制冷原理與設(shè)備第八章

制冷原理與設(shè)備第八章第1頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.1傳熱基礎(chǔ)知識(shí)8.1.1傳熱基本方式換熱設(shè)備的工作原理是熱流體和冷流體同時(shí)在換熱器傳熱面兩側(cè)流動(dòng)，熱量通過壁面從熱流體傳給冷流體傳熱有三種基本方式，即熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射第2頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器熱傳導(dǎo)是指靜止物體（如氣體、液體、固體），由于分子、原子、電子的運(yùn)動(dòng)，使熱量從物體內(nèi)由高溫處向低溫處的傳遞。例如第3頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器熱對(duì)流或稱對(duì)流傳熱是指氣、液流體流動(dòng)引起的熱量傳遞，又分為強(qiáng)制對(duì)流和自然對(duì)流兩種

特點(diǎn)：加快液體或氣體的流動(dòng)速度，能加快對(duì)流傳熱。對(duì)流是液體和氣體特有的傳熱方式。第4頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器熱輻射是指物體發(fā)出輻射能，通過電磁波產(chǎn)生能量傳遞。當(dāng)溫度較高時(shí)才能發(fā)生制冷換熱設(shè)備的傳熱情況，往往是熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射兩種或三種傳熱方式組合作用的結(jié)果第5頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.1.2總傳熱系數(shù)與基本傳熱方程工程上，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常把以上復(fù)雜的熱傳遞過程用一個(gè)總傳熱系數(shù)來表示，當(dāng)傳熱面為圓管形狀時(shí)，常常以外傳熱表面為基準(zhǔn)面總傳熱系數(shù)的計(jì)算公式第6頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器換熱設(shè)備的基本傳熱公式

第7頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器順流和逆流時(shí)流體溫度的變化a）順流b）逆流第8頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.1.3常用制冷換熱設(shè)備傳熱參數(shù)表8-1常用制冷換熱設(shè)備總傳熱系數(shù)K的大致范圍換熱器名稱及型式傳熱系數(shù)/K/［W/(㎡·K)］相應(yīng)條件臥式冷凝器(氨)810～1050傳熱溫差4～6℃，單位面積冷卻水用量0.5～0.9m3/(㎡·h)臥式冷凝器(氟利昂)930～1169傳熱溫差,7～9℃，低肋管，肋化系數(shù)≥3.5，水速1.5～2.5m/s表8-2制冷裝置中常用材料的導(dǎo)熱系數(shù)λ材料λ/W/（m·℃）材料λ/W/（m·℃）銅鋁鋼新霜舊霜383．79227．9552．340.1180．55玻璃水玻璃絲棉發(fā)泡塑料空氣1.09320．5990．034890.046520．0244第9頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器表8-3常用的制冷和空調(diào)裝置中對(duì)流傳熱系數(shù)α流體的種類和狀態(tài)α/W/（m2·℃）流體的種類和狀態(tài)α/W/（m2·℃）靜止氣體流動(dòng)氣體靜止液體4～2010～50070～300流動(dòng)液體冷凝面R12蒸發(fā)面R12200～100016001700

表8-4常用制冷裝置污垢熱阻值流體名稱壁面污垢熱阻/（㎡·℃/W）流體名稱壁面污垢熱阻/（㎡·℃/W）河水，流速1m/s以下流速1m/s以上硬水，流速1m/s以下流速1m/s以上5.1590×10-43.4394×10-45.1950×10-45.1590×10-4有機(jī)化合物空氣溶劑蒸汽鹽水0.8598×10-43.4394×10-41.7194×10-41.7197×10-4第10頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.2蒸發(fā)器8.2.1影響蒸發(fā)器傳熱的主要因素1.生產(chǎn)中應(yīng)控制蒸發(fā)器在泡狀沸騰下操作2.控制潤(rùn)滑油進(jìn)入蒸發(fā)器3.蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于氣液分離8.2.2冷卻空氣的蒸發(fā)器1．自然對(duì)流式冷卻空氣的蒸發(fā)器又稱為排管,根據(jù)其安裝的位置分為有墻排管、頂排管、擱架式排管等多種形式；從構(gòu)造形式上可分為立式、臥式和盤管式等類型第11頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器冷庫(kù)盤管式墻排管蒸發(fā)器第12頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器2．強(qiáng)迫對(duì)流式冷卻空氣的蒸發(fā)器

第13頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.2.3臥式管殼式蒸發(fā)器1．滿液式蒸發(fā)器優(yōu)點(diǎn)是：（1）結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積?。唬?）傳熱性能好；（3）制造和安裝較方便；（4）用鹽水作載冷劑，不易腐蝕和避免鹽水濃度被空氣中水分稀釋第14頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器第15頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器第16頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器第17頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器2．干式殼管式蒸發(fā)器

