冷凝器与蒸发器

1、第九章冷凝器与蒸发器第一节冷凝器的传热分析冷凝器的位置：制冷循环中，冷凝器在制冷压缩机后（高温高压制冷剂蒸气从压缩机出来后进入冷凝器）冷凝器的作用：使用不同的冷却介质，将制冷压缩机出口的高温高压制冷剂气体等压冷却成制冷剂液体。 一、影响制冷剂侧蒸气凝结放热的因素.制冷剂蒸气的流速和流向当蒸气与凝结的液膜做同向运动时， 气流能促使冷凝液膜减薄和较快地与冷却壁面脱 开，使放热系数增大。而当气流与液膜层流向相反时，放热系数的大小取决于制冷剂蒸气的流速。考虑到制冷剂蒸气的流速和流向对传热的影响，立式壳管式冷凝器的蒸气进口一般总是设在冷凝器高度2/3处的筒体侧面，以便不使冷凝液膜太厚而影响传热。.传热壁

2、面粗糙度的影响壁面光滑、清洁，液膜流动阻力小，凝结的液体能较快流出，使液膜层减薄，放热系数 相应增大。如果壁面粗糙，液膜的流动阻力增大，使液膜层增厚，放热系数也就降低，严重 时放热系数下降20%- 30%冷凝管表面应保持光滑和清洁，以保证有较大的凝结传热系数。 3.制冷剂蒸气中含油时对凝结放热的影响制冷剂蒸气中混有大量润滑油时，油将沉积在冷却壁面上形成导热系数很低的油膜，形成附加热阻，使制冷剂侧的传热系数降低。因而，油在制冷剂中的溶解量不得超过规定范 围，否则，会使传热系数降低。以减少制冷剂蒸气中的含油量，从这些气体随制冷剂蒸气进入冷凝 不及时排除会使制冷剂放热系数大在冷凝器的设计和运行中，应

3、设置高效的油分离器, 而降低其对凝结放热的不良影响.制冷剂蒸气中含有空气或其他不凝性气体的影响制冷系统中存在空气或其它不凝性气体是难以避免的。器，附着在凝结液膜附近， 使制冷剂蒸气的分压力减低， 大下降、影响制冷剂蒸气的凝结放热。.冷凝器结构形式的影响 无论何种结构的冷凝器，都应设法使冷凝液体迅速地从冷却壁面离开。二、影响冷却介质侧放热的因素通常采用水或空气，由于水的热容量大于空气的热容量，因此用水作冷却介质的冷凝器的传热性能要优于用空气作冷却介质的冷凝器。另外，用水作冷却介质时，制冷系统的冷凝压力 明显低于用空气作冷却介质的，这有利于制冷系统的安全工作。第二节冷凝器的种类、结构、工作原理（一

4、）冷凝器的分类一、水冷式冷凝器水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温升带走冷凝热量。冷却水一般循环使用， 但系统中需设有冷却塔或凉水池。水冷式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器和套管 式冷凝器两种，常见的是壳管式冷凝器。1、立式壳管式冷凝器立式冷凝器的主要特点是：1）由于冷却流量大流速高，故传热系数较高，2）垂直安装占地面积小，且可以安装在室外。3）冷却水直通流动且流速大，故对水质要求不高，一般水源都可以作为冷却水。4）管内水垢易清除，且不必停止制冷系统工作。5）但因立式冷凝器中的冷却水温升一般只有24C,对数平均温差一般在 56c左右，故耗水量较大。且由于设备置于空气中，管子易被腐蚀，

5、泄漏时比易被发现。6）高温高压的氨气从冷凝器上部管接头进入管束外部空间，凝结成的高压液体从下部管接阳生|交式无甘式序也概上段4MV式注稔片 U *-曷2、卧式壳管式冷凝器卧式壳管式冷凝器简体由无缝钢管割制而成或由钢板卷制后焊接而成，壳体内装有许多根无缝钢管，用焊接或胀接法固定在简体两端的管板上，两端管板的外面用带有隔板的封盖封闭，使冷却水在筒内分成几个流程。冷却水在管内流动， 从一端封盖的下部进入， 按顺序通过每个管组，最后从同一端盖上部流出。这样可以提高冷却水的流动速度，增强传热效果。高压高温的氨气从上部进入冷凝器管间，与管内冷却水充分发生热量交换后，氨气冷 却成液体时ffiQ-3 用骷式*

