制冷熱交換器

第七章制冷熱交換器12一、冷凝器冷凝器的作用：是將壓縮機(jī)排出的高溫、高壓制冷劑過(guò)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。31、冷凝器的分類水冷式冷凝器

空氣冷卻式冷凝器

水和空氣聯(lián)合冷卻式冷凝器

4立式殼管式冷凝器臥式殼管式冷凝器

套管式冷凝器

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(guò)，也可以循環(huán)使用。當(dāng)循環(huán)使用時(shí)，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。水冷式冷凝器5

立式殼管式冷凝器返回6圖4—3氨用臥式殼管式冷凝器臥式殼管式冷凝器返回7套管式冷凝器

d)8自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器

強(qiáng)制對(duì)流空氣冷卻式冷凝器

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(dòng)，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(duì)流空氣冷卻式冷凝器和強(qiáng)制對(duì)流空氣冷卻式冷凝器?？諝饫鋮s式冷凝器9自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器返回10強(qiáng)制對(duì)流空氣冷卻式冷凝器11水和空氣聯(lián)合冷卻式冷凝器淋水式冷凝器蒸發(fā)式冷凝器冷凝器中制冷劑放出的熱量同時(shí)由冷卻水和空氣帶走，冷卻水在管外噴淋蒸發(fā)時(shí)，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冷凝器和蒸發(fā)式冷凝器兩種類型。12

淋水式冷凝器返回13吸風(fēng)式蒸發(fā)式冷凝器鼓風(fēng)式蒸發(fā)式冷凝器142、冷凝器的選擇和計(jì)算冷凝器選擇計(jì)算的目的：是通過(guò)熱力計(jì)算和傳熱計(jì)算，確定其傳熱面積，從而選用合適的冷凝器，以及通過(guò)流體動(dòng)力計(jì)算，確定冷卻介質(zhì)的流量和流過(guò)冷凝器的阻力損失，從而選擇泵或風(fēng)機(jī)的容量及功率。15冷凝器選擇計(jì)算冷凝器的選擇計(jì)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(dòng)阻力損失。16冷凝器傳熱面積的確定：1）冷凝器熱負(fù)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(guò)程中所獲得的機(jī)械功所轉(zhuǎn)換的熱量?？捎孟率奖硎荆菏街校篞k——冷凝器在計(jì)算工況下的熱負(fù)荷（kW）；

Qo——壓縮機(jī)在計(jì)算工況下的制冷量（kW）；

Pi——壓縮機(jī)在計(jì)算工況下的消耗功率（kW）。冷凝器熱負(fù)荷也可按制冷循環(huán)的熱力計(jì)算確定，即式中：G——制冷劑的質(zhì)量流量（kg／s）；

h2——制冷劑進(jìn)入冷凝器的比焓（kJ／kg）；

h3——制冷劑出冷凝器的比焓（kJ／kg）。17冷凝器負(fù)荷系數(shù)a）氨系統(tǒng)

b）鹵代烴系統(tǒng)對(duì)單級(jí)壓縮制冷循環(huán)，冷凝器熱負(fù)荷Qk也可按下式近似計(jì)算：式中：ψ——冷凝器負(fù)荷系數(shù)，其值與制冷劑種類及運(yùn)行工況有關(guān)，具體數(shù)值可由圖查得。182）冷凝器傳熱系數(shù)K（kW/m2·℃）。各類冷凝器的傳熱系數(shù)和熱流密度qf（kW/m2）的推薦值見(jiàn)表。19203）傳熱溫差Δtm?？砂聪率接?jì)算：℃（4—4）

式中：t1——冷卻介質(zhì)進(jìn)口溫度，℃；

t2——冷卻介質(zhì)出口溫度，℃；

tk——冷凝溫度，℃。傳熱溫差也可按表推薦值選取。214）冷凝器傳熱面積A（m2）?？砂聪率接?jì)算：

m2式中：q——熱流密度（kW／m2），其經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可按表所列推薦值選取。223、冷凝器的熱力分析

制冷劑蒸氣的熱量是通過(guò)冷凝器的傳熱表面?zhèn)鹘o水或者空氣，制冷劑側(cè)放出熱量的同時(shí)被冷凝成液體。23冷凝器中的傳熱過(guò)程，包括：1、制冷劑側(cè)蒸氣凝結(jié)放熱過(guò)程；2、通過(guò)金屬壁和污垢層的導(dǎo)熱過(guò)程；3、冷卻介質(zhì)側(cè)的吸熱過(guò)程。24凝結(jié)的形式有兩種：膜狀凝結(jié)與珠狀凝結(jié)。制冷劑在冷凝器的凝結(jié)，一般都是膜狀凝結(jié)。從換熱效果看，以珠狀凝結(jié)為好。251）影響制冷劑側(cè)蒸氣凝結(jié)放熱的因素制冷劑蒸氣的流速和流向的影響制冷劑蒸氣中含空氣或其它不凝性氣體的影響

