强制对流空气冷却式空调冷凝器的设计
冷凝器设计(百叶窗)
Δtm= =11.13570406℃
管外面积：
A0f= =12.05809869㎡
所需的肋片总长度：
内表面传热系数：
αi= 2263.5 W/(㎡·K)
设计迎风风速：w=1.6m/s
实际迎风风速：
w=1.56m/s
主要结果
设计计算及说明
主要结果
L= =42.4413136m
冷凝器每列管数29根，总管数为58根，单管有效长度0.74m，总的有效管长为42.92m，裕度为1.13%。冷凝器高度0.6195m，实际迎风面积A=0.45843㎡，实际迎风风速w= =1.561380454m/s，与风速初取值1.6m/s接近，设计合理。
四、冷凝器设计计算
1．冷凝器的初步规划及有关参数选择
传热管选用Φ7mm×0.22mm的纯铜管。肋片选用百叶窗翅片（铝片），片厚δf=0.105×10-3m。管排方式采用叉排，正三角形排列，管间距s1=0.021m，
冷凝负荷：Qk=5.71kW
主要结果
设计计算及说明
主要结果
排间距s2=0.018187m，肋片节距sf=0.0026m，沿气流方向的管排数N=2，片宽L=0.036373m，百叶窗投影长度Lp=0.002m，百叶窗高度Lh=0.001m。
由设计条件及所查图表可对制冷循环进行热力计算。循环的各个热力状态计算如下：
主要结果
图1-1 R290压-焓循环图
表1-1图中各点对应的状态参数
状态点
参数
单位
数值
注释
0
p0
t0
h0
kPa
℃
kJ/kg
580.4
7
580.80
1
p1
冷凝器的设计步骤_解释说明
冷凝器的设计步骤解释说明1. 引言1.1 概述冷凝器是一种重要的热交换设备，广泛应用于各个工业领域。
它的主要作用是将具有高温高压态的气体或蒸汽通过传热过程转化为液体。
冷凝器的设计步骤是确保其能够有效地将热量散发出去，并满足特定工作条件下的要求。
本文将详细介绍冷凝器的设计步骤和相关原理。
1.2 文章结构本文将分为五个部分进行阐述。
首先是引言部分，对冷凝器及其设计步骤进行概述并阐明文章结构。
接下来，在第二部分中，我们将详细讨论冷凝器的设计步骤，包括了解工作原理、确定设计要求以及选择合适的冷却介质和传热方式。
在第三和第四部分中，我们将介绍正文内容，并提供相关要点进行说明。
最后，在结论部分对设计步骤进行总结，并展望未来可能的改进和建议。
1.3 目的本文旨在为读者提供关于冷凝器设计步骤方面的全面指南。
通过深入了解冷凝器的工作原理、设计要求及选择合适的冷却介质和传热方式，读者能够更好地理解和应用这些步骤于实际工程中。
同时，本文还将为读者展示如何进行改进和提供宝贵的建议，以促进冷凝器设计的发展与创新。
2. 冷凝器的设计步骤2.1 了解工作原理在进行冷凝器的设计之前，我们首先需要充分了解冷凝器的工作原理。
冷凝器是一种用于将气体或蒸汽转化为液体的热交换设备。
通过冷却和压缩气体或蒸汽，使其内部分子能量降低，从而实现相变为液体，并释放出大量热量。
2.2 确定设计要求确定设计要求是冷凝器设计过程中非常关键的一步。
在这一阶段，我们需要考虑以下因素：- 待处理气体的性质和特点：包括气体流量、温度、压力等参数。
- 冷凝器的使用环境：包括环境温度、环境压力等因素。
- 冷凝液排放方式：确定液态产物的排放方式，例如采用重力排放还是泵送排放等。
- 性能要求：根据应用需求确定效率、能耗等性能指标。
2.3 选择合适的冷却介质和传热方式在设计冷凝器时，我们需要选择合适的冷却介质和传热方式以达到预期效果。
常见的冷却介质包括空气、水和制冷剂等，而传热方式则有对流传热、辐射传热和传导传热等。
冷凝器设计
冷凝器设计 This manuscript was revised on November 28, 2020摘要】本文介绍了强制对流空气冷却式空调冷凝器的结构及特点，并详细论述了其设计过程，最后联系实践，制作出用于指导生产的工序指导卡。
【关键词】空调冷凝器、设计、工序指导卡引言：换热器是制冷空调系统中最重要的部件之一,其性能的好坏直接影响着整个系统的性能。
因此,换热器的研究一直是制冷空调领域中一个非常活跃的研究方向。
本文以冷凝器为例，对强制对流空气冷却式空调换热器的设计进行了初步探讨。
一、概述冷凝器的功能是把由压缩机排出的高温高压制冷剂气体冷凝成液体，把制冷剂在蒸发器中吸收的热量（即制冷量）与压缩机耗功率相当的热量之和排入周围环境中。
因此，冷凝器是制冷装置的放热设备，其传热能力将直接影响到整台制冷设备的性能和运行的经济性。
冷凝器按其冷却介质可分为水冷式、空冷式和水/空气混合式。
由于空冷式冷凝器使用方便，尤其适合于缺水地区，在小型制冷装置（特别是家用空调）中得到广泛应用。
空冷式冷凝器可分为强制对流式和自然对流式两种。
自然对流式冷凝器传热效果差，只用在电冰箱或微型制冷机中。
下面仅讨论强制对流式冷凝器。
二、强制对流空气冷却式冷凝器的结构及特点强制对流空气冷却式冷凝器都采用铜管穿整体铝片的结构（因此又称管翅式冷凝器）。
其结构组成主要为——U形弯传热管、翅片、小弯头、分叉管、进（出）口管以及端板等（如图1），其加工工艺流程如图2。
下面简要介绍一下各主要部分：1、U形弯传热管U形弯传热管俗称大U弯，其材料一般为紫铜。
为了减少金属材料消耗量及减少冷凝器重量，在强度允许的条件下，应尽量避免使用厚壁铜管。
U形弯传热管有光管和内螺纹管两种。
由于内螺纹管重量轻、成本不高，并且其内表面传热系数较光管要增加2~3倍1】。
因此，现在光管已基本上被内螺纹管代替了。
2、翅片除非客户特别要求，否则翅片的材料一般为铝。
它有平片、波纹片和冲缝片三种形式，并且这三种形式的表面传热系数也相差较大。
空气冷却器的设计
在一般的工程设计中 , 可 采 用 式 ( 1) 计 算
第 19 卷第 2 期
