第九章冷凝器与蒸发器.docVIP

第九章冷凝器与蒸发器 第一节冷凝器的传热分析 冷凝器的位置： 制冷循环中，冷凝器在制冷压缩机后（高温高压制冷剂蒸气从压缩机出来后进入冷凝器）。 冷凝器的作用： 使用不同的冷却介质，将制冷压缩机出口的高温高压制冷剂气体等压冷却成制冷剂液体。 一、影响制冷剂侧蒸气凝结放热的因素 1.制冷剂蒸气的流速和流向 当蒸气与凝结的液膜做同向运动时，气流能促使冷凝液膜减薄和较快地与冷却壁面脱开，使放热系数增大。而当气流与液膜层流向相反时,放热系数的大小取决于制冷剂蒸气的流速。 考虑到制冷剂蒸气的流速和流向对传热的影响，立式壳管式冷凝器的蒸气进口一般总是设在冷凝器高度2/3处的筒体侧面，以便不使冷凝液膜太厚而影响传热。 2.传热壁面粗糙度的影响 壁面光滑、清洁，液膜流动阻力小，凝结的液体能较快流出，使液膜层减薄，放热系数相应增大。如果壁面粗糙，液膜的流动阻力增大，使液膜层增厚，放热系数也就降低，严重时放热系数下降20%～30%。冷凝管表面应保持光滑和清洁，以保证有较大的凝结传热系数。 3.制冷剂蒸气中含油时对凝结放热的影响 制冷剂蒸气中混有大量润滑油时，油将沉积在冷却壁面上形成导热系数很低的油膜，形成附加热阻，使制冷剂侧的传热系数降低。 因而，油在制冷剂中的溶解量不得超过规定范围，否则，会使传热系数降低。 在冷凝器的设计和运行中，应设置高效的油分离器，以减少制冷剂蒸气中的含油量，从而降低其对凝结放热的不良影响 4.制冷剂蒸气中含有空气或其他不凝性气体的影响 制冷系统中存在空气或其它不凝性气体是难以避免的。这些气体随制冷剂蒸气进入冷凝器，附着在凝结液膜附近，使制冷剂蒸气的分压力减低，不及时排除会使制冷剂放热系数大大下降、影响制冷剂蒸气的凝结放热。 5.冷凝器结构形式的影响 无论何种结构的冷凝器，都应设法使冷凝液体迅速地从冷却壁面离开。 二、影响冷却介质侧放热的因素 通常采用水或空气，由于水的热容量大于空气的热容量，因此用水作冷却介质的冷凝器的传热性能要优于用空气作冷却介质的冷凝器。另外，用水作冷却介质时，制冷系统的冷凝压力明显低于用空气作冷却介质的，这有利于制冷系统的安全工作。 第二节冷凝器的种类、结构、工作原理 （一）冷凝器的分类 一水冷式冷凝器 　　水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温升带走冷凝热量。冷却水一般循环使用，但系统中需设有冷却塔或凉水池。水冷式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器和套管式冷凝器两种，常见的是壳管式冷凝器。 1、立式壳管式冷凝器 　　立式冷凝器的主要特点是： 　　1由于冷却流量大流速高，故传热系数较高， 　　2垂直安装占地面积小，且可以安装在室外。 　　 3冷却水直通流动且流速大，故对水质要求不高，一般水源都可以作为冷却水。 4管内水垢易清除，且不必停止制冷系统工作。5）但因立式冷凝器中的冷却水温升一般只有2～4℃，对数平均温差一般在5～6℃左右，故耗水量较大。且由于设备置于空气中，管子易被腐蚀，泄漏时比易被发现。高温高压的氨气从冷凝器上部管接头进入管束外部空间，凝结成的高压液体从下部管接头排至贮液器。 　2、卧式壳管式冷凝器 卧式壳管式冷凝器简体由无缝钢管割制而成或由钢板卷制后焊接而成，壳体内装有许多根无缝钢管，用焊接或胀接法固定在简体两端的管板上，两端管板的外面用带有隔板的封盖封闭，使冷却水在筒内分成几个流程。冷却水在管内流动，从一端封盖的下部进入，按顺序通过每个管组，最后从同一端盖上部流出。这样可以提高冷却水的流动速度，增强传热效果。　　 高压高温的氨气从上部进入冷凝器管间，与管内冷却水充分发生热量交换后，氨气冷氟用卧式冷凝器 3、套管式冷凝器：将两种直径大小不同的无缝钢管连接呈同心圆的套管 制冷剂的蒸气从上方进入内外管之间的空腔，在内管外表面上冷凝，液体在外管底部依次下流，从下端流入贮液器中。冷却水从冷凝器的下方进入，依次经过各排内管从上部流出，与制冷剂呈逆流方式。氟用套管式冷凝器 4、螺旋板式冷凝器 1）冷却水从中心下部流入，沿螺旋通道流动从外围流出 2)氨蒸汽从冷凝器外围进入，经通道流动 工作原理 —— 两块4～5mm厚的钢板螺旋成筒体，两种流体逆向螺旋流动进行热交换，流动通道较大。 （二）、空气冷却式冷凝器 1、冷却介质为空气（用空气将冷凝热量吸收）。 空气冷却式冷凝器：空气自然对流 空气强制对流 2、工作原理：制冷剂蒸气从冷凝器上端 的分配器进入蛇形管盘管中，自上而下地 通过管壁与管外的空气进行热交换，冷凝后的制冷剂液体从管下端流出。 3、材料：铜管弯成蛇形盘管，管外套有0.2—0.6mm铜片或铝片，片间距2—4mm （三）蒸发式冷凝器 1、蒸发式冷凝器 蒸