第1章冷凝器和蒸发器的详细说明.ppt

第1章冷凝器和蒸发器的冷却介质-带走热量的介质（例如空气和水）冷却介质-制冷剂冷却方法-水冷空气冷却（风冷）水和空气联合冷却介质是水-用水吸收制冷剂释放出的冷凝水. （1）卧式壳管式冷凝器结构: 是通过钢板轧制焊接而成的圆筒形管体，在管体的两端焊接有两个圆形管板，在两个管板上钻有许多小孔，并在相应的小孔中安装一个热交换管，该管膨胀或焊接在管板上. （参见虚图）结构特征说明: 1.氨冷凝器和氟冷凝器的: 水质差，水温高，水量充足的大中型氨制冷系统.

生产材料: 壳钢板；该管利用冷凝器上端的分配器的无缝钢管制冷剂蒸气进入盘绕的盘管冬季蒸发器和冷凝器的作用，冷凝后制冷剂液体从上至下通过管壁从管壁与管来确定. 有关各种冷凝器的性能，请参见设计手册. 1.制冷剂特性对蒸发器的影响2.制冷剂液体润湿能力的影响3.换热表面条件对蒸发器传热的影响4.蒸发器结构对蒸发器传热的影响蒸发器水箱蒸发器（开放式）（1）立管式蒸发器螺旋管式蒸发器蒸发器的选择: 根据冷却对象和冷却方法的要求确定. 安全可靠. 传热面积应足够. 2.风冷冷凝器的冷却介质为空气-空气用于吸收冷凝水. 风冷冷凝器: 空气自然对流. 强制对流空气. 工作原理: 特点: 制造材料: 将铜管弯曲成蛇形线圈. 管套的铜或铝板为肋. 对于冷凝负荷较大的风冷冷凝器，除了上图所示的单侧进气口外，还可以布置成V形，U形，W形或倒M形.

右图是V形排列. 空气从设备的两侧进入冷凝器，并由引风机向上排出. 在确保大的正面面积的情况下，可以使制冷单元更紧凑. 风冷式冷凝器（热泵式机组）的V形布置蒸发式冷凝器是一种冷凝器，利用空气的强制循环和水分的蒸发将制冷剂从热量中冷凝出来. 为了加强空气在蒸发式冷凝器中的流动并及时清除蒸发的水蒸气，应安装风扇以吹送或吸入空气. 根据箱中风扇的安装位置，蒸发冷却冷凝器可分为吸气式，鼓风式和其他类型. 蒸发冷凝器（3）空气和水联合冷却冷凝器-蒸发冷凝器蒸发冷凝器蒸发冷凝器主要利用冷却水汽化的潜热吸收制冷剂的热量，因此耗水量很小，其耗水量仅为5％至10％的水冷冷凝器. 空气的流量不大，在蛇形线圈之间通过的风速通常为3至5 m / s. 蒸发冷凝器每1 kW热负荷需要85至160 m3 / h的空气流量，50至80 kg / h的冷却水和约5％至10％的循环水. 蒸发式冷凝器的缺点是: 冷却水连续循环使用，水垢层增长更快，并且需要使用软化水. 蒸发冷凝器的进气的相对湿度对热交换能力有很大的影响. 在相同的冷凝温度和风量下，进气的相对湿度越低冬季蒸发器和冷凝器的作用，冷却水的蒸发量越大，冷凝效果越好. 蒸发冷凝器特别适合缺水和干燥气候的地区.

第3节蒸发器的传热分析蒸发器是一种在制冷剂和制冷系统中的低温热源（冷却系统）之间交换热量的装置. 像冷凝器一样，它也是一种隔墙热交换器. 其传热与换热面积，传热温差和传热系数有关. 影响蒸发器传热的因素第四节蒸发器的类型，结构和工作原理分类如下: 1.液体蒸发器壳管式水箱类型2.空气冷却蒸发器冷却管全液干立式管型螺旋管式冷却器（1）全流壳管式蒸发器全流壳管式蒸发器1.安全阀接头； 2.压力表接头； 3.制冷剂蒸气出口； 4.浮阀连接器； 5. 空气释放旋塞接头； 6.液位管； 7.制冷剂接口； 8.排放旋塞接头； 9.排油管接头； 10.热交换管1.冷却液体制冷剂蒸发器的全液体型当管壳式蒸发器工作时，应在壳体中填充大量的液体制冷剂. 通常，静态液体表面的高度为外壳直径的70％至80％，因此也称为全液体蒸发器. 第1至3行暴露在液面上方. 在沸腾过程中，这些管将被带走的液体弄湿，因此也可以在热传递中起作用. 如果液体含量保持在较低水平，则蒸发管将无法充分发挥其传热效果；否则，如果液位保持太高，就有将液体带入压缩机的危险. 卧式管壳式蒸发器具有传热性能好，结构紧凑，金属消耗低的特点. 但是，由于是密闭系统，当使用盐水作为冷却剂时，盐水与空气之间的接触会被阻塞，因此可以减轻盐水对管道的腐蚀.