王化淳等. 空气冷却器的设计
·7 ·
选择流速的主要目的是使管内流体压力降在允 许范围内 ,以此得出适当的管程数 。 215 迎风面的空气速度
迎风面指管束迎风的一面 ,其面积 A F 为管束 外框内壁以内的面积 。空气通过迎风面的速度简称 为迎面风速 。当空气为标准状态时 (20 ℃,101325Pa = 1at m) ,迎风面的速度为标准迎面风速 V NF 。一 般 V NF可选择在 114～14m/ s 之间 。这主要是因为 迎面风速如果太低 ,影响传热效果 ,而使传热面积增 大 ;太高则增加空气压力降 ,致使风机功率消耗增 加。
Ci ———管内介质的比热 ,J / (kg·K) ;
λi ———管内介质的导热系数 ,J / (m2·s·K) ; μi ———管内介质的粘度 ,N·s/ m2 。
当管内为饱和蒸汽凝结时 ,一般可采用式 (7) 和
式 (8) 计算 。
当 X1 = 1 , X2 = 0 时 (即管入口全部为蒸汽 ,出 口处全部凝结) :
空气冷却器的设计
王化淳 李 杰 杨晓霞 杨汉斌 许长春
天津大学石油化工技术开发中心 300072
摘 要 介绍了空气冷却器的工艺设计 ,对有关设计问题提出了建议 。 关键词 空冷器 工艺设计 建议
1 引言
空气冷却器是在翅片管外 (少数亦有用光管的)
用空气冷却或冷凝流经管内的流体的换热设备 。空
空冷式冷凝器的设计(1)
换热器的分类随着科学技术的不断发展，换热器的种类也随着不同介质，不同压力，不同温度的要求随之增加，常见的一些具体分类如下：一、按传热原理分类可分为直接传热式换热器、蓄热式换热器、间壁传热式换热器、中间载体式换热器。
二、按结构分类可分为浮头式换热器、固定管板式换热器、填料函式换热器等。
三、按传热种类分类可分为无相变传热和有相变传热，一般分为冷凝器和重沸器。
管片式换热器一、基本结构管片式换热器的结构与管壳式换热器相似，但选择用翅片管来替代光管作为传热面，换热器由若干根翅片管组成，其主要元件就是翅片管。
根据传热原理，对流传热是指固体表面与流体接触时产生的传热现象，而安装翅片增大了传热面积，提高了换热效率。
二、工作特性管片式换热器常常应用在两侧流体的换热性能相差较大的场合，一般是用管外侧安装翅化表面来减小换热能力较差流体的换热热阻，可以使得整体换热效果得到增强。
管片式换热器的优点有1、结构紧凑、传热能力强、壳体直径或高度可减小，因此结构简单便于布置。
2、翅片管的传热面积比光管大2-10倍冷凝器的概述冷凝器是制冷系统的主要部件，它能够实现气体液体的互相转换，并排放热量。
冷凝器的工作过程是一个放热过程，在蒸发过程中，将蒸汽转变为液体的装置也称之为冷凝器。
设备原理气体通过一根很长的管子（一般是盘成螺线管），使热量散失到四周的空气中，铜类的金属导热性能强，通常用于输送蒸汽。
为了增加冷凝器的效率一般在管道上会额外增加热传导性能优异的散热片，加大散热面积，以此提高散热并通过使用风机来加快空气对流速度，将热量带走。
制冷剂的制冷原理是经压缩机将工质由低温低压的气体压缩成高温高压的气体，再经过冷凝器使其冷凝成中温高压的液体，再经过节流阀节流之后，使其转变成低温低压的液体。
低温低压的液态工质送入蒸发器，在蒸发器中液体吸热蒸发而变成低温低压的蒸汽，蒸汽再次送入压缩机内完成制冷循环。
根据冷却介质的种类，冷凝器主要可以分为空冷冷凝器和水冷冷凝器以及水和空气联合式冷凝器，在正常情况下，三种冷凝器都有很好的冷凝效果，但随着水资源的日渐短缺，空冷冷凝器得到了更多的重视，在化工、冶金、发电等很多不同行业都有着很多的应用。
空冷冷凝器课程设计
空冷冷凝器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解空冷冷凝器的工作原理及其在工业中的应用。
2. 学生能掌握空冷冷凝器的结构组成，了解其主要部件的功能和特点。
3. 学生能掌握空冷冷凝器热力计算的基本方法，并能够运用相关公式进行简单计算。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析和解决实际工程中空冷冷凝器的问题。
2. 学生能够设计简单的空冷冷凝器实验，观察并分析实验结果。
3. 学生能够运用信息技术和工程软件，进行空冷冷凝器的模拟与优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学，对物理学科产生浓厚的兴趣。
2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力，学会倾听、尊重他人意见。
3. 培养学生关注环境保护和能源节约，认识到空冷冷凝器在节能减排中的重要性。
课程性质：本课程为高中物理选修课程，侧重于工程实践和实际应用。
学生特点：高中学生具备一定的物理基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程问题，培养其创新精神和实践能力。
教学过程中，注重引导学生主动探索，激发学生的学习兴趣和积极性。
二、教学内容1. 空冷冷凝器基础知识：- 空冷冷凝器的工作原理及其在工业中的应用。
- 空冷冷凝器的结构组成，主要部件功能及特点。
2. 空冷冷凝器热力计算：- 空冷冷凝器热力计算的基本方法及公式。
- 结合实际案例，进行热力计算练习。
3. 空冷冷凝器实验与操作：- 设计简单的空冷冷凝器实验，观察并分析实验结果。
- 学习操作空冷冷凝器实验设备，掌握实验技能。
4. 空冷冷凝器模拟与优化：- 运用信息技术和工程软件，进行空冷冷凝器模拟。
- 分析模拟结果，探讨优化方案。
5. 环保与节能：- 讨论空冷冷凝器在节能减排中的重要性。
- 探讨空冷冷凝器的环保设计原则。
教学内容安排与进度：第一课时：空冷冷凝器基础知识学习。
