝液膜減薄和較快地與冷卻壁面脫 開，使放熱系數(shù)增大。而當氣流與液膜層流向相反時，放熱系數(shù)的大小取決于制冷劑蒸氣的流速。考慮到制冷劑蒸氣的流速和流向?qū)鳠岬挠绊?，立式殼管式冷凝器的蒸氣進口一般總是設在冷凝器高度2/3處的筒體側(cè)面，以便不使冷凝液膜太厚而影響傳熱。.傳熱壁

2、面粗糙度的影響壁面光滑、清潔，液膜流動阻力小，凝結(jié)的液體能較快流出，使液膜層減薄，放熱系數(shù) 相應增大。如果壁面粗糙，液膜的流動阻力增大，使液膜層增厚，放熱系數(shù)也就降低，嚴重 時放熱系數(shù)下降20%- 30%冷凝管表面應保持光滑和清潔，以保證有較大的凝結(jié)傳熱系數(shù)。 3.制冷劑蒸氣中含油時對凝結(jié)放熱的影響制冷劑蒸氣中混有大量潤滑油時，油將沉積在冷卻壁面上形成導熱系數(shù)很低的油膜，形成附加熱阻，使制冷劑側(cè)的傳熱系數(shù)降低。因而，油在制冷劑中的溶解量不得超過規(guī)定范 圍，否則，會使傳熱系數(shù)降低。以減少制冷劑蒸氣中的含油量，從這些氣體隨制冷劑蒸氣進入冷凝 不及時排除會使制冷劑放熱系數(shù)大在冷凝器的設計和運行中，應

3、設置高效的油分離器, 而降低其對凝結(jié)放熱的不良影響.制冷劑蒸氣中含有空氣或其他不凝性氣體的影響制冷系統(tǒng)中存在空氣或其它不凝性氣體是難以避免的。器，附著在凝結(jié)液膜附近， 使制冷劑蒸氣的分壓力減低， 大下降、影響制冷劑蒸氣的凝結(jié)放熱。.冷凝器結(jié)構(gòu)形式的影響 無論何種結(jié)構(gòu)的冷凝器，都應設法使冷凝液體迅速地從冷卻壁面離開。二、影響冷卻介質(zhì)側(cè)放熱的因素通常采用水或空氣，由于水的熱容量大于空氣的熱容量，因此用水作冷卻介質(zhì)的冷凝器的傳熱性能要優(yōu)于用空氣作冷卻介質(zhì)的冷凝器。另外，用水作冷卻介質(zhì)時，制冷系統(tǒng)的冷凝壓力 明顯低于用空氣作冷卻介質(zhì)的，這有利于制冷系統(tǒng)的安全工作。第二節(jié)冷凝器的種類、結(jié)構(gòu)、工作原理（一

4、）冷凝器的分類一、水冷式冷凝器水冷式冷凝器是以水作為冷卻介質(zhì)，靠水的溫升帶走冷凝熱量。冷卻水一般循環(huán)使用， 但系統(tǒng)中需設有冷卻塔或涼水池。水冷式冷凝器按其結(jié)構(gòu)形式又可分為殼管式冷凝器和套管 式冷凝器兩種，常見的是殼管式冷凝器。1、立式殼管式冷凝器立式冷凝器的主要特點是：1）由于冷卻流量大流速高，故傳熱系數(shù)較高，2）垂直安裝占地面積小，且可以安裝在室外。3）冷卻水直通流動且流速大，故對水質(zhì)要求不高，一般水源都可以作為冷卻水。4）管內(nèi)水垢易清除，且不必停止制冷系統(tǒng)工作。5）但因立式冷凝器中的冷卻水溫升一般只有24C,對數(shù)平均溫差一般在 56c左右，故耗水量較大。且由于設備置于空氣中，管子易被腐蝕，

5、泄漏時比易被發(fā)現(xiàn)。6）高溫高壓的氨氣從冷凝器上部管接頭進入管束外部空間，凝結(jié)成的高壓液體從下部管接陽生|交式無甘式序也概上段4MV式注稔片 U *-曷2、臥式殼管式冷凝器臥式殼管式冷凝器簡體由無縫鋼管割制而成或由鋼板卷制后焊接而成，殼體內(nèi)裝有許多根無縫鋼管，用焊接或脹接法固定在簡體兩端的管板上，兩端管板的外面用帶有隔板的封蓋封閉，使冷卻水在筒內(nèi)分成幾個流程。冷卻水在管內(nèi)流動， 從一端封蓋的下部進入， 按順序通過每個管組，最后從同一端蓋上部流出。這樣可以提高冷卻水的流動速度，增強傳熱效果。高壓高溫的氨氣從上部進入冷凝器管間，與管內(nèi)冷卻水充分發(fā)生熱量交換后，氨氣冷 卻成液體時ffiQ-3 用骷式*

