冷凝器和蒸發(fā)器.doc
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冷凝器作用:將壓縮機升壓排出的制冷劑過熱蒸汽冷卻冷凝成液體。 按冷卻介質不同,可分為水冷式、風冷式、蒸發(fā)式。 一、水冷式冷凝器 冷卻介質:水,常用江水、河水、自來水、循環(huán)水(冷卻塔)常用:殼管式、套管式、螺旋板式1. 立式殼管式(圖5-1) 使用范圍: 多用于氨制冷系統(tǒng)中 水在管內(nèi)走,氨在管外走。導流管嘴 :使冷卻水呈膜狀流動,即沿鋼管內(nèi)壁形成薄膜層作螺旋狀向下流動,從而延長冷卻水流的路程和時間。 平衡管:與貯液器上的平衡管相通,以保持兩個密閉容器間的壓力均衡,保證凝結的氨液及時流往貯液器。 放空氣管:若混有不凝性氣體,需經(jīng)放空氣管通往空氣分離器放出。優(yōu)點:傳熱系數(shù)高,冷卻冷凝能力大;垂直安裝,占地面積小,可安裝在室外,節(jié)省機房面積;對水質要求不高,且在清洗時不需要停止制冷系統(tǒng)工作; 缺點:用水量大,相應水泵耗功率增加;金屬消耗量大,比較笨重,搬運安裝不方便;制冷劑泄露不易發(fā)現(xiàn);易于結垢,需經(jīng)常清洗。2. 臥式殼管式 (圖 5-3 ) 使用范圍: 普遍地應用于大中小型氨、氟利昂制冷系統(tǒng)中,尤其在船舶制冷和空調(diào)制冷用冷凝機組、冷水機組中應用廣泛。 優(yōu)點: 傳熱系數(shù)高、冷卻用水比立式殼管式少、占空間高度小、有利于有限利用空間的利用,結構緊湊、操作方便等。 缺點: 水質要求好,水垢清洗不便,需要停止工作,卸下端蓋才能進行、材料消耗大、造價較高等。3. 套管式(圖5-4) 使用范圍: 一般用于小型氟利昂機組 優(yōu)點: 結構緊湊,便于制造、傳熱性能好。 缺點: 金屬耗用量大,冷卻水流動阻力大。二、風冷式冷凝器(圖5-5) 可分為自然對流式和強制對流式放熱系數(shù):自然 7 9W/ (),強制 24 28 W/ () 優(yōu)點: 冷卻系統(tǒng)簡單,不會產(chǎn)生腐蝕 缺點: 冷凝溫度受環(huán)境影響大。 三、蒸發(fā)式冷凝器(圖5-6) 使用范圍: 適用于缺水地區(qū),中小型氨制冷系統(tǒng) 原理: 冷卻水噴淋時蒸發(fā)吸熱,吸收高壓制冷劑蒸汽的熱量,同時使空氣從 下向上在 水膜表面吹過。優(yōu)點: 循環(huán)水量與耗水量較少,水泵耗功率低;冷凝溫度低。缺電: 盤管易腐蝕,管外易結垢,且維修困難;消耗水泵和風機功率。 四、冷凝器的選用 1. 選用原則: 取決于當?shù)氐乃疁?、水質、水量、氣候等自然條件和制冷劑的種類。實際工程中要根據(jù)工藝要求和各種類型冷凝器的特點及適用范圍,綜合比較衡量后來決定較合理的選用方案。 2. 傳熱面積的計算 基本傳熱方程式: 傳熱面積 為冷凝器的熱流密度(W/) 冷凝負荷 傳熱系數(shù)K見78頁公式5-5、5-6 傳熱溫差計算公式見5-7 冷卻水流量 可用地表水(江河湖海),也可用地下水 多用于水源較豐富的地區(qū)和制冷裝置需要固定安裝的場合 殼體上部有進汽管、安全管、放空氣管等接頭;中部有均壓管、壓力表管和混合氣體管等管接頭;下部有出液管和放油管接頭。 一般當冷卻水溫升高23時,單位面積冷卻水量約為11.7m3/(h) 蒸發(fā)器 作用 :制取和輸出冷量。按制冷劑供液方式可分為四種: 滿液式 :其內(nèi)充入大量制冷劑液體,并且保持一定液面,有立管式、螺旋管式和臥式殼管式蒸發(fā)器等。用于大型氨、氟利昂制冷系統(tǒng),氨系統(tǒng)一般采用滿液式。 非滿液式 :制冷劑節(jié)流后直接進入蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器內(nèi)處于氣液共存狀態(tài),邊流動邊汽化,蒸發(fā)器中無穩(wěn)定制冷劑液面。 