冷却器设计方案
冷却器设计方案在现代工业生产中，冷却器是一种重要的设备，用于将高温的物体或介质冷却至所需的温度范围内。
本文将讨论冷却器的设计方案，包括冷却原理、设计要素和优化方法。
一、冷却原理冷却器的工作原理基于热传导和对流传热。
当高温物体或介质与冷却器接触时，传热会通过物体与冷却介质之间的热传导，以及冷却介质与周围环境的对流传热来实现。
二、设计要素1. 散热面积：合理确定冷却器的散热面积是设计的重要一环。
散热面积越大，冷却效果越好。
因此，在设计中应尽量增大散热面积，可以通过增加冷却器的长度、宽度或增加散热片的数量来实现。
2. 冷却介质选择：不同的冷却介质对于冷却效果有着重要的影响。
一般情况下，水具有良好的导热性和对流性能，是较常用的冷却介质。
但在特殊情况下，也可以选择其他介质，如油、空气等，根据具体要求进行选择。
3. 冷却速度：冷却速度是指冷却器在单位时间内冷却物体或介质的能力。
为了提高冷却速度，可以采用增设风机、增加水流速度等方法，增强对流传热效果。
4. 材料选择：冷却器所使用的材料直接影响到其散热效果和使用寿命。
一般而言，具有良好导热性的金属材料，如铜、铝等，可以更好地传导热量，提高散热效果。
三、优化方法1. 流动分析：通过数值模拟或实验方法，进行流动分析，优化冷却器的结构和设计。
在不同工况下，根据流体的流动情况和热传导特性，进行优化，以提高冷却效果。
2. 散热片设计：合理设计散热片的形状、间距和数量，以增大散热面积，提高传热效率。
同时，对散热片进行表面处理，增强其导热性能。
3. 热交换器应用：冷却器可以与热交换器相结合，通过增加热交换面积，提高冷却效果。
在选择热交换器时，应考虑其传热系数、压降和占用空间等因素。
4. 温度控制：根据冷却的要求，设计合适的温度控制系统，能够精确控制冷却介质的温度，提高冷却器的工作效率。
结论冷却器设计方案的选择和优化对于工业生产中的热管理至关重要。
通过合理确定散热面积、冷却介质选择、冷却速度和材料选择，可以提高冷却器的效果和寿命。
冷凝器设计指南
XXXXX股份有限公司冷凝器设计指南编制：审核：批准：目录目录 (2)1.1简要说明 (3)1.1.1综述 (3)1.1.2 基本组成 (3)1.2设计构想 (6)1.2.1 设计原则 (6)1.2.2设计步骤和参数 (6)1.2.3冷凝器总成的性能及其与系统其它组成部件的匹配 (12)1.2.4冷凝器布置工作程序： (13)1.2.5冷凝器EBOM数据 (14)1.2.6环境条件 (14)1.3、冷凝器的测试规范 (15)1.3.1 测试内容 (15)1.4 一般注意事项 (15)1.5 图纸模式 (16)1.5.1 图纸主要内容和形式 (16)1.5.2 图纸其它要求 (16)编制日期：编者：版次：页次：- 3 -1.1简要说明1.1.1综述汽车空调制冷系统中的冷凝器是一种由管子与散热片组合起来的热交换器。
其作用是：将压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气进行冷却，使其凝结为高压制冷剂液体。
对于轿车，冷凝器一般安装在发动机冷却系散热器之前，利用发动机冷却风扇吹来的新鲜空气和行驶中迎面吹来的空气流进行冷却。
对于一些大、中型客车和一些面包车，则把冷凝器安装在车厢两侧或车厢后侧和车厢的顶部。
当冷凝器远离发动机散热器时，在冷凝器旁都必须安装辅助冷却风扇进行强制风冷，加速冷却。
1.1.2 基本组成汽车空调系统冷凝器的结构形式主要有管片式、管带式、鳝片式和平行流式四种。
是由管子与散热片组合起来的。
⑴..管片式它是由铜质或铝质圆管套上散热片组成，如图1-1所示。
片与管组装后，经胀管处理，使散热片与散热管紧密接触，使之成为冷凝器总成。
这种冷凝器结构比较简单，加工方便，但散热效果较差。
一般用在大中型客车的制冷装置上。
图1-1 管片式冷凝器及管带式冷凝器⑵.管带式它是由多孔扁管与S形散热带焊接而成，如图1-2所示。
管带式冷凝器的散热效果比管片式冷凝器好一些(一般可高10%左右〉，但工艺复杂，焊接难度大，且材料要求高。
空气冷却散热器的设计步骤
空气冷却散热器
TEL ：400-018-1846
空气冷却散热器的设计步骤
生产空气冷却散热器都有制定好的设计稿，稿件是技术员通过与客户协商制定，标准产品型号规格是固定的，但非标产品就不一样了，需要精细的计算测试才能投入生产。
应从经济和结构两方面进行考虑，经济上则指设计要兼顾设备投资和操作费用这两方面因素，使冷却单位工艺流体流量所花费的代价最低；结构上则要求空气冷却器的结构满足装置的总体设计要求，便于安装和操作。
一、依据设计条件和当地气候特点，确定最为适宜的空气冷却散热器结构形式。
由工艺流体和工艺过程的特点，参考经验总传热系数作为初值，估算所需换热面积大小，然后参考鼓风式或引风式空气冷却散热器的通用型号，初选空气冷却器的结构参数和设计参数。
二、计算空气冷却散热器的管内膜传热系数和压力降，若计算压力降超过允许值，则应调整管程数、管长或增加并联片数。
三、计算空气冷却散热器的总传热系数和传热温差（计算步骤参考空气冷却器的核算），并校核计算的面积余量能否满足设计要求，如果面积余量远小于要求值，增加并联片数或管排数。
一般不采用并联方式，如果采用串联须将热流分段处理，每段按独立的冷却器计算。
若面积余量与要求值相差不大，如果可以调整管程数来提高传热系数，则调整管程数；否则应增加管排数或调整其他参数，回到第2步重新计算。
四、计算管束的静压查和风机动压，然后计算风机的轴功率和电机功率。
冷凝器设计
冷凝器设计1. 引言冷凝器是一种常见的热交换设备，广泛应用于各种工业领域和家用电器中。
其主要作用是将流体中的热量传递给周围环境，使流体冷却至所需温度。
本文将对冷凝器的设计进行详细介绍。
