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1、湖南商业技术学院教案课程名称：制冷与制冷设备技术 授课时间 2013 年 9 月 26 日授课教师： 黄峰 2013 年 9 月 10 日专业 应用电子技术授课对象 授课班级12 高 18 12 中四教学时数 2 课时章节题目 43 换热器的结构与修理教学目的（含技能要求）1、使学生弄清换热器的基本结构与工作原理。2、使学生掌握换热器的基本维修。教学重点 换热器的基本维修教学难点 换热器的基本维修教学方法 讲授法，演示法教学资源 多媒体教学设备、空调换热器问题引入 在制冷环节中我们的热量是通过什么器件把它散发出去的？如何突出重点 比较法，用图片和视频，让学生了解换热的整个过程。难点与重点讲解方
2、法 老师讲解，观看动画和 PPT，师生互动、讨论。板书设计1、换热器的功能与分类2、换热器的工作原理3、换热器的常见故障与维修教学小结 1.学生的意识到本节课对本专业的重要性，学习较为认真；2.多启发学生的学习兴趣，提高学生的自学能力。讨论、思考题、作业（含实训作业） 在实训室找出室内机换热器与室外机换热器的不同之处教学回顾1、制冷压缩机的功能与分类2、制冷压缩机的工作原理3、制冷压缩机的常见故障与维修教学内容换热器的分类 按用途分类：加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器 按冷热流体热量交换方式分类：混合式、蓄热式和间壁式 主要内容：1. 根据工艺要求，选择适当的换热器类型；2. 通过计算选
3、择合适的换热器规格。间壁式换热器的类型一、夹套换热器 结构：夹套式换热器主要用于反应过程的加热或冷却，是在容器外壁安装夹套制成。 优点：结构简单。 缺点：传热面受容器壁面限制，传热系数小。 为提高传热系数且使釜内液体受热均匀，可在釜内安 装搅拌器。也可在釜内安装蛇管。 二、沉浸式蛇管换热器 结构：这种换热器多以金属管子绕成，或制成各种与容器相适应的情况，并沉浸在 容器内的液体中。 优点：结构简单，便于防腐，能承受高压。 缺点：由于容器体积比管子的体积大得多,因此管外流体的表面传热系数较小。 三、喷淋式换热器 结构：冷却水从最上面的管子的喷淋装置中淋下来，沿管表面流下来，被冷却的流体从最上面的管
4、子流入，从最下面的管子流出，与外面的冷却水进行换热。在下流过程中，冷却水可收集再进行重新分配。 优点：结构简单、造价便宜，能耐高压，便于检修、清洗，传热效果好 缺点：冷却水喷淋不易均匀而影响传热效果，只能安装在室外。 用途：用于冷却或冷凝管内液体。四、套管式换热器 结构：由不同直径组成的同心套管，可根据换热要求，将几段套管用 U形管连接，目的增加传热面积；冷热流体可以逆流或并流。 优点：结构简单，加工方便，能耐高压，传热系数较大，能保持完全逆流使平均对 数温差最大，可增减管段数量应用方便。 缺点：结构不紧凑，金属消耗量大，接头多而易漏，占地较大。 用途：广泛用于超高压生产过程，可用于流量不大，
5、所需传热面积不多的场合。五、列管式换热器列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用。 优点：单位体积设备所能提供的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，大型装置中普遍采用。 结构：壳体、管束、管板、折流挡板和封头。 一种流体在管内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。 根据所采取的温差补偿措施，列管式换热器可分为以下几个型式。（1）固定管板式1列管 2膨胀节壳体与传热管壁温度之差大于 50C，加补偿圈，也称膨胀节，当壳体和管束之间有温差时，依靠补偿圈的弹性变形来适应它们之间的不同的
