制冷换热器

二、特点

1、有分流器（传热均匀、效率高）


2、肋片直立（必须）（基于换热面积的原因，避免冷结水
积存在肋片上，增大空气阻力，影响传热效果） 3、肋片间距较大（考虑垢层、霜层的影响）
三、传热分析 热流方向：空气
冷表面传热通过霜层、垢层和管壁的透热，
使管内的制冷剂沸腾带走热量。
四、传热面积的计算
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-通风机 11-装配螺钉
氨卧式壳管式冷凝器
氟利昂套管式冷凝器
2、 蒸发器
蒸发器是制冷机中的冷量输出设备。制冷剂在蒸发器中蒸发，
吸收低温热源介质（水或空气）的热量，达到制冷的目的。
空气自然对流时
。
t
2、确定传热温差（对数平均温差）
t t 2 t1 ln t K t1
tk
t2 t1

t t
K 2
式中（t2-t1）——空气在冷凝器内的温升； t1——冷凝器入口（13-15℃）的传热温差； t2——冷凝器出口（3-5℃）的传热温差。
т
吸收的热量： Q G C p t 2 t1 QK
K 1 R
六、换热器的分类和结构
1、冷凝器
用冷凝器将制冷剂从低温热源吸收的热量及压缩后增加的
热焓排放到高温热源。
空气冷却式 冷凝器按冷却方式 水冷式 蒸发冷却式 空气冷却式冷凝器中 根据管外空气流动方式 自然对流空气冷却式冷凝器 强制对流空气冷却式冷凝器
自然对流空气冷却式冷凝器
空气强制对流冷凝器
Q外尽可能等于Q内
可以充分地发挥传热能力，
3、肋化系数（肋化效率） 通过加肋方式
F外
F外 ， F外 ＞＞ F内
F
内
， 它表示加肋的程度，一般为12-20。
二、肋片管的形式与参数
1、形式
（1）轧片管
（2）缠丝管
（3）绕片管
（4）套片管
传热过程的强化
1．增大传热面积
2．增大对数平均温度差
tf
ta
tp
式中
t ma
tma
——肋片根部（管表面）与空气间的温差； ——肋片平均温度与空气间的温差； ——平均温度（因为肋片的表面温度依肋片高度的不同
t
p
而不同）。
2、肋片热交换的有效性 （亦称肋片效率）
t

t
t ma t ma
t t t t
p f q f

t
thmh பைடு நூலகம் mh
2 p
m
式中 m——肋片参数； h’——当量肋高； δ——肋片厚度； αp——肋片管外侧放热系数； λ——肋片的导热系数。
四、αp空气侧的放热系数
用经验公式，利用试验得到，如卡拉辛娜公式、埋桥英夫的
实验公式等。
五、传热系数
考虑内外污垢的影响，以外表面的面积为计算依据。
式中 C
Q
p
——定压比热；
K
——放出的热量。
3、αn计算 空气平均温度
t
f

t t / 2
1 2
4、K的计算
K a
R 1
n 2 w
5、传热面积
F Q
K
K t
第三节
一、分类 冷却空气的蒸发器
肋片管蒸发器
（既有热交换又有湿交换）
空气冷却器（有强迫通风） 冷却盘管（自然对流）
4、H.Ф契板柯方程
N
um
C G a K Pr m
n
5、影响αn的其他因素
三、冷凝器的设计计算
1、确定冷凝负荷 可用以下三种方法：
Q
K
G h2 h4
Q Q
K
0
N
Q
K
CQ
0
式中G——制冷剂流量； N——压缩机输入压缩功；
C——负荷系数。
t0 或 tK
时，C
干式壳管蒸发器
空气强制对流的蒸发器及其肋片管型式
a)
蒸发器
b) 绕片管
c) 套片管
1-传热管
2-肋片 3-挡板 4-通风机 5-集气管 6-分液器
第二节
一、结构
1、上进下出 2、横进横出
冷凝器的设计计算
由6-8排肋管组成
传热方向： 制冷剂
空气
空气冷却：简便，但PK高，尺寸大，能量消耗大。
注意：冷凝器容量较大时，采用两组并联，使传热强度低， 且空气流速越大，αK越大，传热效率越高。
二、蒸汽在管内的冷凝时放热
1、比例：
2—3：过饱和气体
饱和气体 10-15%
3—4：气体 2、传热过程：
q
液体 80-85% 液膜

4—4’：过冷液体 5% 壁面 肋片 空气 3、努谢尔准则（该准则用以计算αn，但尚不成熟。）
N
um
d /
n n
m
式中αn——努谢尔准则数，即制冷剂冷凝时的放热系数； dn—— 管子内径（m ）; λm—— 冷凝液的导热系数（w/m.k）。
w 2 P n
式中： R2 r w r n
w
r
w
r 分别为肋管外、内侧的污垢热阻；
n
——以肋片管外表面为基准的当量放热系数；
——管内侧制冷剂的放热系数；
n
——管材的导热系数。
P
三、肋片的效率
1、空气与管壁的温差
t ma t f t a
t ma t f t p
冷却空气的蒸发器
多采用光盘管结构 空气强制对流时
采用翅片管结构
壳管式

冷却液体（水或其它液 体载冷剂）的蒸发器
沉没式
图 直接蒸发式空气冷却器及其安装位置示意图 （a）横向垂直；（b）水平；（c）倾斜。 1-膨胀阀；2-分液器；3-分液管；4-汇集管；4-回气管；6-感温包。
卧式满液式蒸发器结构
第一节
F （t
外 外
肋片管换热器
一、加肋的目的（强化传热）
1、外部传热
Q
外

f
t1）

1000 ~ 3000W / m ℃ 内
2

2 内
30 ~ 50W / m ℃ 外
2
可见，管子内外侧的放热系数相差悬殊较大。 2、内部传热 Q F （t t
内 内 内
）
应尽量提高F外 提高换热效率。
F Q
0
K t
t
t1
式中Δt——对数平均温差
t
t2
t0
t1 t 2
ln
t t
1 2
t0
t0
3．增大总传热系数
4．降低污垢热阻值
5．降低管壁热阻

2、参数：肋片高h，肋厚，肋片间距e，管径d
h 7 ~ 12 mm
0.2 ~ 0.4mm
e 2 ~ 4mm
注意：h不可太大，否则影响 ；e越小越好，但肋片间不能接触。 3、传热热阻计算
R 1 K 1
R 1