《制冷与空调设备 教学课件 ppt 作者 魏龙 第2章 制冷系统热交换设备》由会员分享，可在线阅读，更多相关《制冷与空调设备 教学课件 ppt 作者 魏龙 第2章 制冷系统热交换设备（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章 制冷系统热交换设备,1.学习要求 2.本章难点 2.1 蒸发器 2.2 冷凝器 2.3 蒸发器冷凝器组和冷凝蒸发器 2.4 其他热交换设备 实训3 热交换设备的结构认识与清洗 思考与练习,1.学习要求,1)掌握蒸发器的作用和种类；了解蒸发器的传热方式和影响因素。 2)掌握卧式壳管式蒸发器的工作原理、基本结构、性能特点及适用范围；了解沉浸式蒸发器、板式蒸发器的工作原理、基本结构、性能特点及适用范围。 3)了解自然对流式冷却空气的蒸发器的常用结构形式、工作原理、基本结构及性能特点；掌握翅片式蒸发器及干式冷风机的工作原理、基本结构、性能特点及适用范围。 4)掌握冷凝器的作用和种类；了解冷凝器
2、的传热方式和影响因素。,1.学习要求,5)掌握壳管式冷凝器的工作原理、基本结构、性能特点及适用范围；了解套管式、螺旋板式和板式冷凝器的工作原理、基本结构、性能特点及适用范围。 6)了解自然对流风冷冷凝器的常用结构形式、工作原理、基本结构及性能特点；掌握强制对流风冷冷凝器的工作原理、基本结构、性能特点及适用范围。 7)了解蒸发式冷凝器的工作原理、基本结构、性能特点及适用范围。 8)了解蒸发器冷凝器组的基本结构，冷凝蒸发器的常用结构形式及基本结构。,1.学习要求,9)了解回热器的作用、常用结构形式及基本结构，过冷器的作用及基本结构，氨用及氟利昂用中间冷却器的基本结构和工作原理。 10)能看懂制冷系
3、统热交换设备的结构图。 11)会查阅制冷系统热交换设备的相关资料、图表、标准、规范、手册等，具有一定的运算能力。 12)具有蒸发器和冷凝器的选择计算能力。 13)能够正确进行制冷系统热交换设备的清洗操作。,2.本章难点,1)制冷系统中热交换设备的结构形式较多，仅通过看结构简图而掌握其基本结构有一定的难度，应结合实训，通过观察热交换设备的具体实物或模型帮助理解。 2)实际工程中，对蒸发器和冷凝器进行选择计算需要一定的实践经验，要达到合理、熟练地选择蒸发器和冷凝器有一定的难度，应结合例题与习题加强练习。,2.1 蒸发器,2.1.1 蒸发器的传热方式和影响因素 1.制冷剂液体的物理特性 2.制冷剂液
4、体的润湿能力 3.制冷剂的沸腾温度 4.蒸发器的结构形式 2.1.2 冷却液体载冷剂的蒸发器 1.壳管式蒸发器 (1)满液式壳管蒸发器 满液式壳管蒸发器的结构如图2-1所示。,图2-1 满液式壳管蒸发器 1安全阀接头 2压力表接头 3气液分离器 4浮球阀接头 5放空气旋塞接头 6液位管 7载冷剂接口 8泄水旋塞接头 9放油管接头 10换热管,2.1 蒸发器,(2)干式壳管蒸发器 干式壳管蒸发器的外形和结构，与满液式壳管蒸发器基本相同。,图2-2 干式壳管蒸发器 a)直管式 b)U形管式 1、7端盖 2筒体 3换热管 4螺塞 5支座 6折流板,2.沉浸式蒸发器 (1)直立管式蒸发器 直立管式蒸发
5、器主要用于氨制冷装置，其结构如图2-3所示。,2.1 蒸发器,图2-3 直立管式蒸发器 1下集管 2集油器 3均压管 4气液分离器 5上集管 6换热立管 7水箱 8溢流口 9搅拌器 10、12远距离液面指示器接口 11集气管 13放水口 14隔板,2.1 蒸发器,(2)螺旋管式蒸发器 如图2-4所示，螺旋管式蒸发器的结构与直立管式蒸发器的结构基本相同。,图2-4 螺旋管式蒸发器 1搅拌器 2供液总管 3水箱 4气液分离器 5浮球阀 6集油器 7螺旋管组,2.1 蒸发器,图2-5 氟利昂蛇管式蒸发器,(3)蛇管式蒸发器 蛇管式蒸发器是小型氟利昂装置中常用的一种,2.1 蒸发器,蒸发器。 3.板式
