1、4-1 冷凝器的種類及工作原理冷凝器的種類及工作原理Condenser1.1 冷凝器的種類冷凝器的種類第四章第四章 制冷裝置的換熱設備制冷裝置的換熱設備冷凝器冷凝器立式殼管式立式殼管式臥式殼管式臥式殼管式套管式殼管式套管式殼管式水冷冷凝器水冷冷凝器風冷冷凝器風冷冷凝器蒸發式冷凝器蒸發式冷凝器淋激式冷凝器淋激式冷凝器傳熱系數高，占地面積小，清洗方便；耗水量大，體型笨重傳熱系數高，占地面積小，清洗方便；耗水量大，體型笨重傳熱系數高，耗水量小，占空間?。凰|要求高，清洗不易，留出拔管空間傳熱系數高，耗水量小，占空間小；水質要求高，清洗不易，留出拔管空間傳熱系數高，機組占地面積小，結構簡單；金屬耗傳熱

2、系數高，機組占地面積小，結構簡單；金屬耗量大，清洗困難，水阻力大量大，清洗困難，水阻力大不需水，安裝簡單，可置于屋面；傳熱系數小，不需水，安裝簡單，可置于屋面；傳熱系數小，受環境溫度影響大，惡化環境，除塵困難受環境溫度影響大，惡化環境，除塵困難省水，造價低，結構簡單，省水，造價低，結構簡單，水垢易清除，體積小水垢易清除，體積小省水，造省水，造價低，結價低，結構簡單，構簡單，可現場制可現場制作，水垢作，水垢易清除；易清除；金屬耗量金屬耗量大，占地大，占地面積大面積大焊焊接接板板式式具有體積小、重量輕、傳熱效率高、可靠性好、具有體積小、重量輕、傳熱效率高、可靠性好、加工過程簡單等優點加工過程簡單等

3、優點立式殼管式冷凝器臥式殼管式冷凝器套管式冷凝器焊焊接接板板式式冷冷凝凝器器風冷冷凝器 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 蒸發式冷凝器蒸發式冷凝器預冷器擋水板淋水器空氣冷凝盤管制冷劑液體出空氣自來水浮球閥溢流排污管空氣溢水口接水口淋水泵制冷劑蒸氣進風機淋激式冷凝器淋激式冷凝器1.2 冷凝器中的傳熱過程冷凝器中的傳熱過程2.1 傳熱過程傳熱過程制冷劑側制冷劑側的放熱的放熱金屬壁和垢金屬壁和垢層的導熱層的導熱冷卻劑側冷卻劑側的放熱的放熱2.2 傳熱系數傳熱系數1000)1(1iwfoieFFRFFRK水冷冷凝器水冷冷凝器(以傳熱管外表面計算以傳熱管外表面計算)(式中各參數見書注解式中各參數

4、見書注解):風冷冷凝器風冷冷凝器(以傳熱管外表面計算，制冷劑管內流動以傳熱管外表面計算，制冷劑管內流動):10001)1(wfnoieRFFFFRK制冷劑側制冷劑側放熱熱阻放熱熱阻油膜熱阻油膜熱阻管壁導管壁導熱熱阻熱熱阻冷卻劑側冷卻劑側污垢熱阻污垢熱阻冷卻劑側冷卻劑側放熱熱阻放熱熱阻金屬壁內側金屬壁內側油膜的導熱油膜的導熱冷凝的對數或算術平均溫差：冷凝的對數或算術平均溫差： 2112lntttttttkkm2.3 冷凝器的設計計算冷凝器的設計計算確定冷凝器確定冷凝器的熱負荷的熱負荷確定冷凝確定冷凝器的型式器的型式計算傳計算傳熱溫差熱溫差計算傳計算傳熱面積熱面積計算冷計算冷卻水量卻水量根據以上確

5、定的面積根據以上確定的面積FK，由于考慮到：，由于考慮到：使用后的污垢熱阻將降低傳熱效率；制使用后的污垢熱阻將降低傳熱效率；制冷系統的容量波動，故要加上安全系數：冷系統的容量波動，故要加上安全系數：510%，因此，因此FK*=(1.051.1)FKQK=MR(h2-h3)= 0+Pth經驗公式：開啟式經驗公式：開啟式 QK=Q0 冷負荷系數冷負荷系數=f(tK,t0,工質工質,氣缸氣缸冷卻方式冷卻方式) 全封閉式全封閉式QK=Q0(A+BtK) 28oC=tK=54OC:R12:A=0.9,B=0.053 R22:A=0.88,B=0.042FK=QK/(Ktm)傳熱系數查表傳熱系數查表氣候條

6、氣候條件件水質水水質水量量工藝要工藝要求求用戶要用戶要求求)(12wwwKKttCQW計算傳計算傳熱系數熱系數冷凝器的熱力性能冷凝器的熱力性能見表見表4-42.4.冷凝器的性能Performance冷凝器的熱負荷：冷凝器的排熱量:iKPQQ0單位時間內必須排走的熱量(要求)。單位時間內被冷卻介質所帶走的熱量(完成)。)21()(1wwkkkktttKAttKAQ12wwwttt進口水溫冷凝溫度冷卻水管外表總面積冷凝器傳熱系數根據冷卻水帶走的熱量計算冷凝器的排熱量)(12wwwwkttCGQ水的比熱水的質量流量)(21111wkwwkttCGKAQ)21()(1wwkkkktttKAttKAQ)

