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1、第七章冷凝器與蒸發(fā)器第一節(jié)冷凝器的分類及結(jié)構(gòu)1、分類臥式殼管式水殼管式立式殼管式冷套管式式板式螺旋板式風冷式自然對流式：平板、百葉窗強迫對流式：套片式肋管，繞片式肋管蒸發(fā)式淋激式2、結(jié)構(gòu)1）殼管式冷凝器如圖由殼體、管板，管子三部分組成，冷卻水在管內(nèi)通過，制冷劑在管外流動得到冷卻、冷凝，冷凝后的液體由筒殼下部流入貯液器，冷凝器端蓋設(shè)有放氣閥（注水時排除管內(nèi)空氣）和放水閥（停用時防止腐蝕和凍裂）。制冷劑入口制冷劑出口立式殼管式冷凝器不設(shè)端蓋，冷卻水從上部進入冷凝器。用于氟里昂時，因氟里昂放熱系數(shù)小，故采用肋片以增大換熱面積。臥式冷凝器
2、結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱系數(shù)大，冷卻水耗量較少，操作管理方便，被廣泛采用。但臥式冷凝器對冷卻水的水質(zhì)要求較高，水溫低，清洗水垢不方便。2）套管式冷凝器套管式冷凝器是兩種不同直徑的管子套在一起，冷卻水在內(nèi)管內(nèi)由下向上流動，制冷劑在套管的夾層內(nèi)自上而下流動。由于接近于理想的逆流換熱，因而傳熱效果較好，傳熱系數(shù)較大。當內(nèi)管為縱向外肋片銅管時，肋片系數(shù)為3.2，制冷劑為R22時，其傳熱系數(shù)K=930W/m2K，它還不占用專門安裝位置。套管式冷凝器的缺點：1、冷凝液體存積在管下部，使傳熱面積不能充分利用。2、水垢不易清除，對水質(zhì)要求高。3、單位傳熱面
3、積的金屬消耗量較大。4、只用于單機制冷量小于25KW的小型氟里昂空調(diào)機組上。3）螺旋板式冷凝器如圖，由本體和接管組成。本體部分由兩張平行的鋼板在專用卷材機上卷制成具有二個螺旋通道的螺旋體，中心部分用隔板將二個通道隔開，螺旋通道上下端分別加有頂蓋，最外圈通道端部焊有漸擴形冷卻水進水口，冷卻水出水口由中央引出。與殼管式相比，螺旋板式不但體積小，重量輕，而且傳熱系數(shù)也高，缺點是不適用于高壓，而且內(nèi)部清洗檢修較困難，對水質(zhì)要求比較高。風冷冷凝器多用于小型氟里昂系統(tǒng)中，如冰箱、冷柜、空調(diào)機等場合。無論是自然對流還是強迫對流，風冷冷凝器的傳熱
4、系數(shù)都較低，24-29W/m2K，冷凝溫度也較高（45-50℃），它要求冷凝壓力較低的制冷劑。由于殼管式需要冷卻水，風冷式傳熱系數(shù)較低，因此克服兩者缺點的結(jié)構(gòu)是蒸發(fā)式、淋激式冷凝器。蒸發(fā)式冷凝器如右圖，冷卻水在水泵作用下，噴到蛇行管上，有一部分水蒸發(fā)使制冷劑冷卻，由空氣將水蒸氣帶走，擋水板是為了防止水滴被帶走，增大冷卻水的消耗量。水泵擋水板制冷劑殼管式冷凝器中水的溫升一般在4-8℃，即每kg冷卻水能帶走25-35kJ的熱量。蒸發(fā)式冷凝器每汽化1kg水可吸收2450kJ熱量。對于1KW的熱負荷，循環(huán)水量約為50-70kg，水的補充量
5、為2.5-4.5kg，空氣流量為85-160m3，水泵及風機的電耗約為0.017-0.026kW.h。因此，蒸發(fā)式冷凝器特別適用于缺水地區(qū)。蒸發(fā)式冷凝器的鼓風機可設(shè)在盤管上部，稱為“吸入式”，也可以在盤管下部的側(cè)面，稱為“鼓風式”。對吸入式，由于冷凝器盤管處于負壓區(qū)，水的蒸發(fā)溫度低，傳熱效果好，但風機在潮濕條件下運行，易發(fā)生故障；鼓風式則相反，由于鼓風式的使用效果比吸入式好，因此被廣泛采用。蒸發(fā)式的缺點是水中的礦物質(zhì)會積留在盤管表面，水垢層增長快，因此，對水質(zhì)要求高。第二節(jié)冷凝器的傳熱分析1、傳熱過程冷凝器中的傳熱，包括制冷劑的冷
6、凝放熱，通過金屬管壁和污垢層的導熱，冷卻介質(zhì)的吸熱（忽略管道導熱的影響）。2、影響制冷劑側(cè)放熱的因素制冷劑側(cè)蒸氣凝結(jié)放熱的影響，如珠狀凝結(jié)/膜狀凝結(jié)液膜：液膜的熱阻、液膜厚度制冷劑的流速，壁面粗糙度3、影響冷卻介質(zhì)側(cè)放熱的因素冷卻介質(zhì)性質(zhì)（是水還是空氣）流速：水一般為0.8—1.2m/s；空氣一般為2—4m/s冷卻介質(zhì)中雜質(zhì)含量——垢層的厚薄冷凝器的選擇計算目的：根據(jù)制冷量的大小，確定冷凝器需要的傳熱面積，其計算公式如下：F=Qk/（KΔt）上式中：Qk為冷凝器熱負荷K為冷凝器的傳熱系數(shù)Δt為冷凝器中制冷劑與空氣間的平均溫差1、型
7、式選擇：水/風/蒸發(fā)立式/臥式，經(jīng)濟性分析2、冷凝器的熱負荷：QK=Qo+Q1=G（h2-h4）（千卡/時）Qo為制冷機的制冷量，Q1為制冷壓縮機帶入的熱當量G為每小時制冷劑的循環(huán)量，h2,h4為冷凝器進出口制冷劑焓值在制冷劑循環(huán)量G不能確定時，可按下式計算：Qk=Qo+860*NN為電機功率單位KW3、換熱對數(shù)平均溫差根據(jù)試驗，冷凝過程的傳熱量占總熱量80～85%，因此一般用蒸氣冷凝時的情況計算傳熱平均溫差設(shè)冷凝器入口的冷卻介質(zhì)（如空氣）溫度為t1，出口溫度為t2，計算冷凝溫度為tk；則換熱對數(shù)平均溫差定義如下。對水冷冷凝器t2
8、-t1=2～4℃,tk-t2=2～3℃對風冷冷凝器t2-t1=8～10℃,tk-t1=10～15℃4、傳熱系數(shù)K風冷式傳熱系數(shù)K與單位面積熱負荷值qf有如下關(guān)系：冷凝器的K值（w/m2.k）熱負荷qf（w/m2）氨14-35140-350氟里昂24
