第五章冷凝器

1、第四章第四章2.7 冷凝器系部：機械工程系專業(yè)：熱能與動力專業(yè)教師：張玲日期：2011年10月12第四章第四章本節(jié)主要內(nèi)容 1、冷凝器的應(yīng)用 2、什么是冷凝器，及其作用。 3、冷凝器的作用及其分類。第四章第四章什么是冷凝器？ 冷凝器(Condenser) 空調(diào)系統(tǒng)的機件，能將管子中的熱量，以很快的方式，傳到管子附近的空氣，大部分的汽車置于水箱前方。因此，冷凝器是把氣體或蒸氣轉(zhuǎn)變成液體的裝置。第四章第四章 應(yīng)用： 發(fā)電廠要用許多冷凝器使渦輪機排出的蒸氣得到冷凝； 在冷凍廠中用冷凝器來冷凝氨和氟利昂之類的致冷蒸氣。 石油化學(xué)工業(yè)中用冷凝器使烴類及其他化學(xué)蒸氣冷凝。 在蒸餾過程中，把蒸氣轉(zhuǎn)變成液態(tài)的

2、裝置稱為冷凝器。 所有的冷凝器都是把氣體或蒸氣的熱量帶走而運轉(zhuǎn)的。 第四章第四章在蒸氣壓縮式制冷裝置中在蒸氣壓縮式制冷裝置中 蒸發(fā)器蒸發(fā)器34壓縮機的作用是把壓力較低的蒸汽壓縮成壓力較高的蒸汽，使蒸汽的體積減小，壓力升高。 第四章第四章 壓縮機作為主機 一類是主要設(shè)備：蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機和節(jié)流閥是必不可少的四大件； 另一類是輔助設(shè)備：各種貯存、分離和安全保護等設(shè)備，這些設(shè)備的作用是改善制冷系統(tǒng)的工作條件，提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和安全可靠性。第四章第四章 這當(dāng)中蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備。制冷劑在其中吸收被冷卻物體的熱量實現(xiàn)制冷。壓縮機是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量

3、的設(shè)備，將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機功所轉(zhuǎn)化的熱量一起傳遞給冷卻介質(zhì)帶走。節(jié)流閥對制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數(shù)量，并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大部分。 實際制冷系統(tǒng)中，除上述四大件之外，常常有一些輔助設(shè)備，如電磁閥、分配器、干燥器、集熱器、易熔塞、壓力控制器等部件組成，它們是為了提高運行的經(jīng)濟性，可靠性和安全性而設(shè)置的。 第四章第四章制冷裝置的工作原理 壓縮機吸入從蒸發(fā)器出來的較低壓力的工質(zhì)蒸汽，使之壓力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成壓力較高的液體，經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后，成為壓力較低的液體后，送入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)而成為壓力較低的蒸汽，再送入蒸發(fā)器的入

4、口，從而完成制冷循環(huán)。 第四章第四章 液體制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻的物體熱量之后，汽化成低溫低壓的蒸汽、被壓縮機吸入、壓縮成高壓高溫的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷卻介質(zhì)(水或空氣)放熱，冷凝為高壓液體、經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流為低壓低溫的制冷劑、再次進入蒸發(fā)器吸熱汽化，達到循環(huán)制冷的目的。這樣，制冷劑在系統(tǒng)中經(jīng)過蒸發(fā)、壓縮、冷凝、節(jié)流四個基本過程完成一個制冷循環(huán)。 制冷系統(tǒng)的工作原理第四章第四章第一節(jié) 冷凝器冷凝器的冷凝器的作用作用： 是將壓縮機排出的高溫、高壓制冷劑過熱蒸氣冷卻及冷凝成液體。制冷劑在冷凝器中放出的熱量由冷卻介質(zhì)（水或空氣）帶走。第四章第四章一、冷凝器的分類一、冷凝器的分類水冷式冷凝

5、器水冷式冷凝器 冷凝器中制冷劑放出的熱量被冷卻水帶走。冷卻水可以一次流過，也可以循環(huán)使用。當(dāng)循環(huán)使用時，需設(shè)置冷卻塔或冷卻水池。水冷式冷凝器分為殼管式、套管式、板式、螺旋板式等幾種類型。 空氣冷卻式冷凝空氣冷卻式冷凝器器 通常，空氣冷卻式冷凝器也叫風(fēng)冷式冷凝器。空氣在冷凝器管外流動，冷凝器中制冷劑放出的熱量被空氣帶走，制冷劑在管內(nèi)冷凝。這類冷凝器中有自然對流空氣冷卻式冷凝器和強制對流空氣冷卻式冷凝器。 水和空氣聯(lián)合冷水和空氣聯(lián)合冷卻式冷凝器卻式冷凝器 冷凝器中制冷劑放出的熱量同時由冷卻水和空氣帶走，冷卻水在管外噴淋蒸發(fā)時，吸收氣化潛熱，使管內(nèi)制冷劑冷卻和冷凝。因此耗水量少。這類冷凝器中有淋水式