2. 冷凝器的基本原理冷凝器的基本原理是利用流体在冷却过程中释放出的热量，通过热交换的方式传递给周围环境。
冷凝器一般包括以下基本组成部分：•冷凝管/管束：用于流体与周围环境进行热交换的部分。
一般采用金属材料制成，以增加热传导效率。
•冷却介质：常见的冷却介质包括空气、水或其他流体。
冷却介质与流体进行热交换，吸收流体中的热量。
•冷凝器外壳：用于固定和支撑冷凝管/管束，并保护内部部件免受外部环境的损害。
3. 冷凝器设计的考虑因素在进行冷凝器设计时，需要考虑以下因素：3.1 热量传递效率冷凝器的热量传递效率直接影响到冷却过程的速度和效果。
为了提高热量传递效率，可以采取以下措施：•增加冷凝管/管束的长度和表面积，增大热交换面积。
•优化冷却介质的流动方式，增加流体与冷却介质的接触面积。
•选择热传导性能较好的材料，提高热传导效率。
3.2 流体特性不同的流体具有不同的物理特性，包括流体的流动性、热导率、热容量等。
在冷凝器设计时，需要考虑流体的特性，以确定合适的流体流动速度和冷却介质的温度。
3.3 冷却介质选择冷却介质的选择取决于具体的应用需求。
常见的冷却介质有空气、水和其他流体。
根据不同的应用环境和要求，选择合适的冷却介质进行冷却。
3.4 设计材料选择冷凝器的设计材料需要具备良好的耐腐蚀性和热传导性能。
常见的冷凝器材料包括铜、铝和不锈钢等。
根据实际应用情况选择合适的设计材料。
4. 冷凝器设计流程冷凝器的设计流程一般包括以下步骤：4.1 确定冷凝器的应用需求根据实际应用需求，确定冷凝器的工作温度范围、流量要求等参数。
了解冷凝器所处的环境条件，以便选择合适的材料和冷却介质。
4.2 确定冷凝器的结构形式根据应用需求和空间限制，确定冷凝器的结构形式，包括冷凝管/管束的布置方式、冷凝器的外形尺寸等。
空调冷凝器设计
大众轿车XX车型冷凝器-干燥器-模件设计任务书目录1 通则 (6)1.1 认证要求 (6)1.2 受保护的权利 (6)1.3 适用范围 (6)1.4 实施 (7)1.5 物理单位定义 (7)1.6 使用的符号 (7)1.7 交货技术条件，检验方法和标准 (7)1.8 图纸标准 (9)1.8.1 成套图纸 (9)1.8.2 图纸要求的内容 (9)1.8.3 图纸交付时间 (10)1.9 鉴定方法 (10)1.9.1 鉴定样品和原始样品 (10)1.10 对样品和样车部件的要求 (11)1.11 重复利用 (11)2 对供应商的质量要求 (12)2.1 导言 (12)2.2 原则协议 (12)2.3 单项要点 (12)2.4 供应商及其下属分包商的质量规划 (13)2.4.1 开发和试生产 (13)2.4.2 批量生产 (14)2.5 检验标准 (15)2.6 运输 (15)2.7 对单个部件的要求 (16)3 对开发、设计和批量生产的基本要求 (16)3.1 项目管理和协调 (16)3.2 设计容积 (17)3.3 方案.........................................................................................................3.4 生产 (18)3.5 供货状态/标志 (19)3.6 运用 (19)3.7 审批 (20)3.8 尺寸和公差 (20)4 运行条件 (20)4.1 温度 (20)4.2 稳定性 (20)5 功能要求 (21)5.1 对冷凝器-干燥器-模件的要求 (21)5.1.1 对散热片的要求 (21)5.1.1.1 紧合 (21)5.1.1.2 外观 (21)5.1.1.3 散热片公差数 (21)5.1.1.4 横断面收缩 (21)5.2 对冷凝器-干燥器-模件的单项试验 (21)5.2.1 干燥度 (21)5.2.2 内部纯度 (21)5.2.3 气密性 (22)5.2.4 耐压应力强度 (22)5.2.5 真空度强度 (22)5.2.6 压力交变强度 (23)5.2.7 耐振强度 (23)5.2.8 共振试验 (23)5.2.9 压差和干燥器部件流量 (23)5.2.10 温度交变试验 (24)5.2.11 耐蚀性/表面保护 (24)5.2.11.1 SWAAT-试验 (24)5.2.11.2 气候-交变应力腐蚀-试验 (24)5.2.11.3 粉末涂装试验 (24)5.2.12 连接 (25)5.3 干燥剂 (25)5.3.1 功能 (25)5.3.2 种类 (25)5.3.3 耐久性 (25)5.3.4 吸水能力 (25)5.4 过滤器和滤网 (25)5.4.1 功能描述 (25)5.4.2 规格 (26)6 功率要求 (26)6.1 试验台上的功率计算 (26)6.2 冷却剂面的压力损失 (27)6.3 空气侧面的压力损失 (27)6.4 车辆中功率检验 (27)7 汽车试验 (27)8 系列试验 (27)9 附件 (29)9.1 PQ35和A-MPV冷凝器-干燥器-模件交叉对照表 (29)9.2 时间进度表，日程安排 (29)1 通则1.1 认证要求必须保证按照以下的ISO 9000标准进行开发和制造。
冷凝器设计计算步骤
冷凝器设计计算步骤设计冷凝器是在热传导和传热方面进行的工程设计。
其设计计算步骤如下：1. 确定冷凝器类型：冷凝器有多种类型，包括空气冷凝器、水冷冷凝器和蒸汽冷凝器。
根据具体应用场景和工艺要求，选择合适的冷凝器类型。
2. 确定冷凝器制冷剂：根据冷凝器应用场景和制冷剂的性质，确定所使用的制冷剂种类。
制冷剂的性质会影响到后续设计计算。
3. 计算制冷负荷：根据冷凝器所处的环境条件，计算冷凝器需要处理的制冷负荷。
这涉及到室内和室外的温度、湿度等因素，可以使用热负荷计算软件进行估算。
4. 选择传热方式：根据冷凝器的工作原理和制冷剂的性质，选择合适的传热方式。
