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1、1,冷 凝 器,2,冷凝器的种类,立式壳管式,3,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:水系统比空气冷却系统复杂,水冷式冷凝器,4,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,5,壳管式冷凝器,6,7,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,8,立式壳管式
2、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,9,立式壳管式冷凝器外型,10,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700800W/(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,11,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
3、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,12,卧式壳管式冷凝器结构及工作原理,13,两流程和四流程端盖内侧图,14,卧式壳管式冷凝器外形,15,16,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,17,圆盘形,圆缺形,18,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(气体通道),一、板式塔类型、结构及特点:,19,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,20,特点:结构简单、造价低、压降小、生产
4、能 力大、操作弹性可达23、,板式塔,21,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,22,压延孔板,旋流塔板,斜孔塔板,板式塔,23,氟利昂卧式壳管式冷凝器,24,卧式壳管式冷凝器种类,25,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,26,(1)安全阀:冷剂压力过高打开,通过管路将冷剂泄往舷外。,冷凝器,27,(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。,
5、冷凝器,28,(3)水室放气旋塞:装在端盖最高处,泄放水侧空气。,冷凝器,29,(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,30,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,31,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,32,冷却水温升:46 氨系统:冷却水流速0.51.5m/s,传热温差5,换热系数
6、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,33,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,34,2、套管式冷凝器,35,结构及工作原理,36,氟利昂套管式冷凝器,37,氨套管式再冷器,38,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,39,
7、结构紧凑,制造简单,价格便宜、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,40,3、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。,41,螺旋管式冷凝器,42,板式冷凝器,43,LOREM IPSUM DOLOR,LOREM IPSUM DOLOR,44,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;
8、 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。,风冷式冷凝器的优缺点,45,自然对流式风冷冷凝器,46,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,47,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
9、加工工艺更复杂。,管带式风冷冷凝器的优缺点,48,平行流冷凝器外形,49,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-轴流风机 11-装配螺钉,特点 有噪声,但传热系数有所上升,50,管片式风冷冷凝器结构,51,翅片盘管的结构及端板形式,52,70.35,9.520.35, 12.70.5,15.80.75,排列方式,换热器中传热管的规格和排列方式,传热管规格,53,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
10、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,54,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,55,56,蒸发式冷凝器实物图,57,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。,58,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。,5
11、9,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。,60,循环水量比水冷式少得多(只有水冷冷凝器的510),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
12、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,61,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,62,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
13、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,63,2、淋水式冷凝器,64,2、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。,65,各种冷凝器的热力性能,66,自然对流式空气冷却器,67,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,蒸发后的蒸气不易排出。 同时由于管外空气为自由运动,传热系数较低,一般在6.38.1W(m2K)范围。,自然对流式空气冷却器的特点,68,强制对流式空气冷却器又称冷风机。由于光管式空气冷却器传热系数很低,为加强空气侧的换热,往往需要在管外设置肋片以提高传热系数值。但是在一般情况下,设置肋管后因片距较小会引起较大的流动阻力,必须采取措施强制空气以一定的流速通过肋片管族,以便于获得较好的换热效果。,强制对流式空气冷却器,69,这种蒸发器具有结构紧凑,传热效果好,可以改变空气的含湿量,应用范围广。但从制造工艺要求分析,肋片与传热管的紧密接触是提高其传热效果的关键。,强制对流式空气冷却器的特点,