制冷換熱器及輔助設(shè)備課件

1、31 七月 20221第五章制冷換熱器及輔助設(shè)備概述 在制冷設(shè)備中，除去起主導(dǎo)作用的緊縮機(jī)外，還包括其他一些設(shè)備，這些設(shè)備統(tǒng)稱輔機(jī)。其中換熱器占很大比重，而且在制冷系統(tǒng)中起著重要的作用。制冷換熱器的換熱機(jī)理 制冷機(jī)的換熱器，大少數(shù)是面式換熱器，熱量從一種流體經(jīng)過(guò)金屬壁傳給另一種流體。制冷劑在管內(nèi)活動(dòng)外部空氣熱傳達(dá)遞制冷機(jī)換熱器的分類按面式換熱器的結(jié)構(gòu)型式分： 殼管式、蛇管式、螺旋管式、板翅式等。按換熱器用途分：冷凝器、蒸發(fā)器、中間冷卻器、回?zé)釤峤涣髌鞯?。幾種換熱器的外形圖第一節(jié) 肋片管式換熱器一、面式換熱器加肋的緣由 由于管內(nèi)外的放熱系數(shù)相差懸殊，管外空氣側(cè)的放熱系數(shù)較小，通常只要3050 w

2、/m2.，而管內(nèi)R12或R22的放熱系數(shù)可高達(dá)10003000 w/m2. ，所以在蛇管外部設(shè)有肋片，以強(qiáng)化傳熱，這種具有肋片的蛇管式換熱器稱為肋片管式換熱器。 它是目前車輛制冷設(shè)備中普遍采用的結(jié)構(gòu)型式。 二、肋管型式及其參數(shù)1、肋管的型式較多，罕見(jiàn)的肋管有： 繞片管 軋片管 套圈管 套片或套圈管繞片管 繞片管是將薄鋼帶內(nèi)側(cè)軋有皺折用公用機(jī)具繞在光銅管外，然后整根肋管緊固所以接觸熱阻小，但其根部帶有皺折，易于污臟，肅清較困難，因此只適宜在蒸發(fā)器上采用。 軋片管 是在同一金固管外軋制出肋片，它的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有 接觸熱阻但肋化系數(shù)小，重量大。纏絲管 纏絲管是在光管外纏繞針形肋帶，靠膠合緊固這種肋管紊流

3、換熱性好，且可制成非直線肋管，但空氣活動(dòng)阻力大 針形肋帶套片肋管 套片式肋管是將預(yù)先沖好孔的厚0.20.3mm的鋁片，用套片機(jī)套在管族上，根部帶有卷邊，用以增大與管子的接觸面積。鋁片銅管2、肋管參數(shù)節(jié)距 e24mm肋片厚度0.20.4mm肋高 h712mm管徑 dw加肋水平用肋化系數(shù)表示 =FW / Fn肋片管束計(jì)算尺寸表示圖肋片的計(jì)算高度表示圖3、肋片效率 說(shuō)明肋片熱交流的有效性，設(shè)肋片根部與空氣之間的溫差 肋片平均溫度與空氣之間的溫差為顯然有：定義稱肋片效率說(shuō)明肋片熱交流的有效性 總是小于1肋片效率與肋片的導(dǎo)熱熱阻及肋片管外側(cè)的放熱系數(shù)有關(guān)，隨肋片的厚度和節(jié)距的添加及h的減小而增大。因此肋

4、片熱交流器常運(yùn)用導(dǎo)熱功用良好的銅質(zhì)、鋁質(zhì)作為肋片。的意義三、肋片管式換熱器的傳熱剖析與計(jì)算1、傳熱進(jìn)程：空氣側(cè)放熱經(jīng)過(guò)管壁與肋片的導(dǎo)熱管內(nèi)制冷劑與管壁的對(duì)流放熱管內(nèi)傳熱外部換熱管壁傳熱管內(nèi)制冷劑管外空氣熱流 Q2、肋片管換熱器傳熱系數(shù)k的閱歷公式式中： -污垢系數(shù) -肋化系數(shù) -肋片管內(nèi)冷劑的當(dāng)量放熱系數(shù) -肋片與管的接觸熱阻 -肋片管外空氣側(cè)當(dāng)量放熱系數(shù)空氣側(cè)放熱系數(shù) 空氣橫向流過(guò)肋片管簇的放熱狀況比流過(guò)光管管按時(shí)更為復(fù)雜，它除了與活動(dòng)狀況、物性容數(shù)、沖擊角、管于的陳列方式等有關(guān)外，還與肋片間距、肋片高、肋片厚等要素有關(guān)。 要得出各種要素對(duì)放熱的影響，必需對(duì)肋片管停止少量的實(shí)驗(yàn)。目前關(guān)于空氣

