制冷與空調(diào)(第九講)ppt課件.ppt

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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(lèi)及結(jié)構(gòu)1、分類(lèi)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(fēng)冷式自然對(duì)流式：平板、百葉窗強(qiáng)迫對(duì)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(guò)，制冷劑在管外流動(dòng)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(shí)排除管內(nèi)空氣）和放水閥（停用時(shí)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(jìn)入冷凝器。用于氟里昂時(shí)，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(duì)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(dòng)，制冷劑在套管的夾層內(nèi)自上而下流動(dòng)。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(dāng)內(nèi)管為縱向外肋片銅管時(shí)，肋片系數(shù)為3.2，制冷劑為R22時(shí)，其傳熱系數(shù)K=930W/m2K，它還不占用專(zhuān)門(mén)安裝位置。套管式冷凝器的缺點(diǎn)：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(duì)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(jī)制冷量小于25KW的小型氟里昂空調(diào)機(jī)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(zhuān)用卷材機(jī)上卷制成具有二個(gè)螺旋通道的螺旋體，中心部分用隔板將二個(gè)通道隔開(kāi)，螺旋通道上下端分別加有頂蓋，最外圈通道端部焊有漸擴(kuò)形冷卻水進(jìn)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(diǎn)是不適用于高壓，而且內(nèi)部清洗檢修較困難，對(duì)水質(zhì)要求比較高。風(fēng)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(jī)等場(chǎng)合。無(wú)論是自然對(duì)流還是強(qiáng)迫對(duì)流，風(fēng)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(fēng)冷式傳熱系數(shù)較低，因此克服兩者缺點(diǎn)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(duì)于1KW的熱負(fù)荷，循環(huán)水量約為50-70kg，水的補(bǔ)充量

5、為2.5-4.5kg，空氣流量為85-160m3，水泵及風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)可設(shè)在盤(pán)管上部，稱(chēng)為“吸入式”，也可以在盤(pán)管下部的側(cè)面，稱(chēng)為“鼓風(fēng)式”。對(duì)吸入式，由于冷凝器盤(pán)管處于負(fù)壓區(qū)，水的蒸發(fā)溫度低，傳熱效果好，但風(fēng)機(jī)在潮濕條件下運(yùn)行，易發(fā)生故障；鼓風(fēng)式則相反，由于鼓風(fēng)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(diǎn)是水中的礦物質(zhì)會(huì)積留在盤(pán)管表面，水垢層增長(zhǎng)快，因此，對(duì)水質(zhì)要求高。第二節(jié)冷凝器的傳熱分析1、傳熱過(guò)程冷凝器中的傳熱，包括制冷劑的冷

6、凝放熱，通過(guò)金屬管壁和污垢層的導(dǎo)熱，冷卻介質(zhì)的吸熱（忽略管道導(dǎo)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(jì)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(jì)算公式如下：F=Qk/（KΔt）上式中：Qk為冷凝器熱負(fù)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(fēng)/蒸發(fā)立式/臥式，經(jīng)濟(jì)性分析2、冷凝器的熱負(fù)荷：QK=Qo+Q1=G（h2-h4）（千卡/時(shí)）Qo為制冷機(jī)的制冷量，Q1為制冷壓縮機(jī)帶入的熱當(dāng)量G為每小時(shí)制冷劑的循環(huán)量，h2,h4為冷凝器進(jìn)出口制冷劑焓值在制冷劑循環(huán)量G不能確定時(shí)，可按下式計(jì)算：Qk=Qo+860*NN為電機(jī)功率單位KW3、換熱對(duì)數(shù)平均溫差根據(jù)試驗(yàn)，冷凝過(guò)程的傳熱量占總熱量80～85%，因此一般用蒸氣冷凝時(shí)的情況計(jì)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(jì)算冷凝溫度為tk；則換熱對(duì)數(shù)平均溫差定義如下。對(duì)水冷冷凝器t2

8、-t1=2～4℃,tk-t2=2～3℃對(duì)風(fēng)冷冷凝器t2-t1=8～10℃,tk-t1=10～15℃4、傳熱系數(shù)K風(fēng)冷式傳熱系數(shù)K與單位面積熱負(fù)荷值qf有如下關(guān)系：冷凝器的K值（w/m2.k）熱負(fù)荷qf（w/m2）氨14-35140-350氟里昂24