第六章冷凝器

1、第六章冷凝器冷凝器的种类立式壳管式卧式壳管式套管式壳管式水冷冷凝器风冷冷凝器蒸发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，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，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，水垢易清除，体积小用水作为冷却介质，带走制冷剂冷凝时放出的热量。冷却水可以一次性使用（地下水和地表水），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。优点：制冷能力大，运行经济性好。缺点

2、：水系统比空气冷却系统复杂 水冷式冷凝器壳管式冷凝器套管式冷凝器螺旋板式冷凝器 常用的水冷式冷凝器壳管式冷凝器立式壳管式冷凝器冷却水靠重力沿管内流下的开式壳管式冷凝器，常用于大型氨制冷装置中。卧式壳管式冷凝器 冷却水在压力下流过水平管束的闭式壳管式冷凝器，常用于大、中型氨或氟利昂制冷装置中。 壳管式冷凝器立式壳管式冷凝器结构及工作原理1-放气管2-均压管3-安全阀接管4-配水箱5-管板6-进气管7-无缝钢管8-压力表接管9-出液管10-放油管分水器结构立式壳管式冷凝器外型气态制冷剂从中上部进入，很好地冲刷钢管外表面， 使之不致于形成较厚的液膜，提高传热系数；冷却水温升24，换热系数约70080

3、0W/（m2），换热管长约45m。 立式壳管式冷凝器适用水源充足、水质较差的地区，常用于大、中型氨制冷系统中 立式壳管式冷凝器的特点垂直安装，占地面积小； 无冻结危险，可安装在室外，不占用室内建筑面积；换热管是直管，便于清除铁锈和污垢，且清洗时不必停止系统的运行，对冷却水水质要求不高。冷却水用量大；制冷剂泄漏不易发现；体型比较笨重。立式壳管式冷凝器的优、缺点卧式壳管式冷凝器结构及工作原理两流程和四流程端盖内侧图卧式壳管式冷凝器外形圆缺形加挡板：增大壳程流体的湍动，提高壳程的多管程：增大管内流体u，提高管内的圆盘形圆盘形圆缺形降液管(液体通道)平顶型溢流堰(液层气液接触面积)受液区开孔区(气体通

4、道)一、板式塔类型、结构及特点：优点：弹性大、操作稳定可靠。缺点：结构复杂，制造成本高，压降大，液泛气速 低，故生产能力较小。板式塔 特点：结构简单、造价低、压降小、生产能 力大、操作弹性可达23、板式塔特点：结构上较泡罩简单，比筛板复杂，操作弹性大、 生产能力大。板式塔压延孔板旋流塔板 斜孔塔板 板式塔氟利昂卧式壳管式冷凝器卧式壳管式冷凝器种类卧式壳管式冷凝器1-出口2-端盖3-垫片4-管板5-放空气阀接头6-气态制冷剂进口7-挡气板8-管架10-安全阀接头11-水室放气旋塞12-水室放水旋塞13-泄放阀接头14-冷却管15-液态制冷剂出口16-水入口(1)安全阀：冷剂压力过高打开，通过管路

5、将冷剂泄往舷外。冷凝器(2)放空气阀：装在壳体最高处，泄放不凝性气体。注意：应在压缩机停车时进行放气。冷凝器(3)水室放气旋塞：装在端盖最高处，泄放水侧空气。冷凝器(3)水室泄水旋塞：装在端盖最低处，检修或长期停用时泄放存水。冷凝器 卧式壳管式冷凝器种类（1）氨用410个水程；淡水流速0.8 1.2m/s,海水0.7m/s，技术数据（2）氟利昂用薄壁低肋片铜管（螺纹管），提高放热系数高，技术数据冷却水的行程较长，流速高，水侧的换热系数大；提高冷却水进出口的温差，减少冷却水用量；氨系统用光滑钢管；氟利昂系统采用低肋铜管，强化氟利昂侧的冷凝放热。卧式壳管式冷凝器的特点冷却水温升：46氨系统：冷却水

6、流速0.51.5m/s，传热温差5，换热系数700900W/（m2），单位面积热负荷10715234 W/m2；氟系统：冷却水流速1.83.0m/s，传热温差7，换热系数9001600W/（m2）卧式壳管式冷凝器的特点冷却水流速高，传热系数较立式高；结构紧凑，占地面积较小；冷却水温升较大，冷却水耗用量较少。冷却水阻力较大；清洗不方便，要求冷却水水质较好。 卧式壳管式冷凝器的优缺点2、套管式冷凝器结构及工作原理氟利昂套管式冷凝器氨套管式再冷器内管中冷却水下进上出，外套管内高压气态制冷剂上进下出，为逆流式换热，传热效果好，传热系数1100 W/m2左右；套管式冷凝器的特点 结构紧凑，制造简单，价格