7、/(12wwkwwwCGQtttQtk(pk)Ct0= 0oC)(21111wkwwkttCGKAQkQ1wt1wtC11kQ臟污、有空氣(K )管子被浸沒多(A )水量不足(Gw )換熱面積過小(A )(1)冷凝器的影響tk(pk) C22kQ(2)冷卻水溫的影響tw1升高為tw1Q k kQt0= +5oCC3(3)吸入壓力的影響p0(t0)升高tk(pk) p0(t0)降低tk(pk) t0= -5oCC4第四章第四章 冷凝器和蒸發器冷凝器和蒸發器2. 蒸發器蒸發器2.1 蒸發器的分類蒸發器的分類蒸發器蒸發器滿液式滿液式非滿液式非滿液式循環式循環式噴淋式噴淋式盤管中全為制盤管中全為制冷劑

8、。沸騰放冷劑。沸騰放熱系數高；工熱系數高；工質充灌量大，質充灌量大，對于對于F系統，系統，com回油困難回油困難。盤管內為氣、盤管內為氣、液共存狀態。液共存狀態。工質充灌量少，工質充灌量少，易于易于com回油；回油；傳熱效果較滿傳熱效果較滿液式差液式差。泵強制工質循環。泵強制工質循環。沸騰放熱系數高，沸騰放熱系數高，com回油較易；回油較易；系統投資高，運系統投資高，運行費高。行費高。用泵將工質噴淋在傳熱用泵將工質噴淋在傳熱面上。沸騰放熱系數高，面上。沸騰放熱系數高，工質充灌量小，能消除工質充灌量小，能消除靜液高度對蒸發溫度的靜液高度對蒸發溫度的影響；設備費用高影響；設備費用高2.2 常用蒸發

9、器常用蒸發器第四章第四章 冷凝器和蒸發器冷凝器和蒸發器蒸發器蒸發器冷卻液體的蒸發器冷卻液體的蒸發器冷卻空氣的蒸發器冷卻空氣的蒸發器水箱式水箱式蒸發器蒸發器臥式殼管臥式殼管蒸發器蒸發器干式殼管干式殼管蒸發器蒸發器冷卻冷卻盤管盤管冷風機冷風機直接蒸發式直接蒸發式空氣冷卻器空氣冷卻器滿液式滿液式非滿液式非滿液式非滿液式非滿液式滿液式滿液式滿液式殼管蒸發器干式殼管蒸發器冷卻盤管有：頂排管、墻排管、單層管、多層管等多種形式。氟利昂直接蒸發式空氣冷卻器第四章 冷凝器和蒸發器2.2 蒸發器的傳熱系數2.2.1 傳熱過程蒸發器傳熱過程與冷凝器相同：制冷劑側的放熱金屬壁和垢層的導熱載冷劑側的放熱蒸發器的傳熱系數

10、K的計算與冷凝器基本相同，但制冷劑側的放熱為沸騰放熱，故放熱系數與冷凝器不同，值也不同。金屬壁內側油膜的導熱計算任務：決定所需要的傳熱面積，選出定型計算任務：決定所需要的傳熱面積，選出定型結構的蒸發器。結構的蒸發器。mtKA0蒸發器的選擇計算蒸發器的選擇計算一、耗冷量一、耗冷量0 0 0是選擇制冷設備的主要依據。是選擇制冷設備的主要依據。0 0（11223344）1 1圍護結構耗冷量；圍護結構耗冷量；2 2被冷卻物體的熱量；被冷卻物體的熱量；3 3開門和通風換氣時的耗冷量；開門和通風換氣時的耗冷量；4 4運行管理耗冷量（包括電機、照明以及運行管理耗冷量（包括電機、照明以及操操 作管理人員等）作

11、管理人員等）附加系數，考慮制冷設備和低溫管路的冷附加系數，考慮制冷設備和低溫管路的冷損損 失，一般為失，一般為1.21.2。二、蒸發器的平均傳熱溫差二、蒸發器的平均傳熱溫差tm020112lntttttttmt1載冷劑進入蒸發器溫度；載冷劑進入蒸發器溫度；t2載冷劑離開蒸發器溫度；載冷劑離開蒸發器溫度；t0蒸發溫度。蒸發溫度。 三、蒸發器傳熱系數K值2.蒸發器的性質蒸發器的制冷量: 單位時間的吸熱量。kW )(0ttAKtAKQroz冷劑平均蒸發溫度被冷卻介質平均溫度傳熱系數傳熱面積傳熱溫差冷風機、蒸發盤管冷卻液體的蒸發器510oC氨：氨：5oC氟利昂氟利昂:610oCQ0t0(p0)tr1Z

12、1(蒸發器)C(壓縮機)(0ttAKtAKQroz制冷劑供液不足A K 結霜嚴重風速下降蒸發面積太小單機多庫部分庫停用壓縮機性能(減缸)下降t0 2C1庫溫降低tr tr1制冷量Q0z 4.7其他換熱設備其他換熱設備一、再冷卻器一、再冷卻器作用：使冷凝后的液態制冷劑達到一定的再冷度，以減小節流損失，提高制冷能力和有利于液態制冷劑輸送。 二、回熱器二、回熱器 作用：（1）對于R12、R134a和R502等，通過回熱提高制冷劑裝置的制冷系數；（2）使得節流裝置前制冷劑液體再冷；（3）使蒸發器出口制冷劑蒸汽中夾帶的液體氣化，以提高制冷壓縮機的效率和防止壓縮機液擊。三、中間冷卻器三、中間冷卻器 中間冷卻器用于雙級壓縮制冷裝置，它的結構隨循環的形式而有所不同。 雙級壓縮氨制冷裝置采用中間完全冷卻，所以其中間冷卻器用來同時冷卻高壓氨液及低壓壓縮機排出的氨氣。氨中間冷卻器結構如圖。四、冷凝蒸發器