制冷热交换器

第七章制冷热交换器12一、冷凝器冷凝器的作用：是将压缩机排出的高温、高压制冷剂过热蒸气冷却及冷凝成液体。制冷剂在冷凝器中放出的热量由冷却介质（水或空气）带走。31、冷凝器的分类水冷式冷凝器

空气冷却式冷凝器

水和空气联合冷却式冷凝器

4立式壳管式冷凝器卧式壳管式冷凝器

套管式冷凝器

冷凝器中制冷剂放出的热量被冷却水带走。冷却水可以一次流过，也可以循环使用。当循环使用时，需设置冷却塔或冷却水池。水冷式冷凝器分为壳管式、套管式、板式、螺旋板式等几种类型。水冷式冷凝器5

立式壳管式冷凝器返回6图4—3氨用卧式壳管式冷凝器卧式壳管式冷凝器返回7套管式冷凝器

d)8自然对流空气冷却式冷凝器

强制对流空气冷却式冷凝器

空气冷却式冷凝器也叫风冷式冷凝器。空气在冷凝器管外流动，冷凝器中制冷剂放出的热量被空气带走，制冷剂在管内冷凝。这类冷凝器中有自然对流空气冷却式冷凝器和强制对流空气冷却式冷凝器。空气冷却式冷凝器9自然对流空气冷却式冷凝器返回10强制对流空气冷却式冷凝器11水和空气联合冷却式冷凝器淋水式冷凝器蒸发式冷凝器冷凝器中制冷剂放出的热量同时由冷却水和空气带走，冷却水在管外喷淋蒸发时，吸收气化潜热，使管内制冷剂冷却和冷凝。因此耗水量少。这类冷凝器中有淋水式冷凝器和蒸发式冷凝器两种类型。12

淋水式冷凝器返回13吸风式蒸发式冷凝器鼓风式蒸发式冷凝器142、冷凝器的选择和计算冷凝器选择计算的目的：是通过热力计算和传热计算，确定其传热面积，从而选用合适的冷凝器，以及通过流体动力计算，确定冷却介质的流量和流过冷凝器的阻力损失，从而选择泵或风机的容量及功率。15冷凝器选择计算冷凝器的选择计算包括确定冷凝器的传热面积、冷却介质流量及冷却介质在冷凝器中的流动阻力损失。16冷凝器传热面积的确定：1）冷凝器热负荷Qk。这是指制冷剂蒸气在冷凝器中排放出的总热量，kW。一般情况下，它包括制冷剂在蒸发器中吸收的热量及在压缩过程中所获得的机械功所转换的热量。可用下式表示：式中：Qk——冷凝器在计算工况下的热负荷（kW）；

Qo——压缩机在计算工况下的制冷量（kW）；

Pi——压缩机在计算工况下的消耗功率（kW）。冷凝器热负荷也可按制冷循环的热力计算确定，即式中：G——制冷剂的质量流量（kg／s）；

h2——制冷剂进入冷凝器的比焓（kJ／kg）；

h3——制冷剂出冷凝器的比焓（kJ／kg）。17冷凝器负荷系数a）氨系统

b）卤代烃系统对单级压缩制冷循环，冷凝器热负荷Qk也可按下式近似计算：式中：ψ——冷凝器负荷系数，其值与制冷剂种类及运行工况有关，具体数值可由图查得。182）冷凝器传热系数K（kW/m2·℃）。各类冷凝器的传热系数和热流密度qf（kW/m2）的推荐值见表。19203）传热温差Δtm。可按下式计算：℃（4—4）

式中：t1——冷却介质进口温度，℃；

t2——冷却介质出口温度，℃；

tk——冷凝温度，℃。传热温差也可按表推荐值选取。214）冷凝器传热面积A（m2）。可按下式计算：

m2式中：q——热流密度（kW／m2），其经验数据可按表所列推荐值选取。223、冷凝器的热力分析

制冷剂蒸气的热量是通过冷凝器的传热表面传给水或者空气，制冷剂侧放出热量的同时被冷凝成液体。23冷凝器中的传热过程，包括：1、制冷剂侧蒸气凝结放热过程；2、通过金属壁和污垢层的导热过程；3、冷却介质侧的吸热过程。24凝结的形式有两种：膜状凝结与珠状凝结。制冷剂在冷凝器的凝结，一般都是膜状凝结。从换热效果看，以珠状凝结为好。251）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的影响制冷剂蒸气中含空气或其它不凝性气体的影响

