蒸发器与冷凝器讲义
冷凝器和蒸发器.ppt
1.船用冷凝器的构造[Structure]
四流程壳管式冷凝器
[Closed Shell and Tube Condenser]
5
船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
冷凝器附件 (1)安全阀[Safety Valve]：冷剂压力过高打开，通过 管路将冷剂泄往舷外。
船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
冷凝器和蒸发器 一、冷凝器[Condenser]
冷凝器的结构和性能 二、蒸发器[Evaporator]
蒸发器的结构和性能
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船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
一、冷凝 器
• 作用：从冷剂气体中移出热量，其冷凝成液态。 并实现液态冷剂一定程度的过冷。
• 种类： 水冷---壳管式→船用、陆用 凉水塔式、管槽式→陆用 空气冷却---陆用、冷藏车、集装箱、冰箱、空调
机用
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船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
一、冷凝器
1.船用冷凝器的构造[Structure] 双流程结构原理图
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船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
(5)防腐锌块：装在端盖内。注意：及时更换；与端 盖金属接触良好。
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船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
问题：A. 压缩机安全阀、B. 高压继电器、C. 冷凝器安全阀动作压力顺序应为( B < A < C )。
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第九章冷凝器与蒸发器
第九章冷凝器与蒸发器第一节冷凝器的传热分析冷凝器的位置：制冷循环中，冷凝器在制冷压缩机后（高温高压制冷剂蒸气从压缩机出来后进入冷凝器）。
冷凝器的作用：使用不同的冷却介质，将制冷压缩机出口的高温高压制冷剂气体等压冷却成制冷剂液体。
一、影响制冷剂侧蒸气凝结放热的因素1.制冷剂蒸气的流速和流向当蒸气与凝结的液膜做同向运动时，气流能促使冷凝液膜减薄和较快地与冷却壁面脱开，使放热系数增大。
而当气流与液膜层流向相反时,放热系数的大小取决于制冷剂蒸气的流速。
考虑到制冷剂蒸气的流速和流向对传热的影响，立式壳管式冷凝器的蒸气进口一般总是设在冷凝器高度2/3处的筒体侧面，以便不使冷凝液膜太厚而影响传热。
2.传热壁面粗糙度的影响壁面光滑、清洁，液膜流动阻力小，凝结的液体能较快流出，使液膜层减薄，放热系数相应增大。
如果壁面粗糙，液膜的流动阻力增大，使液膜层增厚，放热系数也就降低，严重时放热系数下降20%～30%。
冷凝管表面应保持光滑和清洁，以保证有较大的凝结传热系数。
3.制冷剂蒸气中含油时对凝结放热的影响制冷剂蒸气中混有大量润滑油时，油将沉积在冷却壁面上形成导热系数很低的油膜，形成附加热阻，使制冷剂侧的传热系数降低。
因而，油在制冷剂中的溶解量不得超过规定范围，否则，会使传热系数降低。
在冷凝器的设计和运行中，应设置高效的油分离器，以减少制冷剂蒸气中的含油量，从而降低其对凝结放热的不良影响4.制冷剂蒸气中含有空气或其他不凝性气体的影响制冷系统中存在空气或其它不凝性气体是难以避免的。
这些气体随制冷剂蒸气进入冷凝器，附着在凝结液膜附近，使制冷剂蒸气的分压力减低，不及时排除会使制冷剂放热系数大大下降、影响制冷剂蒸气的凝结放热。
5.冷凝器结构形式的影响无论何种结构的冷凝器，都应设法使冷凝液体迅速地从冷却壁面离开。
二、影响冷却介质侧放热的因素通常采用水或空气，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。
蒸发器冷凝器的作用
