空气调节用制冷技术_04冷凝器和蒸发器

1、4-1 冷凝器的种类及工作原理冷凝器的种类及工作原理Condenser1.1 冷凝器的种类冷凝器的种类第四章第四章 制冷装置的换热设备制冷装置的换热设备冷凝器冷凝器立式壳管式立式壳管式卧式壳管式卧式壳管式套管式壳管式套管式壳管式水冷冷凝器水冷冷凝器风冷冷凝器风冷冷凝器蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器淋激式冷凝器淋激式冷凝器传热系数高，占地面积小，清洗方便；耗水量大，体型笨重传热系数高，占地面积小，清洗方便；耗水量大，体型笨重传热系数高，耗水量小，占空间小；水质要求高，清洗不易，留出拔管空间传热系数高，耗水量小，占空间小；水质要求高，清洗不易，留出拔管空间传热系数高，机组占地面积小，结构简单；金属耗传热

2、系数高，机组占地面积小，结构简单；金属耗量大，清洗困难，水阻力大量大，清洗困难，水阻力大不需水，安装简单，可置于屋面；传热系数小，不需水，安装简单，可置于屋面；传热系数小，受环境温度影响大，恶化环境，除尘困难受环境温度影响大，恶化环境，除尘困难省水，造价低，结构简单，省水，造价低，结构简单，水垢易清除，体积小水垢易清除，体积小省水，造省水，造价低，结价低，结构简单，构简单，可现场制可现场制作，水垢作，水垢易清除；易清除；金属耗量金属耗量大，占地大，占地面积大面积大焊焊接接板板式式具有体积小、重量轻、传热效率高、可靠性好、具有体积小、重量轻、传热效率高、可靠性好、加工过程简单等优点加工过程简单等

3、优点立式壳管式冷凝器卧式壳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风冷冷凝器 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器预冷器挡水板淋水器空气冷凝盘管制冷剂液体出空气自来水浮球阀溢流排污管空气溢水口接水口淋水泵制冷剂蒸气进风机淋激式冷凝器淋激式冷凝器1.2 冷凝器中的传热过程冷凝器中的传热过程2.1 传热过程传热过程制冷剂侧制冷剂侧的放热的放热金属壁和垢金属壁和垢层的导热层的导热冷却剂侧冷却剂侧的放热的放热2.2 传热系数传热系数1000)1(1iwfoieFFRFFRK水冷冷凝器水冷冷凝器(以传热管外表面计算以传热管外表面计算)(式中各参数见书注解式中各参数

4、见书注解):风冷冷凝器风冷冷凝器(以传热管外表面计算，制冷剂管内流动以传热管外表面计算，制冷剂管内流动):10001)1(wfnoieRFFFFRK制冷剂侧制冷剂侧放热热阻放热热阻油膜热阻油膜热阻管壁导管壁导热热阻热热阻冷却剂侧冷却剂侧污垢热阻污垢热阻冷却剂侧冷却剂侧放热热阻放热热阻金属壁内侧金属壁内侧油膜的导热油膜的导热冷凝的对数或算术平均温差：冷凝的对数或算术平均温差： 2112lntttttttkkm2.3 冷凝器的设计计算冷凝器的设计计算确定冷凝器确定冷凝器的热负荷的热负荷确定冷凝确定冷凝器的型式器的型式计算传计算传热温差热温差计算传计算传热面积热面积计算冷计算冷却水量却水量根据以上确

5、定的面积根据以上确定的面积FK，由于考虑到：，由于考虑到：使用后的污垢热阻将降低传热效率；制使用后的污垢热阻将降低传热效率；制冷系统的容量波动，故要加上安全系数：冷系统的容量波动，故要加上安全系数：510%，因此，因此FK*=(1.051.1)FKQK=MR(h2-h3)= 0+Pth经验公式：开启式经验公式：开启式 QK=Q0 冷负荷系数冷负荷系数=f(tK,t0,工质工质,气缸气缸冷却方式冷却方式) 全封闭式全封闭式QK=Q0(A+BtK) 28oC=tK=54OC:R12:A=0.9,B=0.053 R22:A=0.88,B=0.042FK=QK/(Ktm)传热系数查表传热系数查表气候条

6、气候条件件水质水水质水量量工艺要工艺要求求用户要用户要求求)(12wwwKKttCQW计算传计算传热系数热系数冷凝器的热力性能冷凝器的热力性能见表见表4-42.4.冷凝器的性能Performance冷凝器的热负荷：冷凝器的排热量:iKPQQ0单位时间内必须排走的热量(要求)。单位时间内被冷却介质所带走的热量(完成)。)21()(1wwkkkktttKAttKAQ12wwwttt进口水温冷凝温度冷却水管外表总面积冷凝器传热系数根据冷却水带走的热量计算冷凝器的排热量)(12wwwwkttCGQ水的比热水的质量流量)(21111wkwwkttCGKAQ)21()(1wwkkkktttKAttKAQ)

