制冷热交换器课件.ppt

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1、第四章制冷热交换器在蒸气压缩式制冷装置中压缩机作为主机一类是主要设备：冷凝器、蒸发器、节流机构等，这些是完成制冷循环必不可少的设备；另一类是辅助设备：各种贮存、分离和安全保护等设备，这些设备的作用是改善制冷系统的工作条件，提高系统运行的经济性和安全可靠性。第一节冷凝器冷凝器的作用：是将压缩机排出的高温、高压制冷剂过热蒸气冷却及冷凝成液体。制冷剂在冷凝器中放出的热量由冷却介质（水或空气）带走。一、冷凝器的分类水冷式冷凝器冷凝器中制冷剂放出的热量被冷却水带走。冷却水可以一次流过，也可以循环使用。当循环使用时，需设置冷

2、却塔或冷却水池。水冷式冷凝器分为壳管式、套管式、板式、螺旋板式等几种类型。空气冷却式冷凝器通常，空气冷却式冷凝器也叫风冷式冷凝器。空气在冷凝器管外流动，冷凝器中制冷剂放出的热量被空气带走，制冷剂在管内冷凝。这类冷凝器中有自然对流空气冷却式冷凝器和强制对流空气冷却式冷凝器。水和空气联合冷却式冷凝器冷凝器中制冷剂放出的热量同时由冷却水和空气带走，冷却水在管外喷淋蒸发时，吸收气化潜热，使管内制冷剂冷却和冷凝。因此耗水量少。这类冷凝器中有淋水式冷凝器和蒸发式冷凝器两种类型。二、冷凝器的结构水冷式冷凝器立式壳管式冷凝器卧式

3、壳管式冷凝器套管式冷凝器图4—2分水器结构图4—1立式壳管式冷凝器返回图4—3氨用卧式壳管式冷凝器图4—4氟用卧式壳管式冷凝器返回图4—6氨用套管式冷凝器d)图4—7氟用套管式冷凝器a）顶视图b）侧视图c）管断面图水和空气联合冷却式冷凝器淋水式冷凝器蒸发式冷凝器图4—8横管淋水式冷凝器返回图4—9吸风式蒸发式冷凝器1—风机及电机2—挡水板3—喯淋管4—冷却管组5—箱体6—进风格栅7—水箱8—水泵图4—10鼓风式蒸发式冷凝器空气冷却式冷凝器自然对流空气冷却式冷凝器强制对流空气冷却式冷凝器图4—11自然对流空气冷却式

4、冷凝器a）线管式冷凝器b）百页窗式冷凝器c）板管式冷凝器返回图4—12强制对流空气冷却式冷凝器三、冷凝器的选择和计算冷凝器选择计算的目的：是通过热力计算和传热计算，确定其传热面积，从而选用合适的冷凝器，以及通过流体动力计算，确定冷却介质的流量和流过冷凝器的阻力损失，从而选择泵或风机的容量及功率。冷凝器选择计算冷凝器的选择计算包括确定冷凝器的传热面积、冷却介质流量及冷却介质在冷凝器中的流动阻力损失。冷凝器传热面积的确定：1）冷凝器热负荷Qk。这是指制冷剂蒸气在冷凝器中排放出的总热量，kW。一般情况下，它包括制冷剂在

5、蒸发器中吸收的热量及在压缩过程中所获得的机械功所转换的热量。可用下式表示：式中：Qk——冷凝器在计算工况下的热负荷（kW）；Qo——压缩机在计算工况下的制冷量（kW）；Pi——压缩机在计算工况下的消耗功率（kW）。（4—1）冷凝器热负荷也可按制冷循环的热力计算确定，即（4—2）式中：G——制冷剂的质量流量（kg／s）；h2——制冷剂进入冷凝器的比焓（kJ／kg）；h3——制冷剂出冷凝器的比焓（kJ／kg）。图4—13冷凝器负荷系数a）氨系统b）卤代烃系统对单级压缩制冷循环，冷凝器热负荷Qk也可按下式近似计算：（4

6、—3）式中：ψ——冷凝器负荷系数，其值与制冷剂种类及运行工况有关，具体数值可由图4—2查得。2）冷凝器传热系数K（kW/m2·℃）。各类冷凝器的传热系数和热流密度qf（kW/m2）的推荐值见表4—2。3）传热温差Δtm。可按下式计算：℃（4—4）式中：t1——冷却介质进口温度，℃；t2——冷却介质出口温度，℃；tk——冷凝温度，℃。传热温差也可按表4—2推荐值选取。4）冷凝器传热面积A（m2）。可按下式计算：m2（4—5）式中：q——热流密度（kW／m2），其经验数据可按表4—2所列推荐值选取。四、冷凝器的热力分

7、析凝结的形式有两种：膜状凝结与珠状凝结。制冷剂在冷凝器的凝结，一般都是膜状凝结。从换热效果看，以珠状凝结为好。1．影响制冷剂侧蒸气凝结放热的因素制冷剂蒸气的流速和流向的影响传热壁面粗糙度的影响制冷剂蒸气中含空气或其它不凝性气体的影响制冷剂蒸气中含油对凝结放热的影响冷凝器构造型式的影响2.影响冷却介质侧放热的因素冷却介质的性质冷却水或空气的流速影响冷却介质的洁净程度五、清除和预防冷凝器结水垢的方法1．机械除垢法2．酸洗法第二节蒸发器蒸发器是制冷系统中的另一种换热器。对制冷系统而言，它是从系统外吸热的换热器。蒸发器的

8、作用是利用液态制冷剂在低压下沸腾，转变为蒸气并吸收被冷却物体或介质的热量，达到制冷目的。因此蒸发器是制冷系统中制取冷量和输出冷量的设备。一、蒸发器的分类冷却液体载冷剂冷却空气或其他气体按被冷却介质的不同分满液式非满液式（干式）循环式喷淋式按被供液方式的不同分卧式壳管式蒸发器卧式蒸发器干式蒸发器图4—16氨卧式蒸发器结构返回图4—18氟壳管式干式蒸发器a）直管式b）U形管式