蒸发器冷凝器的作用蒸发器和冷凝器是蒸馏过程中非常重要的设备，它们在不同的工业领域中扮演着不可替代的角色。
本文将着重介绍蒸发器和冷凝器的作用和原理，并探讨它们在不同领域中的应用。
一、蒸发器的作用蒸发器是一种将液体转化为蒸汽的设备，其作用主要有以下几个方面：1. 浓缩液体：蒸发器可以通过蒸发的方式将溶液中的溶质浓缩，从而得到纯净的溶质或高浓度的溶液。
在化工、食品加工等行业中，蒸发器被广泛应用于浓缩果汁、药液、盐水等物质。
2. 分离混合物：蒸发器可以利用混合物中各组分的不同蒸发温度，将混合物分离为不同的组分。
例如，利用蒸发器可以将石油中的不同组分（如汽油、柴油、润滑油等）分离出来。
3. 除去液体中的溶质：蒸发器可以通过蒸发将液体中的溶质除去，从而得到纯净的溶剂。
在化工、制药等行业中，蒸发器被广泛应用于回收溶剂、去除废水中的污染物等。
二、冷凝器的作用冷凝器是一种将蒸汽转化为液体的设备，其作用主要有以下几个方面：1. 回收蒸汽：冷凝器可以将蒸汽冷却并转化为液体，从而回收蒸汽中的热能。
在发电、化工等行业中，冷凝器被广泛应用于回收蒸汽中的能量，提高能源利用效率。
2. 分离混合物：冷凝器可以利用不同组分的沸点差异，将混合物中的蒸汽分离为不同的组分。
例如，在石油炼制过程中，冷凝器可以将石油蒸汽中的不同组分（如汽油、柴油、润滑油等）分离出来。
3. 降低压力：冷凝器可以将高压蒸汽冷却并减压，从而满足后续工艺的要求。
在化工、制药等行业中，冷凝器被广泛应用于降低压力、分离液体等工艺中。
三、蒸发器和冷凝器的原理蒸发器和冷凝器都是利用物质的相变过程实现其功能的。
蒸发器通过加热液体使其蒸发，而冷凝器则通过冷却蒸汽使其凝结。
蒸发器的加热方式有多种，可以通过外部加热、内部加热或间接加热等方式实现。
加热液体使其达到沸腾点，液体表面形成大量气泡，从而将液体转化为蒸汽。
蒸发器通常包含一个加热器和一个蒸发室，加热器提供热量，而蒸发室则提供足够的空间供蒸发。
冷凝器和蒸发器
冷凝器和蒸发器高压液体经膨胀阀降压节流后，进入中间冷却器，吸收了蛇形盘管及中间冷却器器壁的热量而汽化，通过出气管进入低压级与高压级连结的管道里与低压级排出的高温气体混合，达到冷却低压排气的效果小结：本节我们学习了中间冷却器的作用，学习了其种类和工作原理。
作业：1.氨用中间冷却器是如何实现热量综合利用的？2. 氟用中间冷却器与氨用中间冷却器的冷却原理有何不同？教研组审核： 教务实训科审核： 督导组审核：21 效和安全的工作，他们有油分离器、空气分离器、贮液器和兼有分离、贮存双重的汽液分离器、低压循环贮液器、排液筒及集油器。
讲授新课：一 油分离器油分离器的基本工作原理：利用油和制冷剂密度不同，当通道截面突然增大，流速骤降（由10～25m/s 降至0.8～1m/s ）,重量较大的油滴在重力作用下落下；在油分内部使气体流动方向改变或利用离心作用，使密度较大的油滴分离；利用制冷剂液体或冷却水管，使混合气体冷却，使其中夹带的油蒸气凝结成较大颗粒的油滴；利用过滤设备过滤。
从外观结构来分，分为立式油分和卧式油分。
从分油方式不同，油分主要有以下几种：✧ 洗涤式油分：主要适用于氨系统。
工作时，桶内保持一定高度的氨液（通常由浮球阀控制），压缩机排出的氨气通过桶体上部封头处、伸入桶内的进气管进入氨液中洗涤降温，油蒸汽温度降低凝结成滴沉入桶底。
氨气离开液面时改变了方向，且流速大大降低。
桶体上部的伞形孔板不仅可以使油进一步分离，还可以挡住被被气体吹起的氨液滴。
✧ 填料式油分：图2-21所示的是填料式油分的结构示意图。
钢板卷焊的桶体内装有填料层。
填料层上、下用两块多孔管板固定。
填料可以是陶瓷、金属切屑或金属丝网，以金属丝网效果最好。
这种油分的分油效率较高，可达95%左右。
✧ 过滤式油分：22教研组审核：教务实训科审核：督导组审核：。
蒸发器与冷凝器
第3章蒸发器与冷凝器3.1 蒸发器蒸发器是制冷系统中制取和输出冷量的设备。
按照被冷却介质的特性，蒸发器可以分为冷却空气和冷却液体载冷剂两大类。
3.1.1影响蒸发器传热的主要因素1．制冷剂特性对蒸发器传热的影响一般制冷剂液体在蒸发器内的沸腾换热都属于泡状沸腾。
泡状换热沸腾换热膜状换热当制冷剂导热系数λ↑、密度ρ↑、粘度μ↓、汽化潜热γ↑时，放热系数α↑。
2．被冷却介质特性对蒸发器传热的影响水、盐水和空气是制冷剂装置中常见的被冷却介质，其放热系数与其物理性质有关外，还与其流速等外界因素有关，流速大，虽然放热系数大，但相应的动力消耗也大，所以要取适宜的流速。