该蒸发器也可用于氟利昂制冷系统. 为了提高制冷剂的沸腾传热系数，换热管大多为低肋铜管. 但是，由于充液量大，并且蒸发器中的润滑油难以返回压缩机，因此建议在氟利昂制冷系统中使用干管壳式蒸发器. （2）干壳管式蒸发器干壳管式蒸发器的，冷却损失大. 小;管外部空间充满大量水，具有一定的热稳定性，管不会结冰和破裂. 但是，干壳管式蒸发器的组装过程较为复杂. 较难清洁管子（水垢）的外部.

水箱蒸发器也称为浸没式蒸发器. 其特征是蒸发器的管组浸入水或盐水中，制冷剂吸收热量并在管中蒸发，制冷剂将热量散发到管外部. 在搅拌器的作用下，水或盐水被迫在水箱中流动以增强热交换. 根据水箱中蒸发器管组的不同形式，将浸没式蒸发器分为立管式，螺旋管式和蛇管式. 立管式蒸发器（结构见虚拟三维图）1.下部集管； 2.集油器； 3.均压管； 4.气液分离器； 5.上标头； 6.热交换立管； 7.水箱； 8.溢流口； 9.搅拌器； 10、12. 远程液位指示器界面； 11.集气管； 13.排水口； 14.隔板式立管式蒸发器主要用于氨气制冷装置的立管式蒸发器的优点是: 传热性能好，由于充水量大，冻结的风险很小. 缺点: 体积大，金属消耗大，由于水或盐水直接暴露在空气中，所以金属的腐蚀更加严重. （2）螺旋管蒸发器螺旋管蒸发器1.搅拌器； 2.输液主管； 3.水箱； 4.气液分离器； 5.浮球阀； 6.集油器； 7.螺旋管除立管式蒸发器的优点外，螺旋管式蒸发器具有更好的传热性能和紧凑的结构. 在相同的传热面积下，体积比立管式蒸发器小25％至40％. 可以节省15％的金属材料，并且有逐渐取代立管式蒸发器的趋势.

（3）盘管蒸发器盘管蒸发器是小型氟利昂装置中常用的一种蒸发器. 氟利昂蛇形管蒸发器氟利昂液体从蛇形管的上部进入，蒸汽从下部被引出，可以确保润滑油与制冷剂一起返回压缩机. 第二，冷却空气蒸发器冷却空气蒸发器是一个热交换器，可直接蒸发管中的制冷剂以冷却空气. 根据冷却后的空气是自然流动还是强制流动，可分为两种类型: 冷却风道和冷却风扇. 当冷却管冷却空气时，空气自由流动（热空气通过浮力自然上升），空气的流量低，冷却管的热传递系数小. 它通常用于冷藏（低温存储）和家用冰箱. 冷却排气管冷却风扇主要由风扇和线圈组成. 风扇的动力用于迫使冷却的空气流到盘管的介质水或空气中，并由于其散热而冷凝成液体. 2.冷凝过程的三个阶段: 从过热蒸汽冷却到饱和蒸汽；从饱和蒸汽到饱和液体的冷凝；从饱和液体冷却到过冷液体1.冷凝器的传热分析及其影响因素制冷系统中使用的冷凝器尽管结构多样，但大多数仍然是表面热交换器. 其特征是冷却介质和制冷剂蒸汽这两种流体同时在金属隔壁的两侧流动，热量从制冷剂蒸汽通过壁表面传递到冷却介质（水或空气）.

传热过程包括制冷剂的冷凝和放热，通过金属壁（和灰尘）的热传导以及冷却介质的吸热过程. （1）冷凝器的传热分析（1）冷凝器的传热分析冷凝器中的制冷剂的凝结通常为膜状的凝结. 当制冷剂蒸汽在饱和温度以下与壁表面接触时，它凝结成液体薄膜，并在重力作用下流向地面. 液膜是冷凝器的制冷剂侧的热阻，其增稠将增加制冷剂侧的热阻并降低放热系数. 因此，为了增加冷凝器的放热系数，必须尽可能减少液膜. （2）影响制冷剂侧蒸汽凝结和放热的因素1.制冷剂蒸汽的流量和方向当蒸汽和冷凝液膜向同一方向移动时，空气流会促使蒸汽稀薄化. 冷凝膜和更快的冷却壁表面的脱离增加了放热系数. 当蒸汽流与液膜层流相反时，放热系数的大小取决于制冷剂蒸汽的流量. 2.传热壁表面粗糙度的影响是光滑清洁的，液膜的流动阻力小，冷凝液可以更快地流动，液膜层变薄，并且放热系数相应地增加. 如果壁表面粗糙，则液膜的流阻增加，这使液膜层变厚，并且放热系数降低. 在严重的情况下，放热系数降低20％至30％. 因此，冷凝器管的表面应保持光滑清洁，以确保较大的冷凝传热系数. 3.制冷剂蒸气对凝结放热的影响制冷剂蒸气与大量润滑油混合时​​，油会沉积在冷却壁表面上，形成导热系数低的油膜，引起额外的热阻，导致制冷剂侧传热系数降低.