循環(huán)式 :依靠泵強迫制冷劑在蒸發(fā)器中循環(huán),制冷劑循環(huán)量是蒸發(fā)量的 46倍。目前多用于大、中型冷藏庫。 淋激式 :利用泵把制冷劑噴淋在換熱面上,因此蒸發(fā)器中制冷劑充灌量很少,且不會產(chǎn)生液柱高度對蒸發(fā)溫度的影響。按被冷卻介質可分為: 冷卻液體: 直立管式、螺旋管式、臥式殼管式、盤管式等 冷卻空氣: 冷卻排管、冷風機、直接蒸發(fā)式空氣冷卻器。 一、冷卻液體的蒸發(fā)器1. 水箱式蒸發(fā)器(直立管式、螺旋管式) 使用: 氨制冷系統(tǒng) 工作原理: 蒸發(fā)管組浸在水或鹽水箱中。制冷劑在管內(nèi)蒸發(fā),水或鹽水在攪拌器的作用下在箱內(nèi)流動,以增強換熱。 特點 :換熱性能好;水箱充水量大,熱穩(wěn)定性好,凍結危險小;缺點是體積龐大,廠房高度要求大,且水或鹽水敞開于空氣中,對金屬腐蝕較為嚴重,令鹽水做載冷劑時需經(jīng)常加鹽。2. 臥式殼管式蒸發(fā)器(滿液式) 使用: 氨(滿液式,廣泛用來冷卻鹽水)和氟利昂制冷系統(tǒng)(干式)。 優(yōu)點: 換熱性能好,結構緊湊。以鹽水做載冷劑時,可以實現(xiàn)鹽水系統(tǒng)的封閉循環(huán),減輕鹽水對系統(tǒng)管路及設備的腐蝕,并避免因低溫鹽水吸濕而引起濃度的降低。 缺點: 制冷劑充灌量大,液體靜壓力對蒸發(fā)溫度的影響較大。3.干式臥式殼管式蒸發(fā)器: 制冷劑在管內(nèi)流動。 二、冷卻空氣的蒸發(fā)器 原理: 制冷劑在管內(nèi)蒸發(fā)直接來冷卻空氣;分類: 冷卻排管、冷風機。1. 冷卻排管 應用 :多用于冷庫及試驗用制冷裝置中; 原理 :制冷劑在管內(nèi)蒸發(fā),管外空氣自然對流。 分類 :按室內(nèi)安裝方式分為墻排管、頂排管、擱架式排管 特點 :都是下集管進液,上集管回氣;2. 冷風機 應用 :廣泛用于冷藏庫及低溫試驗箱用的各種形式的冷風機,也可用于各種空調(diào)機組。 特點 :冷風機的蒸發(fā)器一般由許多串連的蛇形管組成,在供液前,應加裝分液器和毛細管,保證液態(tài)制冷劑能均勻地分配給各路蛇形管。3. 直接蒸發(fā)式空氣冷卻器三、蒸發(fā)器的選用 1. 選型:依據(jù)制冷劑、載冷劑的種類、供冷方式。 2. 傳熱面積的確定:四、提高蒸發(fā)器傳熱效率 1.氨制冷系統(tǒng),應定期排油; 2.適當提高載冷劑流速; 3.及時清除載冷劑側水垢; 4.冷庫中應定期除霜; 5.防止蒸發(fā)溫度過低,避免結冰。 滿液式換熱面與液體制冷劑充分接觸,換熱效果好;缺點是制冷劑充液量大,液柱對蒸發(fā)溫度產(chǎn)生一定影響。另外,當采用與潤滑油互溶的制冷劑時,潤滑油難以返回壓縮機。 非滿液式有干式殼管蒸發(fā)器、直接蒸發(fā)式空氣冷卻器和冷卻盤管等,主要用于中小型氟利昂制冷系統(tǒng)。換熱效果比滿液式差;優(yōu)點是充液量少,潤滑油容易返回壓縮機。 循環(huán)式沸騰放熱系數(shù)較高,且潤滑油不易在蒸發(fā)器內(nèi)積存。缺點是設備費及運行費用較高。 溴化鋰吸收式制冷機中采用淋激式蒸發(fā)器。 冷卻排管分為墻排管、頂排管、擱架排管 氨系統(tǒng)蒸發(fā)器筒內(nèi)氨液高度約為筒徑的 70 80 ,傳熱管采用光滑鋼管;氟利昂系統(tǒng)充液高度為筒徑的 55 65 ,傳熱管采用低肋銅管。 采用水作為載冷劑時,一般只能冷卻到 4 5 ,以防由于冷卻不均衡而在有些管中- 配套講稿:
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