常见的传热方式有对流传热和辐射传热，选择合适的传热方式可以提高冷凝器的效果。
5. 计算冷凝面积：根据制冷负荷和选择的传热方式，计算所需的冷凝面积。
冷凝面积可以通过冷凝器换热系数和传热过程中的温差来计算。
6. 计算冷凝器传热系数：根据冷凝器的设计参数和制冷剂的性质，计算冷凝器的传热系数。
传热系数是冷凝器换热效率的重要指标，需要根据具体情况进行计算。
7. 选择冷凝水边界条件：根据冷凝器的设计要求，选择合适的冷凝水边界条件。
这包括冷凝水的进口温度、流量和压力等参数，需要保证冷凝水的供给能够满足冷凝器的实际工作需求。
8. 进行热力学计算：根据所选的制冷剂和制冷负荷，进行热力学计算。
这包括冷凝过程中的温度、压力和比焓等参数的计算，可以使用热力学软件进行准确的计算。
9. 进行传热计算：根据冷凝器的设计参数和制冷剂的性质，进行传热计算。
这包括冷凝器的传热面积、传热系数和传热量等参数的计算。
10. 进行流体力学计算：根据冷凝器的设计参数和制冷水的性质，进行流体力学计算。
这包括冷凝器内部的流体流动情况、压力损失和水力不平衡等参数的计算。
以上是设计冷凝器的一般步骤，具体的计算方法和参数选择需要根据具体的应用情况和设计要求进行调整。
对于特定的冷凝器设计，可能还需要考虑其他因素，如材料选择、结构设计和安装要求等。
空冷式冷凝器设计计算
空冷式冷凝器设计计算设计空冷式冷凝器时，需要考虑以下几个关键参数：1.需要冷凝的气体或蒸汽的流量2.进入冷凝器的气体或蒸汽的温度和压力3.冷却介质的流量和温度接下来我们将详细介绍空冷式冷凝器的设计计算过程。
首先，计算冷凝器的传热量需求。
传热量的计算可以通过以下公式得到：Q=m×(h1-h2)其中，Q表示传热量，m表示流体的质量流率，h1表示入口处的焓值，h2表示出口处的焓值。
然后，根据气体或蒸汽在冷凝过程中的特性，确定合适的冷凝温度。
冷凝温度应高于冷却介质的出口温度，以便于热量能够顺利被冷却介质吸收。
接下来，通过计算冷却介质流量和温度差，确定冷却介质的需求。
冷却介质的流量可通过以下公式计算：Q=m×c×ΔT其中，c表示冷却介质的比热容，ΔT表示冷却介质的温度差。
在确定了冷却介质的需求后，可以根据设计要求选择合适的冷却介质，比如水、空气等。
接下来，通过计算冷凝器的传热面积来满足传热量需求。
传热面积的计算可以通过以下公式得到：Q=U×ΔT×A其中，U表示传热系数，ΔT表示传热温度差，A表示传热面积。
传热系数U可以通过经验公式或实验数据进行估算。
传热面积A的计算可以根据冷凝器的结构形式进行确定，比如管束换热器、冷凝罐等。
最后，通过计算冷却介质的流速来确定冷却介质的压力损失。
流速的计算可以通过以下公式得到：ΔP=(ρ×v^2)/(2×g)其中，ΔP表示压力损失，ρ表示冷却介质的密度，v表示流速，g表示重力加速度。
通过以上的设计计算步骤，可以得到空冷式冷凝器的关键参数，进而进行设备选型和优化设计。
此外，在实际设计过程中，还需要考虑冷凝器的材料选择、结构设计、设备布局等因素，以确保冷凝器的性能和可靠性。
总结起来，空冷式冷凝器的设计计算过程主要包括传热量的计算、冷凝温度的确定、冷却介质需求的计算、冷凝器传热面积的确定和冷却介质流速的计算等步骤。
【论文】强制对流空气冷却式空调冷凝器的设计
【关键字】论文【论文】强制对流空气冷却式空调冷凝器的设计陈景锐【摘要】本文介绍了强制对流空气冷却式空调冷凝器的结构及特点，并详细论述了其设计过程，最后联系实践，制作出用于指导生产的工序指导卡。
【关键词】空调冷凝器、设计、工序指导卡引言：换热器是制冷空调系统中最重要的部件之一,其性能的好坏直接影响着整个系统的性能。
因此,换热器的研究一直是制冷空调领域中一个非常活跃的研究方向。
本文以冷凝器为例，对强制对流空气冷却式空调换热器的设计进行了初步探讨。
一、概述冷凝器的功能是把由压缩机排出的高温高压制冷剂气体冷凝成液体，把制冷剂在蒸发器中吸收的热量（即制冷量）与压缩机耗功率相当的热量之和排入周围环境中。
因此，冷凝器是制冷装置的放热设备，其传热能力将直接影响到整台制冷设备的性能和运行的经济性。
冷凝器按其冷却介质可分为水冷式、空冷式和水/空气混合式。
由于空冷式冷凝器使用方便，尤其适合于缺水地区，在小型制冷装置（特别是家用空调）中得到广泛应用。
空冷式冷凝器可分为强制对流式和自然对流式两种。
自然对流式冷凝器传热效果差，只用在电冰箱或微型制冷机中。
下面仅讨论强制对流式冷凝器。
二、强制对流空气冷却式冷凝器的结构及特点强制对流空气冷却式冷凝器都采用铜管穿整体铝片的结构（因此又称管翅式冷凝器）。
其结构组成主要为——U 形弯传热管、翅片、小弯头、分叉管、进（出）口管以及端板等（如图1），其加工工艺流程如图2。
下面简要介绍一下各主要部分：1、U形弯传热管U形弯传热管俗称大U弯，其材料一般为紫铜。
为了减少金属材料消耗量及减少冷凝器重量，在强度允许的条件下，应尽量避免使用厚壁铜管。
U形弯传热管有光管和内螺纹管两种。
由于内螺纹管重量轻、成本不高，并且其内表面传热系数较光管要增加2~3倍1】。
因此，现在光管已基本上被内螺纹管代替了。
2、翅片除非客户特别要求，否则翅片的材料一般为铝。
它有平片、波纹片和冲缝片三种形式，并且这三种形式的表面传热系数也相差较大。
空气强制对流冷凝器的原理
空气强制对流冷凝器的原理
空气强制对流冷凝器是一种利用强制气流来增强换热效果的冷凝器。
其原理是通过引入强制气流使冷凝器表面的空气被迫流动，从而增强了热传导和传热面积，提高了冷凝器的换热效率。
具体原理如下：
1. 强制气流增加了传热面积：在空气强制对流冷凝器中，通过将冷凝器表面设计成具有褶曲或鳞片状的形状，可以增加表面积。
当强制气流通过冷凝器时，空气会顺着这些表面形状流动，从而增加了冷凝器的有效传热面积。