6、安直標凝B氟用臥式冷凝器3、套管式冷凝器：將兩種直徑大小不同的無縫鋼管連接呈同心圓的套管制冷劑的蒸氣從上方進入內(nèi)外管之間的空腔， 在內(nèi)管外表面上冷凝，液體在外管底部依次下 流，從下端流入貯液器中。冷卻水從冷凝器的下方進入， 依次經(jīng)過各排內(nèi)管從上部流出，與 制冷劑呈逆流方式。出帖31式神鼻氟用套管式冷凝器4、螺旋板式冷凝器1 ）冷卻水從中心下部流入，沿螺旋通道流動從外圍流出2）氨蒸汽從冷凝器外圍進入，經(jīng)通道流動工作原理 一一 兩塊45mW的鋼板螺旋成筒體，兩種流體逆向螺旋流動進行熱交換，流動通道較大。1H9 9馬（二）、空氣冷卻式冷凝器1、冷卻介質(zhì)為空氣（用空氣將冷凝熱量吸收）空氣冷卻式冷凝器：

7、空氣自然對流空氣強制對流2、工作原理：制冷劑蒸氣從冷凝器上端的分配器進入蛇形管盤管中，自上而下地通過管壁與管外的空氣進行熱交換，冷凝后的制冷劑液體從管下端流出。（三）蒸發(fā)式冷凝器1、蒸發(fā)式冷凝器量式;常）就風*#川3、材料：銅管彎成蛇形盤管，管外套有0.2 0.6mm銅片或鋁片，片間距 2 4mm蒸發(fā)式冷凝器工作原理：主要利用部分水的蒸發(fā)帶走氣態(tài)制冷劑冷凝過程放出的熱量。工作時冷卻水 由水泵送至冷凝管組上部噴嘴，均勻地噴淋在冷凝排管外表面，形成一層很薄的水膜， 高溫氣態(tài)制冷劑由冷凝排管組上部進入，被管外的冷卻水吸收熱量冷凝成液體從下部流出，吸收熱量的水一部分蒸發(fā)為水蒸氣，其余落到下部集水盤內(nèi)，

8、供水泵循環(huán)使用。風機強迫空氣以35m/s的速度掠過冷凝排管促使水膜蒸發(fā)，強化冷凝管外放熱，并使吸熱后的水滴在下落的進程中被空氣冷卻，下落的水滴經(jīng)疏水換熱層被分流，在換熱層填料表面形成很薄的水膜，二次冷卻后落回水槽， 蒸發(fā)的水蒸氣隨從空氣被風機排出，空氣中夾帶的水滴被脫水器阻擋住落回水盤。水盤中設有浮球閥，自動補充冷卻水量。2、淋水式冷凝器圖9-10淋水式冷凝器工作原理：氨蒸氣由進氣總管自蛇形管下部進入，在管內(nèi)從下而上流動， 凝結(jié)的液體分別從蛇形管一端的支管及時導出，經(jīng)下液管流入貯液器。冷卻水由配水箱分別流入備組配水槽后沿鋸齒形缺 口溢出，沿斜形擋板往下流，淋澆在蛇彩管外表面上，自上往下以水膜的

9、形式流過每根管子 壁面，吸收管內(nèi)制冷劑的熱量， 最后流入水池。氨蒸氣冷凝時放出的熱量主要是由冷卻水吸 收，約有占總放出熱量 13%勺熱量被冷卻水蒸發(fā)時吸收。第三節(jié)蒸發(fā)器的種類、結(jié)構(gòu)和工作原理一、蒸發(fā)器的傳熱分析蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中制冷劑與低溫熱源（被冷卻系統(tǒng)）間進行熱交換的設備，和冷凝器一樣也屬于間壁式換熱器的一種。其傳熱量和熱交換面積、傳熱溫差和傳熱系數(shù)有關(guān)。蒸發(fā)器的作用：制冷劑液體在較低溫度下沸騰變?yōu)檎羝⑽毡焕鋮s介質(zhì)或物體的熱量 影響蒸發(fā)器傳熱的因素：1）制冷劑特性對蒸發(fā)器的影響。2）制冷劑液體潤濕能力的影響。3）換熱面狀況對蒸發(fā)器傳熱的影響。4）蒸發(fā)器構(gòu)造對蒸發(fā)器傳熱的影響。二、蒸發(fā)器