第18頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器第19頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器干式殼管式蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)：（1）充液量少，為管內(nèi)容積的40%左右（2）受制冷劑液體靜壓力的影響較少；（3）排油方便；（4）載冷劑結(jié)冰不會(huì)脹裂管子；（5）制冷劑液面容易控制；（6）結(jié)構(gòu)緊湊。干式殼管式蒸發(fā)器缺點(diǎn)：制冷劑在換熱管束內(nèi)供液不易均勻，弓形折流板制造與裝配比較麻煩，載冷劑在折流板孔和換熱管間、折流板外周與筒體間容易產(chǎn)生泄漏旁流，從而降低傳熱效果第20頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.2.4板式蒸發(fā)器第21頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器板式換熱器具有如下特點(diǎn)：1）體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，比同樣傳熱面積的殼管式換熱器體積小60%；2）總傳熱系數(shù)高，約為2000～3000W/（㎡·K）；3）流速小，流動(dòng)阻力損失??；4）能適應(yīng)流體間的小溫差傳熱，可降低冷凝溫度，提高制冷壓縮機(jī)性能；5）制冷劑充注量少；（6）質(zhì)量輕，熱損失小。第22頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.2.5沉浸式蒸發(fā)器當(dāng)用水作為載冷劑時(shí)，可將水冷卻到接近于0℃，適用于空調(diào)系統(tǒng)；當(dāng)用鹽水作為載冷劑時(shí)，可將水冷卻到－10～－20℃，適用于鹽水池制冰或食品的冷加工第23頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.3冷凝器冷凝器是一個(gè)使制冷劑向外放熱的換熱器。壓縮機(jī)的排氣（或經(jīng)油分離器后）進(jìn)入冷凝器后，將熱量傳遞給周圍介質(zhì)——水或空氣，制冷劑蒸氣冷卻凝結(jié)為液體。冷凝器按其冷卻介質(zhì)和冷卻方式，可以分為空氣冷卻式、水冷卻式和蒸發(fā)冷卻式三種類型8.3.1影響冷凝傳熱的主要因素1．制冷劑凝結(jié)方式2．減少蒸汽中不凝氣的含量3．減少蒸汽中含油第24頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五臥式殼管式冷凝器1-出口2-端蓋3-墊片4-管板5-放空氣閥接頭6-氣態(tài)制冷劑進(jìn)口7-擋氣板8-管架10-安全閥接頭11-水室放氣旋塞12-水室放水旋塞13-泄放閥接頭14-冷卻管15-液態(tài)制冷劑出口16-水入口第8章蒸發(fā)器與冷凝器第25頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五(1)安全閥：冷劑壓力過高打開，通過管路將冷劑泄往舷外。第8章蒸發(fā)器與冷凝器第26頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五(2)放空氣閥：裝在殼體最高處，泄放不凝性氣體。注意：應(yīng)在壓縮機(jī)停車時(shí)進(jìn)行放氣。第8章蒸發(fā)器與冷凝器第27頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五(3)水室放氣旋塞：裝在端蓋最高處，泄放水側(cè)空氣。第8章蒸發(fā)器與冷凝器第28頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五(3)水室泄水旋塞：裝在端蓋最低處，檢修或長(zhǎng)期停用時(shí)泄放存水。第8章蒸發(fā)器與冷凝器第29頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器1.蒸發(fā)器的構(gòu)造冷卻液體的蒸發(fā)器冷卻空氣的蒸發(fā)器蒸發(fā)盤管

(自然對(duì)流)冷風(fēng)機(jī)

(強(qiáng)迫對(duì)流)第30頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五干式殼管蒸發(fā)器第8章蒸發(fā)器與冷凝器第31頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五蒸發(fā)盤管：主要用于冷庫(kù)繞片式蛇行管第8章蒸發(fā)器與冷凝器第32頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五套片式蛇行管第8章蒸發(fā)器與冷凝器第33頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五繞片式排管第8章蒸發(fā)器與冷凝器第34頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器空氣冷卻式冷凝器

8.3.2空氣冷卻式冷凝器第35頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.3.3水冷式冷凝器1．套管式冷凝器

第36頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器第37頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器淋水式冷凝器第38頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器2．殼管式冷凝器

第39頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器第40頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器3．板式冷凝器

第41頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.3.4蒸發(fā)冷卻式冷凝器優(yōu)點(diǎn)是：（1）用水量少；（2）結(jié)構(gòu)緊湊，可安裝在屋頂上，節(jié)省占地面積。蒸發(fā)式冷卻冷凝器的耗水量少，特別適合用于缺水和氣候干燥的地區(qū)特別適用于缺水地區(qū)，通常安裝在制冷機(jī)房的屋頂上。缺點(diǎn)是：冷卻水不斷循環(huán)使用，水垢層增長(zhǎng)較快，需要使用經(jīng)過軟化處理的水。第42頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器第43頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.4傳熱過程的強(qiáng)化1．增大傳熱面積2．增大對(duì)數(shù)平均溫度度差3．增大總傳熱系數(shù)

4．降低污垢熱阻值

5．降低管壁熱阻第44頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.4傳熱過程的強(qiáng)化1．增大傳熱面積2．增大對(duì)數(shù)平均溫度度差3．增大總傳熱系數(shù)4．降低污垢熱阻值5．降低管壁熱阻第45頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.4傳熱過程的強(qiáng)化 1．增大傳熱面積 2．增大對(duì)數(shù)平均溫度度差 3．增大總傳熱系數(shù) 4．降低污垢熱阻值 5．降低管壁熱阻第46頁(yè)，共47頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第8章蒸發(fā)器與冷凝器思考題1.什么叫順流？什么叫逆流？2.影響總傳熱系數(shù)的因素有哪些？3.傳熱