6、安直标凝B氟用卧式冷凝器3、套管式冷凝器：将两种直径大小不同的无缝钢管连接呈同心圆的套管制冷剂的蒸气从上方进入内外管之间的空腔， 在内管外表面上冷凝，液体在外管底部依次下 流，从下端流入贮液器中。冷却水从冷凝器的下方进入， 依次经过各排内管从上部流出，与 制冷剂呈逆流方式。出帖31式神鼻氟用套管式冷凝器4、螺旋板式冷凝器1 ）冷却水从中心下部流入，沿螺旋通道流动从外围流出2）氨蒸汽从冷凝器外围进入，经通道流动工作原理 一一 两块45mW的钢板螺旋成筒体，两种流体逆向螺旋流动进行热交换，流动通道较大。1H9 9马（二）、空气冷却式冷凝器1、冷却介质为空气（用空气将冷凝热量吸收）空气冷却式冷凝器：

7、空气自然对流空气强制对流2、工作原理：制冷剂蒸气从冷凝器上端的分配器进入蛇形管盘管中，自上而下地通过管壁与管外的空气进行热交换，冷凝后的制冷剂液体从管下端流出。（三）蒸发式冷凝器1、蒸发式冷凝器量式;常）就风*#川3、材料：铜管弯成蛇形盘管，管外套有0.2 0.6mm铜片或铝片，片间距 2 4mm蒸发式冷凝器工作原理：主要利用部分水的蒸发带走气态制冷剂冷凝过程放出的热量。工作时冷却水 由水泵送至冷凝管组上部喷嘴，均匀地喷淋在冷凝排管外表面，形成一层很薄的水膜， 高温气态制冷剂由冷凝排管组上部进入，被管外的冷却水吸收热量冷凝成液体从下部流出，吸收热量的水一部分蒸发为水蒸气，其余落到下部集水盘内，

8、供水泵循环使用。风机强迫空气以35m/s的速度掠过冷凝排管促使水膜蒸发，强化冷凝管外放热，并使吸热后的水滴在下落的进程中被空气冷却，下落的水滴经疏水换热层被分流，在换热层填料表面形成很薄的水膜，二次冷却后落回水槽， 蒸发的水蒸气随从空气被风机排出，空气中夹带的水滴被脱水器阻挡住落回水盘。水盘中设有浮球阀，自动补充冷却水量。2、淋水式冷凝器图9-10淋水式冷凝器工作原理：氨蒸气由进气总管自蛇形管下部进入，在管内从下而上流动， 凝结的液体分别从蛇形管一端的支管及时导出，经下液管流入贮液器。冷却水由配水箱分别流入备组配水槽后沿锯齿形缺 口溢出，沿斜形挡板往下流，淋浇在蛇彩管外表面上，自上往下以水膜的

9、形式流过每根管子 壁面，吸收管内制冷剂的热量， 最后流入水池。氨蒸气冷凝时放出的热量主要是由冷却水吸 收，约有占总放出热量 13%勺热量被冷却水蒸发时吸收。第三节蒸发器的种类、结构和工作原理一、蒸发器的传热分析蒸发器是制冷系统中制冷剂与低温热源（被冷却系统）间进行热交换的设备，和冷凝器一样也属于间壁式换热器的一种。其传热量和热交换面积、传热温差和传热系数有关。蒸发器的作用：制冷剂液体在较低温度下沸腾变为蒸汽并吸收被冷却介质或物体的热量 影响蒸发器传热的因素：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）换热面状况对蒸发器传热的影响。4）蒸发器构造对蒸发器传热的影响。二、蒸发器