10、的種類：冷卻液體載冷劑的蒸發(fā)器-殼管式、立管式、螺旋管式、蛇管式冷卻空氣的蒸發(fā)器-冷卻排管、冷風機、空氣冷卻器接觸式蒸發(fā)器-平板凍結(jié)器三、冷卻液體載冷劑的蒸發(fā)器1、殼管式蒸發(fā)器I出芾滿液式蒸發(fā)器在管內(nèi)走水， 制冷劑在管簇外面蒸發(fā)， 所以傳熱面基本上都是與液體制冷劑接觸。一般殼體內(nèi)充注的制冷劑量約為筒體的有效容積的55%65%制冷劑液體吸熱氣化后經(jīng)筒體頂部的液體分離器，回入壓縮機。2.干式殼管式蒸發(fā)器干式蒸發(fā)器即非滿液式蒸發(fā)器的制冷劑在管內(nèi)流動，水在管簇外流動。制冷劑流動通常有幾個流程，由于制冷劑液體的逐漸氣化， 通常越向上，其流程管數(shù)越多。為了增加水側(cè)換熱, 在筒體傳熱管的外側(cè)設有若干個折流板

11、，使水多次橫掠管簇流動。3立管式蒸發(fā)器-只氨系統(tǒng)采用特點：a材料用無縫鋼管b上部蒸汽集管，下部液體集管c適用于鹽水或水的開式循環(huán)系統(tǒng)4螺旋管式蒸發(fā)器一以螺旋管代替了直管5管式蒸發(fā)器一一小型氟利昂制冷裝置- 制冷劑液體從蒸發(fā)器上部供入，吸熱汽化后由下部導出四、冷卻空氣的蒸發(fā)器：自然對流冷卻一一冷卻排管，強迫對流冷卻一一冷風機1、冷排管一一冷卻自然對流空氣蒸發(fā)器、由若干立管與上、下集管組成，氨液由下集管進入并充滿管組，氨氣由上集管引出，排管的容量為排管容積的 80%。這種排管的優(yōu)點是制冷劑汽化后容易排出，傳熱效果較好，但排 管較高時，因液柱靜壓作用，下部制冷劑的蒸發(fā)溫度較高。分類：墻排管、頂排管、

12、擱架式排管冷卻墻排管立管式：a立管直徑 57*3.5或0 38*2.2b長度2.5 3.5m無縫鋼管，有傷，下集管c氨液下集管中部供入，氨氣由上集中間出口排出盤管式墻排管：冷卻頂排管：集管式頂排盤管式頂排擱架式排管：a氨用b 氟用制冷劑上供下回2冷風機一一冷卻強迫對流空氣的蒸發(fā)器1)干式冷風機：依靠通風機強迫空氣流過箱體的蒸發(fā)管組2)分類：落地式冷風機KLD型主要用于凍結(jié)物冷藏間KLL型主要用于冷卻間和冷卻物冷藏間KLJ主要用于凍結(jié)間吊頂式冷風機3表面式空氣冷卻器(1)表面式熱交換設備：指將冷(熱)媒與空氣通過間隙壁面相互換熱的設備(2)表面式換熱器：空氣表面加熱器空氣表面冷卻器一一表冷器空氣

13、加熱器一一以熱水或蒸汽為熱媒表冷器：以載冷劑為冷媒如水冷式表冷器以制冷劑為冷媒直接蒸發(fā)式表冷器(3)表冷器基本結(jié)構(gòu)：換熱管簇、箱體、支架(4)翅片管式空氣冷卻器構(gòu)造a皺褶式繞片管：將金屬帶用繞片機僅僅的纏繞在光滑管上皺褶優(yōu)點：防止加工時剛片周邊被拉裂；增加肋片穩(wěn)定性，傳熱面積增加空氣擾動性缺點：積塵，難清理b套片式C軋片式：管壁外直接滾軋d其他片式第四節(jié)蒸發(fā)器一一冷凝器組1特點：將分開設置的冷凝器和蒸發(fā)器合并在一個圓筒形的密閉容器內(nèi)，同時完成制冷循環(huán)中的冷凝，節(jié)流和蒸發(fā)過程2工作原理，結(jié)構(gòu)特點以FLZ_一一1000A為例特點：1)內(nèi)部鋼板隔開，上冷凝器，下蒸發(fā)器2)冷凝器，蒸發(fā)器進、出水管均在筒體的同一端3)冷凝器進氣口設均氣板，下部出液口設導液槽二蒸發(fā)冷凝器1用于復疊式制冷：在蒸發(fā)冷凝器中高溫部分的制冷劑蒸汽汽化吸熱，使低溫部分的制冷劑冷凝，蒸發(fā)冷凝器是高溫部分制冷劑的蒸發(fā)器又