2. 强制气流加速了空气的流动：通过引入强制气流，可以加速空气在冷凝器表面的流动。
由于空气的流速增加，冷凝器表面的对流换热系数也会增加，从而加强了传热效果。
3. 强制气流带走了冷凝热量：在空气强制对流冷凝器中，通过强制气流的流动，可以有效地带走冷凝器表面的冷凝热量。
当热蒸气冷凝为液体时，释放的潜热会传导到冷凝器表面，然后被强制气流带走，从而使冷凝器迅速冷却。
综上所述，空气强制对流冷凝器通过增加传热面积、加速空气的流动以及带走冷凝热量的方式来提高冷凝器的换热效率。
空调系统中冷凝器的设计
氟利昂壳管冷凝器 3-5 6-7
氟利昂套管冷凝器 5-8 6-8
污垢的影响
污垢的影响
污垢的抑止
套管冷凝器
套管冷凝器
套管冷凝器
传热效果好，结构紧凑。
α≤1100w/m2 换热能力≤180kw
壳-盘管式
管内水，管外制冷剂。 换热能力≤50kw
空冷式冷凝器
强迫对流
自然对流
tw1 tw2
qo K 0m koo
o 冷凝温度与管外壁面温度之差
m 管内外介质的对数平均温差
传热系数
Ko
( Aof ) 1
Ai wi
( Aof Ai
1
Ri
)
(
Aof Am
q /m
)( 1 )
f
ko
K — 基于外表面面积Aof的总传热系数
am
(di 2
ห้องสมุดไป่ตู้db )
冷凝器的设计计算
冷凝器的热工计算
冷凝器的设计计算
冷凝器的设计计算
冷凝器的热工计算
冷凝器的热工计算
冷凝器的热工计算
冷凝器的热工计算
管排修正系数计算
管排修正系数计算
冷凝器的热工计算
冷凝器的热工计算
冷凝器的热工计算
冷凝器的热工计算
冷凝器的热工计算
Aof 外表面积与内表面积之比 Ai Ri 水侧污垢热阻
管壁厚度
f 管材导热系数
Am 金属管壁平均传热系数
ko 肋管表面的总换热系数
传热方程
形式变换为
q
m 0
1
wi
空冷式冷凝器设计计算
空冷式冷凝器设计计算解：(1).有关温度参数及冷凝热负荷确定，有关温度的数值取冷凝温度k t =50℃，进口空气干球温度1a t =35℃，出口空气干球温度2a t =43℃，进出口空气温差1a t -2a t =8℃对数平均温差θm =2112lna k a k a a t t t t t t ---=10.5℃查的R134a 在k t =50℃，0t =5℃是的冷凝负荷系数Co=1.31 （2）.选择?10mm ×0.5mm 的紫铜管为传热管,选用的翅片厚度δf =0.15mm 的波纹形整张铝制套片。
取翅片节距S f =2mm ，迎风面上管中心距s 1=25mm ，管簇排列采用正三角形叉排。
每米管长各有关的传热面积分别为a f =2（s 1s 2-4πd b ）/S f =0.4579㎡/ma b =πd b （s f -δf ）/s f =0.0299㎡/mof a =a f +a b =0.4878㎡/ma i =πd i =0.0283㎡/m取当地大气压P B =98.07KPa ，有空气热物理性质表，在空气平均温度下t m =39℃条件下，c pa =1013J/（kg ·K ），νa=17.5×610-㎡/s ，空气密度取ρa=1.1095kg/m 3 冷凝器所需的空气体积流量q v =)t -(t C ρa1a2pa a kQ =0.73m 3/s选取迎面风俗w y =2.5m/s,则迎风面积Ay=yvw q =0.43㎡取冷凝器迎风面宽度即有效单管长l=0.93m ，则冷凝器的迎风面高度 H=1s Ay=0.462m 迎风面上管排数 N=211-s H =12排（3).进行传热计算，确定所需的传热面积of A ，翅片管总长L 及空气流通方向上的管排数n 采用整张波纹翅片及密翅距的叉排管蔟的空气侧传热系数由式（3-10)乘以1.1再乘以1.2计算预计冷凝器在空气流通方向上的管排数n=4，则翅片宽度 b=) δ()()δ)((21f 1-+---f b f b s d s s d s =0.0033m最窄截面风速max w =)δ)((f 11--f b fs d s s s =4.6m/s因为ed b=26.24 f Re =amax νed w =867.4查表3-18和3-19，求得Ψ=0.15，n=0.623，c=1.152，m=-0.211，则空气侧表面系数of α =m ef d bn )(Re d λc Ψe a ×1.1×1.2=62.06W/（㎡·K ）查表3-11，R134a 在k t=50℃的物性集合系数B=1424.9，氟利昂在管内凝结的表面传热系数由式（3-17）计算αki=)(1555.025.025.0t t dw k iB ---翅片相当高度由式3-15计算＇h =+-dsds d n oo c11ln 35.01)1(2=0.01m 取铝片热导率λ=203W/(m ·K) 由式3-14计算翅片参数m 即：δαλfof m 2==61.64由式3-13计算翅片效率ηf=hh m m th '')(=0.88表面效率由式3-12计算=ηoaa a a bfbff++η=0.892忽略个有关污垢热阻及接触热阻的影响，则t wi =t wo =t w ,将计算所得的有关各值代入3-20即)()(0t t a t t a m w of of w k i ki -=-ηαα经整理得)39(372.0)49(75.0-=-t t w w解上式的t w =44.2℃，则R134a 在管内的凝结表面传热系数==---)(125.025.0555.0t t d w k iB ki α2388*(50-t wi )-0.25=1654.5取管壁与翅片见接触热阻r b =0.004㎡·K/W 、空气侧尘埃垢层热阻r 0=0.0001。
电子设备强迫风冷热设计规范