6、换热器,图2-6 板式换热器结构及其板片形式的示意图,2.1 蒸发器,图2-7 板翅式换热器的单元体 1平隔板 2侧条 3翅片 4流体,2.1 蒸发器,2.1.3 冷却空气的蒸发器,图2-8 排管式蒸发器 a)墙排管 b)顶排管 c)搁架式排管,2.1 蒸发器,1.自然对流式冷却空气的蒸发器 (1)排管式蒸发器 主要用于冷藏箱和冷藏库中，是利用制冷剂在排管内流动并汽化而吸收箱(或库)内储存的物体的热量，使其达到冷藏温度。,图2-9 铝复合板式蒸发器,2.1 蒸发器,(2)铝复合板式蒸发器 目前在国内、外家用电冰箱中使用较普遍。 (3)管板式蒸发器 管板式蒸发器又称为盘管式蒸发器，其典型结构有两
7、种。,图2-10 管板式蒸发器,2.强制对流式冷却空气的蒸发器,2.1 蒸发器,(1)翅片式蒸发器 翅片式蒸发器及其翅片管形式如图2-11所示。,图2-11 翅片式蒸发器及其翅片管形式 a)蒸发器总体结构 b)绕片管 c)套片管 1分液器 2换热管 3翅片 4挡板 5风机 6集气管,(2)冷风机 冷风机用于空气强制循环式冷却的库房，又称为直接蒸发式空气冷却器。,2.1 蒸发器,1)落地式冷风机。,图2-12 氨用落地式冷风机结构示意图 1风机 2换热盘管 3接水盘,2.1 蒸发器,2)吊顶式冷风机。,图2-13 单向送风吊顶式冷风机 1排水管 2接水盘 3冲霜水进水管 4风机 5进风导风板 6
8、换热盘管 7回气管 8出风口 9供液管,2.1 蒸发器,图2-14 双向送风吊顶式冷风机 1冲霜水进水管 2换热盘管 3回气管 4出风导风板 5供液管 6接水盘 7排水管 8风机 9进风口,2.1 蒸发器,2.1.4 蒸发器的选择和计算 1.蒸发器的选择 1)对于自带冷源的空气调节机组，应采用翅片式蒸发器。 2)对于不挥发载冷剂的开式循环系统，如集中喷雾式空调冷水系统，可采用沉浸式蒸发器。 3)对具有挥发性的载冷剂循环系统，或采用闭式循环的集中空调冷水系统，应采用卧式壳管式蒸发器。 4)冷库中的冷却间、冻结间和冷却物冷藏间宜采用干式冷风机；冻结物冷藏间宜采用墙排管、顶排管，当食品有良好包装时，
9、可选用微风速干式冷风机。,2.1 蒸发器,5)冷藏船上的冷藏货舱宜用光滑顶排管，若设光滑墙排管时需要有防撞装置；冷藏船上采用间接冷却系统时，可选用卧式壳管式蒸发器。,表2-1 常用蒸发器的主要特点与适用范围,2.1 蒸发器,表2-1 常用蒸发器的主要特点与适用范围,2.1 蒸发器,表2-1 常用蒸发器的主要特点与适用范围,2.1 蒸发器,2.蒸发器的选择计算 (1)蒸发器传热面积的确定 1)制冷量0。 2)蒸发器的传热系数K和热流密度qf。,表2-2 常用蒸发器的传热系数K与热流密度,2.1 蒸发器,3)平均传热温差tm。 4)传热面积A。 (2)蒸发器中载冷剂流量。 1)对于液体，载冷剂流量
10、为 2)对于空气，载冷剂流量为,2.2 冷凝器,2.2.1 冷凝器的传热方式和影响因素 1.影响制冷剂侧蒸气凝结放热的因素 (1)制冷剂蒸气的流向和流速 制冷剂在冷凝器中的凝结一般都是膜状凝结。 (2)制冷剂蒸气中含油 制冷剂蒸气中含油时对凝结传热系数的影响，与油在制冷剂中的溶解度有关。 (3)制冷剂蒸气中含空气或其他不凝性气体 在制冷系统中，总会有一些空气及制冷剂和润滑油在高温下分解出来的不凝性气体存在。 (4)传热壁面的表面粗糙度 对于同一种制冷剂，若冷却壁面光滑、清洁，液膜流动阻力小，凝结的液体能较快流走，使液膜层减薄，传热系数相应增大。,2.2 冷凝器,(5)冷凝器的结构形式 制冷剂蒸
11、气在横放单管外表面冷凝时的传热系数一般大于直立管的传热系数。 2.影响冷却介质侧放热的因素 (1)冷却介质的性质 冷凝器的冷却介质通常采用水或空气，由于水的热容量大于空气的热容量，因此用水作冷却介质的冷凝器的传热性能要优于用空气作冷却介质的冷凝器。 (2)冷却介质的流速 传热系数随着冷却介质流速的增加而增大，但是流速太大，会使设备中的流动阻力增加，使水泵和风机的功率消耗增大，并增加管壁腐蚀。,2.2 冷凝器,(3)冷却介质的纯净度 在水冷式冷凝器中，因为水中含有某些矿物质和泥沙之类的杂质，运行一段时间后，在冷凝器的传热壁面上会逐渐附着一层水垢，形成附加热阻，致使传热系数降低；用空气作为冷却介质