因此，制冷剂中溶解的油量不得超过规定范围，否则，传热系数也会降低. 因此，在冷凝器的设计和操作中，应安装一个有效的油分离器以减少制冷剂蒸气中的油含量，从而减少其对冷凝热的不利影响. 4.包含空气或其他非冷凝性气体的制冷剂蒸气的影响制冷系统中不可避免存在空气或其他非冷凝性气体. 这些气体与制冷剂蒸气一起进入冷凝器并粘附在冷凝膜上，这降低了制冷剂蒸气的分压. 如果不及时清除，将大大降低制冷剂的散热系数，并影响制冷剂蒸气的冷凝散热. 5，冷凝器结构的影响无论冷凝器是哪种结构，都应设法使冷凝液迅速离开冷却壁. （3）影响冷却介质散热的因素通常是水或空气. 由于水的热容量大于空气的热容量，所以使用水作为冷却介质的冷凝器的传热性能优于使用空气作为冷却介质的冷凝器的传热性能. . 1.随着冷却介质的流量增加，冷却介质的放热系数增加. 但是，如果流量太大，则热交换器中的冷却介质的流动阻力将增加，从而导致泵或风扇的功耗增加. 一般水速为0.8〜1.2m / s，风速为2〜4m / s. 2.冷却介质的流量3.冷却介质的纯度用水冷却时，无论使用的是地下水还是地表水. 水中含有杂质，例如某些矿物质和沉积物. 因此，使用一段时间后，水垢层将逐渐附着在冷凝器的传热壁上，形成额外的热阻，这将大大降低传热系数.

水垢层的厚度取决于冷却水的质量，冷凝器的使用时间以及设备的运行和管理. 长期使用后，风冷冷凝器会被灰尘覆盖，并且可能生锈或沾上油. 所有这些污垢将增加传热阻力并降低传热系数. 因此，在制冷设备运行期间，冷凝器上的各种污垢应经常清除. 第二节冷凝器的类型，结构和工作原理可根据冷却介质和冷却方式的不同分为水冷式，风冷式和蒸发式三种. 1.水冷式冷凝器1）立式壳管式水冷冷凝器2）卧式壳管式水冷冷凝器3）套筒式水冷式冷凝器结构类型: 壳管式，套筒，螺旋板类型: 垂直和水平分类: 工作过程: 制冷剂蒸汽在管道外部冷凝，冷却水在泵的作用下流入管道. 制冷剂蒸气从上部进入气缸，凝结成液体，然后从下部流入蓄能器. 卧式氨壳管冷凝器1.排气旋塞； 2.平衡管接头； 3.安全阀； 4.压力表； 5.排气阀； 6.端盖； 7.集油器； 8.支持； 9.放水旋塞； 10.气缸氟利昂卧式壳管冷凝器. 1.换热管； 2.管板； 3.橡胶密封圈； 4.端盖； 5.气缸； 6.支撑滚动低肋管和曲折管的结构. 该螺纹铜管卧式管壳式冷凝器具有结构紧凑，易于组合，运行可靠，操作方便的优点. 但是，它需要较高的冷却水质量和较低的水温. 诸如在清洁过程中停止工作和卸下端盖之类的缺点.

因此，卧式管壳式冷凝器主要用于水源丰富，水质良好的区域，以及船舶，室内和狭窄操作场所等场所. （2）立管式冷凝器？立式管壳式冷凝器立式管壳式冷凝器是指热交换管和壳体垂直放置. 冷凝器. 现在，它仅用于中型和大型氨制冷设备. （如右图所示）工作原理: 冷却水从上部进入配水箱，然后从分流喷嘴进入换热管，但冷却水并未充满钢管的整个横截面，但仅在下游处沿管道内壁呈薄膜状，最终排入水池. 气态制冷剂从冷凝器壳的上部进入气缸中的管的而无需占据特殊位置，从而节省了制冷单元. 陆地面积.

其缺点是: 单位传热面积的金属消耗大，难以清洁水垢. 它通常用于制冷量小于40kW的小型氟利昂制冷系统. 2.风冷冷凝器的冷却介质为空气-空气用于吸收冷凝水. 风冷冷凝器: 自然对流风冷对流盘管冷凝器（家用冰箱）强制对流风冷冷凝器1.液体集管； 2.肘3.分配头； 4.上密封板； 5.换热管； 6.鳍7.螺丝； 8.风扇； 9.前空气板

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