电子设备的强迫风冷热设计规范目录目录 (2)前言....................................................................................................错误!未定义书签。
1目的.. (4)2 适用范围 (4)3 关键术语 (4)4引用/参考标准或资料 (5)5 规范内容 (6)5.1 遵循的原则 (6)5.2 产品热设计要求 (6)5.2.1产品的热设计指标 (6)5.2.2 元器件的热设计指标 (7)5.3 系统的热设计 (7)5.3.1 常见系统的风道结构 (7)5.3.2 系统通风面积的计算 (14)5.3.3 系统前门及防尘网对系统散热的影响 (14)5.4 模块级的热设计 (14)5.4.1 模块损耗的计算方法 (14)5.4.2 机箱的热设计 (14)5.4.2.1 机箱的选材 (14)5.4.2.2 模块的通风面积 (15)5.4.2.3 机箱的表面处理 (15)5.5 单板级的热设计 (15)5.5.1 选择功率器件时的热设计原则 (15)5.5.2 元器件布局的热设计原则 (15)5.5.3 元器件的安装 (16)5.5.4 导热介质的选取原则 (17)5.5.5 PCB板的热设计原则 (17)5.5.6 安装PCB板的热设计原则 (20)5.5.7 元器件结温的计算 (20)5.6 散热器的选择与设计 (23)5.6.1散热器需采用的强迫冷却方式的判别 (23)5.6.2 强迫风冷散热器的设计要点 (23)5.6.3 风冷散热器的辐射换热考虑 (25)5.6.4 海拔高度对散热器的设计要求 (25)5.6.5 散热器散热量计算的经验公式 (25)5.6.6强化散热器散热效果的措施 (26)5.7风扇的选择与安装的热设计原则 (26)5.7.1多个风扇的安装位置 (26)5.7.2风扇与最近障碍物间的距离要求 (26)5.7.3消除风扇SWIRL影响的措施 (27)5.7.4抽风条件下对风扇选型的限制 (27)5.7.5降低风扇噪音的原则 (28)5.7.6解决海拔高度对风扇性能影响的措施 (29)5.7.7确定风扇型号的方法 (29)5.7.8吹风与抽风方式的选择原则 (30)5.7.9延长风扇寿命与降低风扇噪音的措施 (30)5.7.10风扇的串列与并联 (30)5.8防尘对产品散热的影响 (33)5.8.1抽风方式的防尘措施 (33)5.8.2吹风方式下的防尘措施 (33)5.8.3防尘网的选择方法 (33)6 产品的热测试 (34)6.1 进行产品热测试的目的 (34)6.2 热测试的种类及所用的仪器、设备 (34)6.2.1温度测试 (34)6.2.2速度测量 (35)6.2.3流体压力的测量 (36)7 附录 (38)7.1 元器件的功耗计算方法 (38)7.2 散热器的设计计算方法 (40)7.3 冷板散热器的计算方法 (41)7.4 强迫风冷产品的热设计检查模板 (44)1目的建立一个电子设备在强迫风冷条件下的热设计规范，以保证设备内部的各个元器件如开关管、整流管、IPM模块、整流桥模块、变压器、滤波电感等的工作温度在规定的范围内，从而保证电子设备在设定的环境条件下稳定、安全、可靠的运行。
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【摘要】本文介绍了强制对流空气冷却式空调冷凝器的结构及特点，并详细论述了其设计过程，最后联系实践，制作出用于指导生产的工序指导卡。
【关键词】空调冷凝器、设计、工序指导卡
引言：换热器是制冷空调系统中最重要的部件之一,其性能的好坏直接影响着整个系统的性能。
因此,换热器的研究一直是制冷空调领域中一个非常活跃的研究方向。
本文以冷凝器为例，对强制对流空气冷却式空调换热器的设计进行了初步探讨。
一、概述
冷凝器的功能是把由压缩机排出的高温高压制冷剂气体冷凝成液体，把制冷剂在蒸发器中吸收的热量（即制冷量）与压缩机耗功率相当的热量之和排入周围环境中。
因此，冷凝器是制冷装置的放热设备，其传热能力将直接影响到整台制冷设备的性能和运行的经济性。
冷凝器按其冷却介质可分为水冷式、空冷式和水/空气混合式。
由于空冷式冷凝器使用方便，尤其适合于缺水地区，在小型制冷装置（特别是家用空调）中得到广泛应用。
空冷式冷凝器可分为强制对流式和自然对流式两种。
自然对流式冷凝器传热效果差，只用在电冰箱或微型制冷机中。
下面仅讨论强制对流式冷凝器。
二、强制对流空气冷却式冷凝器的结构及特点
强制对流空气冷却式冷凝器都采用铜管穿整体铝片的结构（因此又称管翅式冷凝器）。
其结构组成主要为——U形弯传热管、翅片、小弯头、分叉管、进（出）口管以及端板等（如图1），其加工工艺流程如图2。
下面简要介绍一下各主要部分：
1、U形弯传热管U形弯传热管俗称大U弯，其材料一般为紫铜。
为了减少金属材料消耗量及减少冷凝器重量，在强度允许的条件下，应尽量避免使用厚壁铜管。
U形弯传热管有光管和内螺纹管两种。
由于内螺纹管重量轻、成本不高，并且其内表面传热系数较光管要增加2~3倍【1】。
因此，现在光管已基本上被内螺纹管代替了。
2、翅片
除非客户特别要求，否则翅片的材料一般为铝。
它有平片、波纹片和冲缝片三种形式，并且这三种形式的表面传热系数也相差较大。
对使用波纹片和冲缝片的管簇，其空气侧表面传热系数目前尚无简单准确的计算式。
实践表明，采用波纹片和冲缝片时，空气侧表面传热系数较一般平翅片分别大20%和60%以上【2】。
由于空气通过叉排管簇时的扰动程度大于顺排，空气通过叉排管簇时的表面传热系数较顺排管簇高10%以上，因而，空冷式冷凝器的管簇排列以叉排为好。
为了使弯头的规格统一，一般管簇都按等边三角形排列。
为了使翅片有较高的翅片效率，保证弯头的加工工艺要求，管中心矩应是传热管外径的2.5倍。