12、的冷凝器，在长期使用后，其传热表面会被灰尘覆盖，也可能被锈蚀或粘有油污，所有这些污垢，都会增加传热热阻，使传热系数下降。 2.2.2 水冷冷凝器 1.壳管式冷凝器 (1)立式壳管式冷凝器 立式壳管式冷凝器是指换热管和壳体垂直放置，冷却水沿管子内壁呈膜状流下，与大气相通的冷凝器。,2.2 冷凝器,图2-15 立式壳管式冷凝器 a)立式壳管式冷凝器的结构 b)导流管结构 1配水箱 2进气管接头 3压力表 4放油管 5出液管接头 6混合气管接头 7平衡管接头 8安全阀 9放空气管 10导流管头 11管板 12换热管,2.2 冷凝器,表2-3 氨立式壳管式冷凝器传热系数,(2)卧式壳管式冷凝器 卧式壳
13、管式冷凝器是指换热管和壳体水平放置，在压力作用下的冷却水在冷凝器换热管内多程往返流动的冷凝器。,2.2 冷凝器,图2-16 氨用卧式壳管式冷凝器 1放空气旋塞 2平衡管接头 3安全阀 4压力表 5放空气阀 6端盖 7集油包 8支座 9放水旋塞 10筒体,2.2 冷凝器,图2-17 氟利昂用卧式壳管式冷凝器 1换热管 2管板 3橡胶密封圈 4端盖 5筒体 6支座,2.2 冷凝器,图2-18 碾轧槽管,2.2 冷凝器,图2-19 滚轧低肋管和锯齿形管 a)梯形肋片管 b)矩形肋片管 c)锯齿形管,2.套管式冷凝器,2.2 冷凝器,图2-20 氟利昂用套管式冷凝器,3.螺旋板式冷凝器,2.2 冷凝器
14、,图2-21 氨用螺旋板式冷凝器 1进气管 2压力表接管 3平衡管 4放气口 5冷却水出口管 6冷却水进口管 7出液管 8隔板,2.2 冷凝器,2.2.3 风冷冷凝器 1.自然对流风冷冷凝器,图2-22 自然对流风冷冷凝器 a)平板式 b) 百叶窗式 c) 钢丝盘管式,(1)平板式冷凝器 它由蛇形管和起整体肋作用的金属平板组成。,2.2 冷凝器,(2)百叶窗式冷凝器 为了增加散热面积和改善通风条件，强化对流换热，把金属平板做成百叶窗形式，将5mm或6mm规格的铜管或镀铜钢管蛇形弯曲，点焊或卡装在该钢板上，形成百叶窗式冷凝器。 (3)钢丝盘管式冷凝器 这种冷凝器的盘管常选用复合钢管(邦迪管)，即
15、焊接钢管内、外表面镀铜。 2.强制对流风冷冷凝器,图2-23 强制对流风冷冷凝器 1液体集管 2弯头 3分配集管 4上封板 5换热管 6肋片 7螺钉 8风机 9前风板,2.2 冷凝器,图2-24 风冷冷凝器V形 布置(热泵型机组),2.2 冷凝器,2.2.4 蒸发式冷凝器,图2-25 蒸发式冷凝器的结构示意图 a)吸风式 b)吹风式 c)预冷式,2.2 冷凝器,图2-26 一种新型蒸发式冷凝器的结构简图 1喷淋水喷头 2气态制冷剂入口 3冷凝盘管 4液态制冷剂出口 5空气进口导风板 6循环水泵 7PVC换热层 8集水槽 9内装走道 10挡水板 11风机,2.2 冷凝器,2.2.5 冷凝器的选择
16、计算 1.冷凝器的选型,表2-4 常用冷凝器的主要特点与适用范围,2.冷凝器的选择计算,2.2 冷凝器,(1)冷凝器传热面积的确定 1)冷凝器的热负荷k。,图2-27 冷凝器负荷系数 a)氨系统 b)氟利昂系统,2.2 冷凝器,2)冷凝器的传热系数K。,表2-5 冷凝器的传热系数K和热流密度的推荐值,2.2 冷凝器,表2-5 冷凝器的传热系数K和热流密度的推荐值,2.2 冷凝器,表2-5 冷凝器的传热系数K和热流密度的推荐值,2.2 冷凝器,3)平均传热温差tm。 4)冷凝器的传热面积A。 (2)冷却介质流量的计算 (3)冷凝器冷却水的阻力计算 立式冷凝器的冷却水是从顶部靠重力沿管壁流下的，故不需进行流动阻力的计算。 例2-1 已知制冷量为300kW的氨制冷系统，蒸发温度t0= -15，冷却水温度t