7、便宜、传热特性好； 冷凝液体过冷度大；冷却水耗量较少。制冷剂侧和冷却水侧阻力都较大清洗不方便，要求冷却水水质好；单位体积换热面积小（约20m2/m3，壳管式为100200 m2/m3）。套管式冷凝器的优点3、螺旋板式冷凝器与壳管式冷凝器比较，螺旋板式冷凝器不但体积小、重量轻，而且传热系数高。主要缺点：不适用于高压，内部不易清洗和检修，只能利用软化水或中等硬度的冷却水。 螺旋管式冷凝器 板式冷凝器 优点：系统简单，不需要冷却水，适用于缺水或供水困难的地区；风冷热泵：从空气取热量。缺点 ：传热系数低；在水源充足的地方，水冷式设备的初投资和运行费用均低于风冷设备；冷凝温度高，压缩机容量比水冷式大15

8、。 风冷式冷凝器的优缺点自然对流式风冷冷凝器噪声小但冷凝器传热系数低自然对流式风冷冷凝器的特点优点流程短， 压力损失小，减少排气压力及压缩机功耗； 进出管通径是变化的，气态时通径大，液态时通径小，使换热面积被充分利用，减小设备尺寸； 使冷凝器内制冷剂温度及流量分配均匀，提高放热性能； 加快了流速，提高放热性能；传热效率比管片式提高3040，通路阻力降低2533，内容积减少20，大幅度提高其放热性能。缺点：制造加工工艺更复杂。 管带式风冷冷凝器的优缺点平行流冷凝器外形强制对流式风冷冷凝器结构1-肋片 2-传热管 3-上封板 4-左端板 5-进气集管6-弯头7-出液集管 8-下封板 9-前封板10

9、-轴流风机 11-装配螺钉特点有噪声，但传热系数有所上升 管片式风冷冷凝器结构翅片盘管的结构及端板形式70.35，9.520.35， 12.70.5，15.80.75 排列方式正三角形正方形直列正方形错列换热器中传热管的规格和排列方式传热管规格优点： 结构简单，加工方便 缺点：流程长;进出管径一样大，管道内空间未被充分利用，对充分进行热交换不利，而且增加了排气压力和压缩机功耗; 清理焊接氧化皮不方便，且散热效率较低。管片式风冷冷凝器的特点蒸发式冷凝器和淋水式冷凝器吸入式压送式蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器实物图填料型（水预冷型）蒸发式冷凝器 水预冷型蒸发式冷凝器通过循环水预先冷却可将换热盘管面积减少

10、515%，但要增加预冷填料、风道等设施，使设备体积增大。此蒸发式冷凝器的操作原理和冷却塔基本相似。 逆流型蒸发式冷凝器与水预冷型蒸发式冷凝器相比由于冷凝、换热盘管还要肩负着对未汽化的滴落下来的水的冷却作用，换热盘管面积需要稍大一些。但由于减少了预冷填料、风道等设施，整个设备体积相对小巧一些，综合看两者制造成本基本一致。带翅片预冷器的蒸发式冷凝器该蒸发式冷凝器的显著特点是高温工质在进入盘管组件前，先通过翅片部件利用从盘管和热交换器中排出的湿空气排入大气前对其进行大风量、大温差的冷却，使翅片管内的高温工质得到预冷后进入蒸发式冷凝器进行常规冷却和冷凝。循环水量比水冷式少得多（只有水冷冷凝器的510）

11、，补水量少（只有水冷冷凝器的1/501/25），适合于缺水和气候干燥地区使用；风机流量小（不到风冷冷凝器的50）；换热量受湿球温度影响很大，气候越干燥效果越好；吸入式蒸发式冷凝器气流均匀地经过冷凝盘管，传热效果比压送式好，但风机在高温高湿下运行，易发生故障；水泵功率小，节省运行费用；初投资高。冷却水不断循环使用，水垢层增长较快，需要使用经过软化处理的水。蒸发式冷凝器的特点注意：进口空气的湿球温度ts1与当地气象条件有关风量配备与ts1有关。ts1越高则所要求的送风量就越大，送风耗能也越多。所以送风量的配备应从节能和性能要求两方面综合考虑水量配备以保证润湿全部换热表面为原则。随意增大配水量会造成

12、水泵功耗上升，水的 飞散损失增大，运行成本提高。蒸发式冷凝器的特点蒸发式冷凝器在实际应用中的问题 1、喷头堵塞，引起冷凝管组没有被均匀润湿，使冷凝压力升高，需要经常清洗。 2、管组结垢 ：配置先进的电子水除垢仪 ，另外还可通过控制循环水使用周期，以及排污来控制杂质的积聚。3、水量的合理分布问题4、腐蚀问题 2、淋水式冷凝器2、淋水式冷凝器通常采用水平盘管的型式 一般是露天布置 而且常装在冷却水塔的下面缺点：占地面积大,金属耗量大,目前生产和使用较少。冷凝器型式Kc(W/m2K)（W/m2）tm（K）立式壳管式（氨）卧室壳管式（氨 （氟利昂）风冷冷凝器蒸发式冷凝器套管式冷凝器7008008001000700150025355007501000120035004500450060003500700025035015002800400060005757578123446各种冷凝器的热力性能自然对流式空气冷却器冷却排管具有存液量少，其充液量约为排管内容积的40%左右，操作维护方便等优点。但存在管内制冷剂流动阻力大，蒸发后的蒸