6、冷凝器和蒸發(fā)式冷凝器兩種類型。 第四章第四章第四章第四章二、冷凝器的結(jié)構(gòu)二、冷凝器的結(jié)構(gòu)水冷式冷凝器水冷式冷凝器立式殼管式冷凝器立式殼管式冷凝器臥式殼管式冷凝器臥式殼管式冷凝器 套管式冷凝器套管式冷凝器 第四章第四章 圖42 分水器結(jié)構(gòu) 圖41 立式殼管式冷凝器返回返回第四章第四章圖43 氨用臥式殼管式冷凝器圖44 氟用臥式殼管式冷凝器返回返回第四章第四章圖46 氨用套管式冷凝器 d)圖47 氟用套管式冷凝器a）頂視圖 b）側(cè)視圖 c）管斷面圖第四章第四章水和空氣聯(lián)合水和空氣聯(lián)合冷卻式冷凝器冷卻式冷凝器淋水式冷凝器淋水式冷凝器蒸發(fā)式冷凝器蒸發(fā)式冷凝器第四章第四章 圖48 橫管淋水式冷凝器返回返

7、回第四章第四章圖49 吸風(fēng)式蒸發(fā)式冷凝器1風(fēng)機及電機 2擋水板 3喯淋管 4冷卻管組 5箱體6進風(fēng)格柵 7水箱 8水泵圖410 鼓風(fēng)式蒸發(fā)式冷凝器第四章第四章空氣冷卻式冷凝器空氣冷卻式冷凝器自然對流空氣冷卻式冷凝器自然對流空氣冷卻式冷凝器 強制對流空氣冷卻式冷凝器強制對流空氣冷卻式冷凝器 第四章第四章圖411 自然對流空氣冷卻式冷凝器a）線管式冷凝器 b）百頁窗式冷凝器 c）板管式冷凝器返回返回第四章第四章圖412 強制對流空氣冷卻式冷凝器第四章第四章三、冷凝器的選擇和計算三、冷凝器的選擇和計算 冷凝器選擇計算的目的：冷凝器選擇計算的目的： 是通過熱力計算和傳熱計算，確定其傳熱面積，從而選用合

8、適的冷凝器，以及通過流體動力計算，確定冷卻介質(zhì)的流量和流過冷凝器的阻力損失，從而選擇泵或風(fēng)機的容量及功率。 第四章第四章冷凝器選擇計算 冷凝器的選擇計算包括確定冷凝器的傳熱面積、冷卻介質(zhì)流量及冷卻介質(zhì)在冷凝器中的流動阻力損失。第四章第四章32hhGQk冷凝器傳熱面積的確定：冷凝器傳熱面積的確定：1）冷凝器熱負荷Qk。這是指制冷劑蒸氣在冷凝器中排放出的總熱量，kW。一般情況下，它包括制冷劑在蒸發(fā)器中吸收的熱量及在壓縮過程中所獲得的機械功所轉(zhuǎn)換的熱量。可用下式表示： 式中：式中：QQk k冷凝器在計算工況下的熱負荷（冷凝器在計算工況下的熱負荷（kWkW）；）； QQo o壓縮機在計算工況下的制冷量

9、（壓縮機在計算工況下的制冷量（kWkW）；）； P Pi i壓縮機在計算工況下的消耗功率（壓縮機在計算工況下的消耗功率（kWkW）。）。iokPQQ（41） 冷凝器熱負荷也可按制冷循環(huán)的熱力計算確定，即冷凝器熱負荷也可按制冷循環(huán)的熱力計算確定，即（42） 式中：式中：G G制冷劑的質(zhì)量流量（制冷劑的質(zhì)量流量（kgkgs s）；）； h h2 2制冷劑進入冷凝器的比焓（制冷劑進入冷凝器的比焓（kJkJkgkg）；）； h h3 3制冷劑出冷凝器的比焓（制冷劑出冷凝器的比焓（kJkJkgkg）。第四章第四章okQQ圖圖413 冷凝器負荷系數(shù)冷凝器負荷系數(shù)a）氨系統(tǒng)）氨系統(tǒng) b）鹵代烴系統(tǒng)）鹵代烴系統(tǒng)對單級壓縮制冷循環(huán)，冷凝器熱負荷Qk也可按下式近似計算：式中：式中：冷凝器負荷系數(shù)，其值與制冷劑種類及冷凝器負荷系數(shù)，其值與制冷劑種類及運行工況有關(guān)，具體數(shù)值可由圖運行工況有關(guān)，具體數(shù)值可由圖查得。第四章第四章2 2）冷凝器傳熱系數(shù)冷凝器傳熱系數(shù)K（kW/m2）。各類冷）。各類冷凝器的傳熱系數(shù)和熱流密度凝器的傳熱系數(shù)和熱流密度qf（kW/ m2）可）可按表按表4-2的推薦值選取見表。的推薦值選取見表。2112lntttttttkkm3 3）傳熱溫差）傳熱溫差ttmm可按下式計算：可按下式計算： （44） 式中