按等边三角形叉排布置的翅片管簇，对每根而言，其翅片相当于正六角形（如图3）
为了有效利用空冷式冷凝器的传热面积，并且保证焊接工艺要求，沿空气流动方向的管排数一般为1~4排【3】。
为了增加铜管与翅片的接触面积，进而增加整个冷凝器的换热面积，一般将翅片孔外沿翻边。
翅片的翻边保证了翅片的间距，同时也保证了胀管工艺。
图4为翅片翻边示意图。
为了提高换热器的传热效果，必须避免或减小翅片与管面之间的接触热阻，使翅片与管面间保证良好接触，因此一般会采用机械胀管方法，其胀紧量一般为0.08~0.15㎜【4】。
三、冷凝器的设计计算
1、设定有关参数【5】
取当地大气压强P=98.07kpa，冷凝温度,蒸发温度，进口空气干球温度，进出口空气温差，则出口空气干球温度，制冷量，选用R22作为冷媒。
翅片采用冲缝普通铝片，管簇排列形式为正三角形叉排，铝片厚度δ=0.105㎜，翻边高度㎜,传热管采用Φ7×0.25×0.1内螺纹紫铜管【6】，则孔中心距㎜。
假定迎面风速，有效单管长即两端板距㎜。
2、设计计算
（1）平均温度及对数平均温差
（2）冷凝热负荷查R22冷凝负荷系数图【7】，当、时，其冷凝负荷系数，因此冷凝热负荷
（3）肋化系数
每米管长翅片侧面面积
【8】
㎡/m
每米管长翅片间管面面积（即翻边面积）
=0.0212㎡/m
则每米管长总外表面积
= 0.2805 + 0.0212 = 0.3017㎡/m
每米管长总内表面积
㎡/m
所以肋化系数
（4）迎风面积
查干空气物理性质表，在大气压力P=98.07kpa、空气平均温度tm＝39o C条件下，其性质如下：
在进风温度ta1＝35o C 条件下，
则冷凝器所需空气的体积流量
所以迎风面积
（5）迎风面高度（即翅片长度）
（6）迎风面上管排数
（7）最窄截面风速
（8）冷凝器的总传热系数目前，对冷凝器的总传热系数的计算主要有三种方法：（1）
通过公式
来求；（2）直接取经验值（比如有的书上直接取 K=35W/(㎡.k)）；（3）通过经验公
式来求。
第一种方法计算精确，但过于复杂，不适合工程应用；第二种方法简单有效，但必须有在同一厂家较长的工作经验；第三种方法适用范围广并且比较简单，适合工程应用。
下面将利用第三种方法来求K值。
但由于该公式没有考虑冲缝翅片和内螺纹管对K值的影响，因此我针对此问题进行了粗略的研究比较，即利用计算K值的理论公式
，当τ=15并且忽略其分母的中间三项，分别让αo和αi 一步步增加，以此得出它们对K值的影响。
其结果如图5和图6。
图5表明了在肋化系数τ=15时管外传热系数αo对K值的影响。
数据显示，开始时，αo每增加10%，K值可增加7%以上，但随着αo的继续增加，K值的增加逐步呈下降趋势。
但在αo的增加不超过100%情况下，αo每增加10%，K值平均增加6%左右。
图6表明了在肋化系数τ=15时管内传热系数αi对K值的影响。
数据显示，开始时，αi每增加10%，K值可增加2%以上。
和管外传热系数对K值的影响一样，随着αi的继续增加，K值的增加呈下降趋势。
当αi的增加达到250%时，αi每增加10%，K值只增加0.5%左右。
在αi的增加超过200%但不超过300%情况下，αi每增加10%，K值平均增加0.8%左右。
前面第二部分已经提到过，采用冲缝片和内螺纹传热管时，空气侧表面传热系数αo和制冷剂侧表面传热系数αi分别较一般平翅片和光管大60%和2~3倍以上。
因此，计算冲缝片加内螺纹传热管的空冷式冷凝器的总传热系数时，我们可以在经验公式后面再乘以1.36和1.24【9】，即
（9）冷凝器所需的传热面积
（10）所需有效传热管总长
（11）空气流通方向上的管排数
取整数n=2排
（12）翅片宽度
冷凝器的实际有效传热管长为L=nlN=2×0.398×18=14.328m,实际传热面积为
A=L·ao=14.328×0.3017=4.323㎡,较传热计算所需传热面积大5.4%，能满足冷凝负荷的传热要求。
此外，冷凝器的实际迎面风速与所取迎面风速相一致。
四、工序指导卡的制作【10】
1、冲压工序指导卡
（1）翅片孔径、胀头及扩头的大小
取翅片孔径Φ=7.3 ㎜【11】，胀紧量0.15㎜，则胀头大小为
7.3+0.15 -(0.25+0.1)×2=6.75㎜
取Φ7.1㎜扩头【12】
（2）翅片片数
每片翅片的侧面面积
=0.01632㎡
每片翅片的翻边面积
=0.00136㎡
每片翅片的总面积
则翅片片数
（3）U形传热管开料尺寸
【13】详细参数见附图1。
2、焊接工序指导卡（见附图2）
附图1 冷凝器冲压工序指导卡
附图2 冷凝器焊接工序指导卡
【1】参看《小型制冷装置设计指导》。
【2】参看《小型制冷装置设计指导》。
【3】有的书上是2~6排或2~8排，此处仅以科龙型冷凝器为参考依据。
（注：如果排数大于4排，过自动焊时就很难保证焊接质量。
）
【4】此数据是依据科龙型冷凝器的工艺参数计算得出的，折算成接触率就是
0.4%~2.05%左右，与《小型制冷装置设计指导》里的0%~2%接近，但与有的书上的
2.5%~5%相差较远。
【5】相关参数的假定是以国家标准和科龙型冷凝器为参考依据的。
【6】Φ7×0.25×0.1表示铜管外径为7㎜，管壁厚度为0.25㎜，齿高0.1㎜。
【7】请参看《小型制冷装置设计指导》或相关文献。
【8】
【9】1+（60%÷10%）×6%=1.36，1+（3÷10%）×0.8%=1.24
【10】该卡的形式是以科龙空调公司热交换车间的工序指导卡为参考依据的。
【11】该数值是依照科龙型冷凝器的工艺参数选定的。
科龙热交换器所用的翅片的孔径只有Φ7.3和Φ9.88两种，分别对应Φ7和Φ9.52两种铜管。
【12】该数值是依照科龙型冷凝器的工艺参数选定的。
【13】此为经验公式，其中l表示两端板距，0.96是铜管的收缩率，30是经验数值。