7、/(12wwkwwwCGQtttQtk(pk)Ct0= 0oC)(21111wkwwkttCGKAQkQ1wt1wtC11kQ脏污、有空气(K )管子被浸没多(A )水量不足(Gw )换热面积过小(A )(1)冷凝器的影响tk(pk) C22kQ(2)冷却水温的影响tw1升高为tw1Q k kQt0= +5oCC3(3)吸入压力的影响p0(t0)升高tk(pk) p0(t0)降低tk(pk) t0= -5oCC4第四章第四章 冷凝器和蒸发器冷凝器和蒸发器2. 蒸发器蒸发器2.1 蒸发器的分类蒸发器的分类蒸发器蒸发器满液式满液式非满液式非满液式循环式循环式喷淋式喷淋式盘管中全为制盘管中全为制冷剂

8、。沸腾放冷剂。沸腾放热系数高；工热系数高；工质充灌量大，质充灌量大，对于对于F系统，系统，com回油困难回油困难。盘管内为气、盘管内为气、液共存状态。液共存状态。工质充灌量少，工质充灌量少，易于易于com回油；回油；传热效果较满传热效果较满液式差液式差。泵强制工质循环。泵强制工质循环。沸腾放热系数高，沸腾放热系数高，com回油较易；回油较易；系统投资高，运系统投资高，运行费高。行费高。用泵将工质喷淋在传热用泵将工质喷淋在传热面上。沸腾放热系数高，面上。沸腾放热系数高，工质充灌量小，能消除工质充灌量小，能消除静液高度对蒸发温度的静液高度对蒸发温度的影响；设备费用高影响；设备费用高2.2 常用蒸发

9、器常用蒸发器第四章第四章 冷凝器和蒸发器冷凝器和蒸发器蒸发器蒸发器冷却液体的蒸发器冷却液体的蒸发器冷却空气的蒸发器冷却空气的蒸发器水箱式水箱式蒸发器蒸发器卧式壳管卧式壳管蒸发器蒸发器干式壳管干式壳管蒸发器蒸发器冷却冷却盘管盘管冷风机冷风机直接蒸发式直接蒸发式空气冷却器空气冷却器满液式满液式非满液式非满液式非满液式非满液式满液式满液式满液式壳管蒸发器干式壳管蒸发器冷却盘管有：顶排管、墙排管、单层管、多层管等多种形式。氟利昂直接蒸发式空气冷却器第四章 冷凝器和蒸发器2.2 蒸发器的传热系数2.2.1 传热过程蒸发器传热过程与冷凝器相同：制冷剂侧的放热金属壁和垢层的导热载冷剂侧的放热蒸发器的传热系数

10、K的计算与冷凝器基本相同，但制冷剂侧的放热为沸腾放热，故放热系数与冷凝器不同，值也不同。金属壁内侧油膜的导热计算任务：决定所需要的传热面积，选出定型计算任务：决定所需要的传热面积，选出定型结构的蒸发器。结构的蒸发器。mtKA0蒸发器的选择计算蒸发器的选择计算一、耗冷量一、耗冷量0 0 0是选择制冷设备的主要依据。是选择制冷设备的主要依据。0 0（11223344）1 1围护结构耗冷量；围护结构耗冷量；2 2被冷却物体的热量；被冷却物体的热量；3 3开门和通风换气时的耗冷量；开门和通风换气时的耗冷量；4 4运行管理耗冷量（包括电机、照明以及运行管理耗冷量（包括电机、照明以及操操 作管理人员等）作

11、管理人员等）附加系数，考虑制冷设备和低温管路的冷附加系数，考虑制冷设备和低温管路的冷损损 失，一般为失，一般为1.21.2。二、蒸发器的平均传热温差二、蒸发器的平均传热温差tm020112lntttttttmt1载冷剂进入蒸发器温度；载冷剂进入蒸发器温度；t2载冷剂离开蒸发器温度；载冷剂离开蒸发器温度；t0蒸发温度。蒸发温度。 三、蒸发器传热系数K值2.蒸发器的性质蒸发器的制冷量: 单位时间的吸热量。kW )(0ttAKtAKQroz冷剂平均蒸发温度被冷却介质平均温度传热系数传热面积传热温差冷风机、蒸发盘管冷却液体的蒸发器510oC氨：氨：5oC氟利昂氟利昂:610oCQ0t0(p0)tr1Z

12、1(蒸发器)C(压缩机)(0ttAKtAKQroz制冷剂供液不足A K 结霜严重风速下降蒸发面积太小单机多库部分库停用压缩机性能(减缸)下降t0 2C1库温降低tr tr1制冷量Q0z 4.7其他换热设备其他换热设备一、再冷却器一、再冷却器作用：使冷凝后的液态制冷剂达到一定的再冷度，以减小节流损失，提高制冷能力和有利于液态制冷剂输送。 二、回热器二、回热器 作用：（1）对于R12、R134a和R502等，通过回热提高制冷剂装置的制冷系数；（2）使得节流装置前制冷剂液体再冷；（3）使蒸发器出口制冷剂蒸汽中夹带的液体气化，以提高制冷压缩机的效率和防止压缩机液击。三、中间冷却器三、中间冷却器 中间冷却器用于双级压缩制冷装置，它的结构随循环的形式而有所不同。 双级压缩氨制冷装置采用中间完全冷却，所以其中间冷却器用来同时冷却高压氨液及低压压缩机排出的氨气。氨中间冷却器结构如图。四、冷凝蒸发器