5、流過(guò)肋片管時(shí)放熱系數(shù)的計(jì)算，通常運(yùn)用閱歷公式來(lái)停止計(jì)算。肋片管放熱系數(shù)的閱歷公式式中：-管外平均放熱系數(shù)-經(jīng)過(guò)肋片間的空氣流速 m / s肋片管內(nèi)冷劑的當(dāng)量放熱系數(shù)計(jì)算冷凝器，制冷劑在管內(nèi)為冷凝氣體變?yōu)橐后w蒸發(fā)器，制冷劑在管內(nèi)為沸騰液體變?yōu)闅怏w管內(nèi)制冷劑的當(dāng)量換熱系數(shù)與制冷劑在管內(nèi)的形狀有關(guān)，需求對(duì)詳細(xì)的狀況停止剖析。3、肋片管換熱器傳熱溫差的計(jì)算公式普通采用對(duì)數(shù)平均溫差 ：大溫差小溫差tkt1t2式中：兩流體的大溫差：兩流體的小溫差：4、換熱器傳熱面積F的計(jì)算式中：換熱器的傳熱量換熱器的傳熱系數(shù)換熱器的傳熱面積換熱器的平均傳熱溫差第二節(jié) 肋片管式冷凝器和蒸發(fā)器一、冷凝器結(jié)構(gòu) 冷凝器是使制冷劑

6、將熱量放給冷卻介質(zhì)(水或空氣)的換熱設(shè)備，從緊縮機(jī)出來(lái)的高溫高壓制冷劑蒸氣在冷凝器中停止冷卻、冷凝以致過(guò)冷。三種類型的冷凝器按其冷卻方式可： 水冷式 空氣冷卻式 蒸發(fā)淋激式 (此種方式，制冷劑冷凝時(shí)放出的熱量主要被水蒸發(fā)時(shí)吸收的汽化潛熱帶走)。 車輛用制冷設(shè)備中，由于運(yùn)用條件的限制，只采用空氣冷卻式，即風(fēng)冷冷凝器。 采用空氣冷卻比擬簡(jiǎn)便，但冷凝壓力高、尺寸大、能量消耗也較大。風(fēng)冷冷凝器也用于其他小型制冷機(jī)上，如冰箱、冷藏柜、冷藏汽車、窗式空調(diào)器等。 風(fēng)冷冷凝器都做成蛇管式，外套肋片，制冷劑蒸氣在管內(nèi)冷凝，空氣在軸流式回風(fēng)機(jī)的作用下，在蛇管外橫向流過(guò)。為了使冷凝器的結(jié)構(gòu)緊湊，通常是作生長(zhǎng)方體形，

7、幾蛇管并聯(lián)在一同。上進(jìn)下出式風(fēng)冷冷凝器結(jié)構(gòu)圖1 分配集管 2-冷凝蛇管 3-集液器橫進(jìn)橫出式風(fēng)冷冷凝器結(jié)構(gòu)圖制冷劑蒸汽入口制冷劑液體出口冷卻用空氣冷凝器單元外部結(jié)構(gòu)圖h 肋高 dw 管徑 肋厚e 肋片節(jié)距典型的風(fēng)冷冷凝器外形圖一典型的風(fēng)冷冷凝器外形圖二自然對(duì)流的冷凝器外形圖二、蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu) 蒸發(fā)器是制冷機(jī)的另一主要熱交流設(shè)備。在蒸發(fā)器中，制冷劑液體在較高溫度下蒸發(fā)沸騰而轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵?，?yīng)用制冷劑的蒸發(fā)潛熱，吸收被冷卻介質(zhì)的熱量而使被冷卻介質(zhì)的溫度降低。所以，蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中發(fā)生和輸入冷量的設(shè)備。1冷卻液體水、鹽水等的蒸發(fā)器 冷卻液體的蒸發(fā)器有殼管臥式蒸發(fā)器、干式蒸發(fā)器和沉溺式蒸發(fā)器；2冷卻空氣的

8、蒸發(fā)器 冷卻空氣的蒸發(fā)器有冷卻排管和直接蒸發(fā)式空氣冷卻器兩種。 蒸發(fā)器的分類 直接蒸發(fā)式空氣冷卻器也稱冷風(fēng)機(jī)，它適用于各種空調(diào)機(jī)組、冷藏庫(kù)及高溫實(shí)驗(yàn)箱中。它的特點(diǎn)是制冷劑在蛇管內(nèi)吸熱蒸發(fā)，管外空氣在風(fēng)機(jī)作用下強(qiáng)迫活動(dòng)。由于空氣是強(qiáng)迫活動(dòng)，所以傳熱系數(shù)比冷卻排管高。 車輛制冷系統(tǒng)中，采用的蒸發(fā)器均為直接蒸發(fā)式空氣冷卻器。（a）橫向垂直；（b）水平；（c）傾斜。1-膨脹閥；2-分液器；3-分液管；4-匯集管；4-回氣管；6-感溫包。直接蒸發(fā)式空氣冷卻器及其裝置位置表示圖典型的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)圖典型的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)圖平板形表冷器結(jié)構(gòu)圖分液器第三節(jié) 輔佐設(shè)備 在實(shí)踐的制冷系統(tǒng)中，為改善制冷裝置的任務(wù)條件，提高運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性和平安牢靠性，還必需設(shè)一些輔佐設(shè)備，如貯液器、氣液分別器、枯燥過(guò)濾器等。一、枯燥過(guò)濾器 在客車空調(diào)裝置制冷系統(tǒng)節(jié)流裝置前的輸液管上，都裝有枯燥過(guò)濾器，它是制冷系統(tǒng)的污染設(shè)備。其作用是消弭制冷劑中的水分和機(jī)械雜質(zhì)。 枯燥過(guò)濾器主要由殼體，濾網(wǎng)，枯燥劑，進(jìn)、出液管接頭號(hào)組成 。1-進(jìn)液管接頭；2-壓蓋；3-濾網(wǎng)；4-枯燥劑；5-出液管接頭；6-殼體；7