10、的种类：冷却液体载冷剂的蒸发器-壳管式、立管式、螺旋管式、蛇管式冷却空气的蒸发器-冷却排管、冷风机、空气冷却器接触式蒸发器-平板冻结器三、冷却液体载冷剂的蒸发器1、壳管式蒸发器I出芾满液式蒸发器在管内走水， 制冷剂在管簇外面蒸发， 所以传热面基本上都是与液体制冷剂接触。一般壳体内充注的制冷剂量约为筒体的有效容积的55%65%制冷剂液体吸热气化后经筒体顶部的液体分离器，回入压缩机。2.干式壳管式蒸发器干式蒸发器即非满液式蒸发器的制冷剂在管内流动，水在管簇外流动。制冷剂流动通常有几个流程，由于制冷剂液体的逐渐气化， 通常越向上，其流程管数越多。为了增加水侧换热, 在筒体传热管的外侧设有若干个折流板

11、，使水多次横掠管簇流动。3立管式蒸发器-只氨系统采用特点：a材料用无缝钢管b上部蒸汽集管，下部液体集管c适用于盐水或水的开式循环系统4螺旋管式蒸发器一以螺旋管代替了直管5管式蒸发器一一小型氟利昂制冷装置- 制冷剂液体从蒸发器上部供入，吸热汽化后由下部导出四、冷却空气的蒸发器：自然对流冷却一一冷却排管，强迫对流冷却一一冷风机1、冷排管一一冷却自然对流空气蒸发器、由若干立管与上、下集管组成，氨液由下集管进入并充满管组，氨气由上集管引出，排管的容量为排管容积的 80%。这种排管的优点是制冷剂汽化后容易排出，传热效果较好，但排 管较高时，因液柱静压作用，下部制冷剂的蒸发温度较高。分类：墙排管、顶排管、

12、搁架式排管冷却墙排管立管式：a立管直径 57*3.5或0 38*2.2b长度2.5 3.5m无缝钢管，有伤，下集管c氨液下集管中部供入，氨气由上集中间出口排出盘管式墙排管：冷却顶排管：集管式顶排盘管式顶排搁架式排管：a氨用b 氟用制冷剂上供下回2冷风机一一冷却强迫对流空气的蒸发器1)干式冷风机：依靠通风机强迫空气流过箱体的蒸发管组2)分类：落地式冷风机KLD型主要用于冻结物冷藏间KLL型主要用于冷却间和冷却物冷藏间KLJ主要用于冻结间吊顶式冷风机3表面式空气冷却器(1)表面式热交换设备：指将冷(热)媒与空气通过间隙壁面相互换热的设备(2)表面式换热器：空气表面加热器空气表面冷却器一一表冷器空气

13、加热器一一以热水或蒸汽为热媒表冷器：以载冷剂为冷媒如水冷式表冷器以制冷剂为冷媒直接蒸发式表冷器(3)表冷器基本结构：换热管簇、箱体、支架(4)翅片管式空气冷却器构造a皱褶式绕片管：将金属带用绕片机仅仅的缠绕在光滑管上皱褶优点：防止加工时刚片周边被拉裂；增加肋片稳定性，传热面积增加空气扰动性缺点：积尘，难清理b套片式C轧片式：管壁外直接滚轧d其他片式第四节蒸发器一一冷凝器组1特点：将分开设置的冷凝器和蒸发器合并在一个圆筒形的密闭容器内，同时完成制冷循环中的冷凝，节流和蒸发过程2工作原理，结构特点以FLZ_一一1000A为例特点：1)内部钢板隔开，上冷凝器，下蒸发器2)冷凝器，蒸发器进、出水管均在筒体的同一端3)冷凝器进气口设均气板，下部出液口设导液槽二蒸发冷凝器1用于复叠式制冷：在蒸发冷凝器中高温部分的制冷剂蒸汽汽化吸热，使低温部分的制冷剂冷凝，蒸发冷凝器是高温部分制冷剂的蒸发器又