制冷劑蒸氣中含油對(duì)凝結(jié)放熱的影響

傳熱壁面粗糙度的影響

冷凝器構(gòu)造型式的影響

262）影響冷卻介質(zhì)側(cè)放熱的因素

冷卻介質(zhì)的性質(zhì)

冷卻水或空氣的流速影響

冷卻介質(zhì)的潔凈程度

274、清除和預(yù)防冷凝器結(jié)水垢的方法1．機(jī)械除垢法2．酸洗法28

蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中的另一種換熱器。對(duì)制冷系統(tǒng)而言，它是從系統(tǒng)外吸熱的換熱器。蒸發(fā)器的作用是利用液態(tài)制冷劑在低壓下沸騰，轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵獠⑽毡焕鋮s物體或介質(zhì)的熱量，達(dá)到制冷目的。因此蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中制取冷量和輸出冷量的設(shè)備。二、蒸發(fā)器291、蒸發(fā)器的分類冷卻液體載冷劑冷卻空氣或其他氣體按被冷卻介質(zhì)的不同分

滿液式非滿液式（干式）循環(huán)式噴淋式按被供液方式的不同分30臥式殼管式蒸發(fā)器

臥式蒸發(fā)器

干式蒸發(fā)器

1）冷卻液體載冷劑31氨臥式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)返回32氟殼管式干式蒸發(fā)器33水箱型（沉浸式）蒸發(fā)器

直管式蒸發(fā)器

螺旋管式蒸發(fā)器蛇管（盤(pán)管）式蒸發(fā)器

34直管式蒸發(fā)器a）直管式蒸發(fā)器

b）螺旋管式蒸發(fā)器返回35氟蛇管（盤(pán)管）式蒸發(fā)器362）冷卻空氣的蒸發(fā)器

冷卻自由運(yùn)動(dòng)空氣的蒸發(fā)器冷卻強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)空氣的蒸發(fā)器37圖4—22冷卻強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)空氣的蒸發(fā)器38

2．蒸發(fā)器選擇計(jì)算蒸發(fā)器的選擇計(jì)算包括確定蒸發(fā)器的傳熱面積，載冷劑流量等。39蒸發(fā)器傳熱面積的確定：1）制冷量Qo。制冷量即蒸發(fā)器的熱負(fù)荷，一般是給定的，也可根據(jù)生產(chǎn)工藝或空調(diào)負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，或根據(jù)制冷壓縮機(jī)的制冷量來(lái)確定，同時(shí)應(yīng)考慮到冷損耗。2）蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)K（kW/m2·℃）和熱流密度qf。蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)K可按傳熱學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算，或按蒸發(fā)器生產(chǎn)廠提供的資料進(jìn)行選取，作為初步估算也可采用經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證的推薦數(shù)值。各種蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)K和熱流密度qf（kW/m2）的推薦值見(jiàn)表4—7。3）傳熱溫差Δtm?？砂聪率接?jì)算：℃（4—11）式中：t1——載冷劑進(jìn)口溫度，℃；

t2——載冷劑出口溫度，℃；to——蒸發(fā)溫度，℃。

Δtm或按表4—7選取。

4）傳熱面積A（m2）。可按下式計(jì)算：

m2

（4—12）

式中：qf——熱流密度，kW／m2，其經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可按表4—7所列推薦值選取。40413、蒸發(fā)器的熱力分析

沸騰有兩種形式：泡狀沸騰和膜狀沸騰，從傳熱效果看，膜狀沸騰較好。制冷裝置中蒸發(fā)器內(nèi)的溫差不大，因此制冷劑液體的沸騰總處于泡狀沸騰。424、蒸發(fā)器的熱力分析影響制冷劑液體沸騰換熱的主要因素：1、制冷劑液體物理性質(zhì)的影響；2、制冷劑液體潤(rùn)濕能力的影響；3、制冷劑沸騰溫度的影響；4、蒸發(fā)器構(gòu)造的影響。43習(xí)題：一、填空1.在給定的冷凝器中，若換熱面積一定，要提高傳熱量，主要途徑有_________、__________。2.冷凝器中的傳熱過(guò)程，包括_________、__________、__________。3.凝結(jié)的形式有_________、__________，制冷劑在冷凝器的凝結(jié)，一般都是__________，但從換熱效果看，以__________為好。4.蒸發(fā)器的選擇計(jì)算包括_________、__________。5.蒸發(fā)器傳熱面積的確定步驟_________、__________、__________、__________。6.蒸發(fā)器內(nèi)的傳熱效果受到__________、__________、__________等因素的影響。7.沸騰有兩種形式：_______