油空气调节用制冷技术8教程.ppt

第四章 制冷装置的换热设备;;第一节 换热器; 制冷设备使用的材料随介质不同而异 氨对黑色金属无侵蚀作用，而对铜及其合金的侵蚀性强烈，所以氨制冷装置中设备都用钢材制成。而氟利昂对一般金属材料无侵蚀作用，可以使用铜或铜合金制造。对于以海水作为冷却介质的冷凝器仍然可采用铜管或铜镍合金管，而氨冷凝器采用铜管时，必须采取加厚和增加镀锌保护等措施。以盐水作为载冷剂的氟利昂蒸发器，铜管上也应增加锌保护层，以延长使用寿命。 ; 研制高效节能换热设备、发展新的热交换元器件和新型式的换热器，是当今制冷技术发展的重要内容。例如：蒸发器表面多孔管（即超流E管）、干式蒸发器螺旋槽管、空冷冷凝器的波纹形和条缝形翅片、水冷冷凝器表面锯齿形管（即超流C管）、高翅化系数低螺纹管、利于提高管内蒸气流速的扁椭圆管、外焊钻孔间断翅片的异型换热管、全铝冷凝器等等的开发。以及工艺先进、结构紧凑、效率高的板式和板翅式换热器在制冷装置中的大量应用，全面展示了当代制冷科技进步的新成就，反映了现代制冷装置发展的新水平。;第一节 冷凝器的种类和工作原理;1.水冷式冷凝器 这种型式的冷凝器用水作为冷却介质，带走制冷剂冷凝时放出的热量。冷却水可以一次性使用，也可以循环使用。用循环水时，必须配有冷却塔或冷水池，保证水不断得到冷却。根据其结构不同，主要有壳管式、套管式和焊接板式冷凝器。;（1）壳管式冷凝器： 壳管冷凝器分卧式和立式两大类 卧式壳管冷凝器：优点是传热系数较高 ，冷却水用量较少，操作管理方便，但是，对冷却水的水质要求较高。目前大、中型氟利昂和氨制冷装置普遍采用这种冷凝器。 立式壳管冷凝器：优点是可以垂直安装，占地面积小；无冻结危险，可以安装在室外，不占用室内建筑面积；冷却水自上而下直通流动，便于清除铁锈和污垢，且清洗时不必停止系统运行，对冷却水的水质要求不高。缺点是冷却水用量大，体形比较笨重。目前多用于大中型氨制冷系统。 ;;采用铜管时传热系数可提高10%左右。铜管易于在管外加工肋片，以利于氟利昂侧的传热，一般在采用铜质肋片管以后，其氟利昂侧换热系数较相同规格光管大1.5~2倍。铜质滚轧低肋管剖面尺寸及结构如图4-2所示。 ; （2）套管式冷凝器： 它是由不同直径的管子套在一起，并弯制成螺旋形或蛇形的一种水冷式冷凝器。如图4-3所示，制冷剂蒸气在套管间冷凝，冷凝液从下面引出，冷却水在直径较小的管道内自下而上流动，与制冷剂成逆流式，因此传热效果较好。 ; （2）套管式冷凝器： 同卧式壳管冷凝器相似，目前使用的套管式冷凝器的传热管也多采用铜制的高效冷凝管，且制冷机蒸气同时受传热管内冷却水和无缝钢管外的空气冷却，加上氟利昂和冷却水的纯逆向流动，故传热效果较好。 优点：套管式冷凝器具有结构紧凑、制造简单、价格便宜、冷凝液体再冷度较大、冷却水耗量较少。缺点：两侧流体的流动阻力均较大，且清除水垢较困难。目前多用于单机制冷量小于40kW的小型氟利昂制冷机组中。; （3）焊接板式冷凝器 特点 优点：体积小、重量轻、传热效率高、可靠性好、加工过程简单，近年来得到广泛应用。 缺点：内容积小、难以清洗、内部渗漏不易修复。 应用时应注意的问题 注意消除不凝性气体 系统设置储液器 提高冷却水的水质;; 2.风冷式冷凝器 这种冷凝器以空气为冷却介质，制冷剂在管内冷凝，空气在管外流动，吸收管内制冷剂蒸气放出的热量。由于空气的换热系数较小，管外（空气侧）常常要设置肋片，以强化管外换热。分为空气自然对流和空气强制对流两种型式。 ; （1）空气自由运动的空冷冷凝器： 该冷凝器利用空气在管外流动时吸收制冷剂排放的热量后，密度发生变化引起空气的自由流动而不断地带走制冷剂蒸气的凝结热。它不需要风机，没有噪声，多用于小型制冷装置。目前应用非常普遍的是丝管式结构的空气自由运动式冷凝器。如图4-4所示。 ; （2）空气强制流动的空冷冷凝器： 如图4-5所示，它由一组或几组带有肋片的蛇管组成。制冷剂蒸气从上部集管进入蛇管，其管外肋片用以强化空气侧换热，补偿空气表面传热系数过低的缺陷。在结构方面，沿空气流动方向的管排数愈多，则后面排管的传热量愈小，使换热能力不能得到充分利用。为提高换热面积的利用率，管排数以取4~6排为好。 ; （2）空气强制流动的空冷冷凝器： 风冷式冷凝器与水冷式冷凝器相比较，在冷却水充足的地方，水冷式设备的初投资和运行费均低于风冷式设备；采用风冷式冷凝器由于夏季室外空气温度较高，冷凝温度一般可达50℃，为了获得同样的制冷量，制冷压缩机的容量约需增大15%。但是，采用风冷式冷凝器的制冷系统组成简单，可缓解水源紧张，并易于构成空气源热泵，故目前中小型氟利昂制冷