制冷与低温技术原理—第6章+热交换过程与制冷设备

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1、现代制冷技术第6章制冷设备第六章制冷设备主要内容:制冷装置的换热设备；制冷装置的节流机构；制冷压缩机；蒸汽压缩式制冷装置的辅助设备。6.1制冷装置的换热设备6.1.1冷凝器制冷装置的热交换设备主要有：冷凝器，蒸发器，冷凝-蒸发器，中冷器，回热器，吸收器，发生器和溶液热交换器等。按照使用冷却介质和冷却方式的不同，分为三类：水冷冷凝器；空气冷却式冷凝器；蒸发式冷凝器。6.1.1冷凝器1.水冷式冷凝器用水作冷却介质，带走制冷剂冷凝时放出的热量；冷却水可使用江河湖海水或地下水；冷却水可以一次使用，也可循环使

2、用；循环使用的冷却水需配有水冷却塔或冷水池；结构：壳管式，套管式，板式等；特点：传热效率高，结构紧凑。多用于大中型制冷设备。6.1.1冷凝器（1）壳管式冷凝器立式壳管式冷凝器：大型氨制冷装置；卧式壳管式冷凝器：大中型氨或氟利昂制冷装置。氨卧式壳管式冷凝器：钢管；氟利昂卧式壳管式换热器：钢管或铜管。氨卧式壳管式冷凝器示意图Ф25-32mm的无缝钢管，国产：4-10个流程；安装排气阀，放水阀，集污包，压力表，安全阀，均压阀；水速0.8-1.5m/s，传热系数930-1160W/(m2.K)，单位面积换热

3、量4071-5234W/m2。立式壳管式冷凝器示意图壳体装有放油阀，放空阀，安全阀接管，顶端配有配水箱；换热管采用直径较小的无缝钢管，如：Ф38×3mm和Ф51×3.5mm，换热管高度约4-5m，冷却水温升2-4℃；传热系数约为698-814W/(m2.K)；优点：可以露天安装，节省机房面积，可以安装在冷却水塔的下面，简化冷却水系统，清洗水垢较方便，可以使用水质较差的冷却水；缺点：冷却水用量大，设备体积大，比较笨重，金属耗量大，搬运安装不方便，制冷剂泄露不易被发现。立式壳管式冷凝器说明；由不同直径的

4、管子套在一起，并弯制成蛇形或螺旋形；制冷剂蒸汽在套管间冷凝，冷凝液从下部引出，冷却水在直径较小的管道内自下而上流动，与制冷剂形成逆流式。换热效果较好。当水速为1-2m/s时，传热系数在900–1300W/(m2.K)；优点：结构简单，制作方便，传热效果好；缺点：冷却水和制冷剂两侧的流动阻力较大，金属消耗量大，对水垢清洗不方便；一般用在小型氟利昂制冷装置中。（2）套管式冷凝器套管式冷凝器6.1.1冷凝器2.空气冷却式冷凝器用空气作冷却介质，制冷剂在管内冷凝，空气在管外流动吸收管内制冷剂放出的热量；由于

5、空气的换热系数较小，管外（空气侧）常设置肋片，以强化管外换热；按空气流动方式的不同，分为：自然对流空气冷却式冷凝器：家用冰箱；强制对流空气冷却式冷凝器：小型氟利昂制冷设备，如：冷柜，家用空调，车载空调，冷藏车。（1）自然对流空气冷却式冷凝器自然对流空气冷却式冷凝器依靠空气在冷凝器被加热后自动上升的过程将冷凝器释放的热量带走；不需要风机，没有噪声，多用于小型制冷装置；目前普遍应用的是丝管式结构的空气自由运动式冷凝器。在蛇形传热管两侧焊有钢丝Ф1.4-Ф1.6mm，丝间距一般为4-10mm，传热管采用Ф

6、4-Ф6mm复合钢管（管外镀铜，又称帮迪管）；传热系数较低，可达9-16W/(m2.K)。（2）强制对流空气冷却式冷凝器1-肋片2-传热管3-上封板4-左端板5-进气集管6-弯头7-出液集管8-下封板9-前封板10-通风机11-装配螺钉6.1.1冷凝器3.蒸发式冷凝器3.蒸发式冷凝器优点：（1）用水量少；（2）结构紧凑，可安装在屋顶上，节省占地面积。蒸发式冷凝器的耗水量少，特别适合用于缺水和气候干燥的地区。通常安装在制冷机房的屋顶上。缺点：冷却水不断循环使用，水垢层增长较快，需要使用经过软化处理的水

7、。6.1.1冷凝器6.1.2蒸发器1.影响蒸发器传热的主要因素控制润滑油进入蒸发器；蒸发器结构应有利于气液分离，实际中出口装有气液分离器，保护压缩机的工作。2.分类按冷却的介质不同分为冷却液体载冷剂的蒸发器；冷却空气的蒸发器；根据供液方式的不同分为满液式蒸发器；干式蒸发器；循环式蒸发器；喷淋式蒸发器。1.满液式蒸发器按结构分为；卧式壳管式，直管式，螺旋管式等结构形式；共同特点：在蒸发器内充满了液态制冷剂液体，运行中吸热蒸发产生的制冷剂蒸汽不断从液体中分离出来，由于制冷剂与换热面充分接触，具有较大换热

8、系数。缺点：制冷剂充注量大，液住静压给蒸发温度造成不良影响。6.1.2蒸发器（1）壳管式满液式蒸发器卧式满液式蒸发器结构制冷剂在壳内管外蒸发，载冷剂在管内流动。一般为多程式。载冷剂的进出口设在端盖上，取下进上出走向，制冷剂液体从壳底部或侧面进入壳内，蒸汽由上部引出。壳内制冷剂液体始终保持约为壳径70%-80%的静液面高度。安装排气阀，放水阀，集污包，压力表，安全阀，均压阀；氨壳管式蒸发器采用无缝钢管，氟利昂壳管式蒸发器采用铜管，管外加肋片。载冷剂流速为1.0-1.5m