制冷剂蒸气中含油对凝结放热的影响

传热壁面粗糙度的影响

冷凝器构造型式的影响

262）影响冷却介质侧放热的因素

冷却介质的性质

冷却水或空气的流速影响

冷却介质的洁净程度

274、清除和预防冷凝器结水垢的方法1．机械除垢法2．酸洗法28

蒸发器是制冷系统中的另一种换热器。对制冷系统而言，它是从系统外吸热的换热器。蒸发器的作用是利用液态制冷剂在低压下沸腾，转变为蒸气并吸收被冷却物体或介质的热量，达到制冷目的。因此蒸发器是制冷系统中制取冷量和输出冷量的设备。二、蒸发器291、蒸发器的分类冷却液体载冷剂冷却空气或其他气体按被冷却介质的不同分

满液式非满液式（干式）循环式喷淋式按被供液方式的不同分30卧式壳管式蒸发器

卧式蒸发器

干式蒸发器

1）冷却液体载冷剂31氨卧式蒸发器结构返回32氟壳管式干式蒸发器33水箱型（沉浸式）蒸发器

直管式蒸发器

螺旋管式蒸发器蛇管（盘管）式蒸发器

34直管式蒸发器a）直管式蒸发器

b）螺旋管式蒸发器返回35氟蛇管（盘管）式蒸发器362）冷却空气的蒸发器

冷却自由运动空气的蒸发器冷却强制运动空气的蒸发器37图4—22冷却强制运动空气的蒸发器38

2．蒸发器选择计算蒸发器的选择计算包括确定蒸发器的传热面积，载冷剂流量等。39蒸发器传热面积的确定：1）制冷量Qo。制冷量即蒸发器的热负荷，一般是给定的，也可根据生产工艺或空调负荷进行计算，或根据制冷压缩机的制冷量来确定，同时应考虑到冷损耗。2）蒸发器的传热系数K（kW/m2·℃）和热流密度qf。蒸发器的传热系数K可按传热学公式进行计算，或按蒸发器生产厂提供的资料进行选取，作为初步估算也可采用经实际验证的推荐数值。各种蒸发器的传热系数K和热流密度qf（kW/m2）的推荐值见表4—7。3）传热温差Δtm。可按下式计算：℃（4—11）式中：t1——载冷剂进口温度，℃；

t2——载冷剂出口温度，℃；to——蒸发温度，℃。

Δtm或按表4—7选取。

4）传热面积A（m2）。可按下式计算：

m2

（4—12）

式中：qf——热流密度，kW／m2，其经验数据可按表4—7所列推荐值选取。40413、蒸发器的热力分析

沸腾有两种形式：泡状沸腾和膜状沸腾，从传热效果看，膜状沸腾较好。制冷装置中蒸发器内的温差不大，因此制冷剂液体的沸腾总处于泡状沸腾。424、蒸发器的热力分析影响制冷剂液体沸腾换热的主要因素：1、制冷剂液体物理性质的影响；2、制冷剂液体润湿能力的影响；3、制冷剂沸腾温度的影响；4、蒸发器构造的影响。43习题：一、填空1.在给定的冷凝器中，若换热面积一定，要提高传热量，主要途径有_________、__________。2.冷凝器中的传热过程，包括_________、__________、__________。3.凝结的形式有_________、__________，制冷剂在冷凝器的凝结，一般都是__________，但从换热效果看，以__________为好。4.蒸发器的选择计算包括_________、__________。5.蒸发器传热面积的确定步骤_________、__________、__________、__________。6.蒸发器内的传热效果受到__________、__________、__________等因素的影响。7.沸腾有两种形式：_______