6、热膨胀。特点：结构简单，成本低，壳程检修和清洗困难，壳程必须是清洁、不易产生垢层和腐蚀的介质。（2）浮头式1分程板（管程隔板） 2壳程隔板 3内封头（浮头）两端的管板，一端不与壳体相连，可自由沿管长方向浮动。当壳体与管束因温度不同而引起热膨胀时，管束连同浮头可在壳体内沿轴向自由伸缩，可完全消除热应力。 特点：结构较为复杂，成本高，消除了温差应力，是应用较多的一种结构形式。 （3）U 型管式1列管 2隔板把每根管子都弯成 U 形，两端固定在同一管板上，每根管子可自由伸缩，来解决热补偿问题。特点：结构较简单，管程不易清洗，常为洁净流体，适用于高压气体的换热。六、新型高效换热器1. 螺旋板式换热器
7、结构：螺旋板式换热器由两块金属薄板焊接在一块分隔板上并卷制成螺旋状而构成的。换热时，冷、热流体分别进入两条通道，在器内作严格的逆流流动。 2. 板式换热器1.固 定 压 紧 板 2.夹 紧 螺 栓 3.前 端 板4换 热 板 片 5密 封 垫 片 6后 端 板7.下 导 板 8.后 支 柱 9.活 动 压 紧 板10上 导 板固 定 压 紧 板 夹 紧 螺 栓 前 端 板换 热 板 片 密 封 垫 片 后 端 板下 导 板 后 支 柱 活 动 压 紧 板上 导 板结构紧凑，占用空间小很小的空间即可提供较大的换热面积，不需另外的拆装空间；相同使用环境下，其占地面积和重量是其他类型换热器的 1/3
8、1/5。3. 板翅式换热器在两块平行金属板之间夹入波纹状金属翅片，两边以侧条密封，组成一个单元体；将各单元体进行不同的叠集和适当地排列，再用钎焊予以固定，形成逆流、并流和错流的板翅式换热器组装件(芯部或板束) ；将带有进、出口的集流箱焊接到板束上。特点：传热效果更好、结构更为紧凑。4. 热管式换热器1导 管 2吸 液 芯 3蒸 汽 4吸 热 蒸 发 端5保 温 层 6放 热 冷 凝 端导 管 吸 液 芯 蒸 汽 吸 热 蒸 发 端保 温 层 放 热 冷 凝 端结构及工作原理：将一根金属管的两端密封，抽出不凝性气体，充以一定量的某种工作液体而成。当热管的一端被加热时，工作液体受热沸腾汽化，产生的
9、蒸汽流至冷却端冷凝放出冷凝潜热，冷凝液沿着具有毛细结构的吸液芯在毛细管力的作用下回流至加热段再次沸腾汽化，工作介质如此反复循环，热量则由热管的轴向由加热端传至冷却端。 附：换热器：在化工生产中，为了工艺流程的需要，常常把低温流体加热或把高温流体冷却，把液体汽化或把蒸汽冷凝成液体，这些工艺过程都是通过热量传递来实现的。进行热量传递的设备称为换热器。换热器按用途分为以下几种：1.加热器把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相 的变化。2.预热器预先加热流体，为后序操作提供标准的工艺参数。3.过热器用于把流体（工艺气或蒸汽）加热到过热状态。4.蒸发器用于加热流体，达到沸点以上温度，使其流体蒸发，一般有相的变化。5.再沸器用于使装置中冷凝了的液体再度加热，使其蒸发。6.深冷器用于把流体冷却到 0以下的低温状态。7.冷却器用于把流体冷却到工艺要求的温度。8.冷凝器用于冷却凝结性气体，使其流体凝结液化。9.全凝器使凝结性气体全部冷凝为液体。换热器按照内部结构分类一、分为列管式换热器和非列管式换热器。二、列管式换热器根据结构特点的不同可分为固定管板式、浮头式、U 形管式和填料函式。三、非列管式换热器分为：沉浸式、套管式、喷淋式、板式、螺旋板式和热管式。