3．润滑油进入蒸发器对传热的影响形成油膜（低温下由于粘度大，更易形成），产生很大的热阻，降低换热效率，制冷量减少。
（1）油不能蒸发，导热系数小。
一般油膜厚度为0.1mm时产生的热阻相当于厚度为33mm的低碳钢金属壁的热阻。
（2）油膜还会妨碍制冷剂液体润湿传热表面4．蒸发器结构型式对蒸发器传热的影响（1）使液体尽量充分接触传热表面①合理的液面高度②尽量减少制冷剂蒸气进入蒸发器③采用液泵供液（2）增强热阻大的一侧的传热，如在管壁上加肋以增大换热面积。
3.1.2冷却空气的蒸发器这类蒸发器的制冷剂在蒸发器的管程内流动，并与在管程外流动的空气进行热交换，按空气流动的原因，冷却空气的蒸发器可分为自然对流式和强迫对流式两种。
1．自然对流式冷却空气的蒸发器这种蒸发器的蒸发管又称为排管，广泛用于冷库中，它依靠自然对流换热方式使库内空气冷却，其结构简单、制作方便，甚至可在现场生产，但传热系数较低，面积大，消耗金属多。
为了提高传热效果，可采用绕制肋管制造。
冷库内常用的排管蒸发器可根据其安装的位置分为有墙排管、顶排管、搁架式排管等多种形式。
（每种形式的结构图）2．强迫对流式冷却空气的蒸发器在冷库中使用被称为冷风机, 在空调系统中使用被称为表冷器（表面式冷却器）。
它由几排带肋片的盘管和风机组成，依靠风机的强制作用，使被冷却房间的空气从盘管组的肋片间流过。
0309D冷凝和蒸发器 (3)
第四节 冷凝器和蒸发器一、冷凝器功用:将压缩机排出的高压高温的气态制冷剂冷却和冷凝成液态，供系统循环使用。
1.船用冷凝器的构造[Structure]冷凝器的附件：（l ）安全阀;（2）放空气阀;（3）水室放气旋塞; (4)水室泄水旋塞;(5)防蚀锌棒或表面涂以防蚀涂层。
(1)安全阀[Safety Valve]：冷剂压力过高打开，通过管路将冷剂泄往舷外。
(2)放空气阀[Air Release Valve]：装在壳体最高处，泄放不凝性气体[Non-condensable Gas]。
注意：应在压缩机停车时进行放气。
(3)水室放气旋塞[Water Chamber Air Release Cock]：装在端盖最高处，泄放水侧空气。
问题：A. 压缩机安全阀、B. 高压继电器、C. 冷凝器安全阀动作压力顺序应为( B < A < C)。
(4)水室泄水旋塞[Water Chamber Drain Cock]：装在端盖最低处，检修或长期停用时泄放存水。
当将冷凝器的下部空间兼作贮液器时，还设有液位计或液位镜。
2.冷凝器的性能[Performance] 冷凝器的热负荷：单位时间内必须排走的热量(要求)。
i K P Q Q +=0冷凝器的排热量:单位时间内被冷却介质所带走1[('进口水温的热量(完成)。
)]2()1w w k k k k t t t KA t t KA Q ∆+-=-=12w w w t t t -=∆冷凝温度冷却水管外表总面积冷凝器传热系数根据冷却水带走的热量计算冷凝器的排热量Q水的比热)(12'w w w w k t t C G -⋅⋅=水的质量流量)1'k Q =)]21([)(1'w w k k k k t t t KA t t KA Q ∆+-=-=)/('12w w k w w w C G Q t t t ⋅=∆=-Qt k(p k)αCt0= 0o C)(21111'wkwwkttCGKAQ-⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=kQ't1'wtC11'kQ脏污、有空气(K↓)管子被浸没多(A↓)水量不足(Gw↓)换热面积过小(A↓)(1)冷凝器的影响t k(p k)↑α↓C22'kQ(2)冷却水温的影响t w1升高为t'w1Q'k ↓kQtC= +5o C3(3)吸入压力的影响p0(t0)升高t k(p k)↑p0(t0)降低t k(p k)↓t0= -5o CC4二、蒸发器1. 蒸发器的构造冷却液体的蒸发器冷却空气的蒸发器蒸发盘管[Evaporating Coil](自然对流)冷风机[Fanned Air Cooler](强迫对流)干式壳管蒸发器 [Closed Shell-tube Dry Expansion Evaporator]蒸发盘管 [Evaporating Coil]：主要用于鱼库、肉库绕片式蛇行管优点：结构简单、管理方便.缺点：自然对流传热系数小，放管路长、耗材多安装麻烦，充注制冷剂量大，变温也较麻烦。
2.2 冷凝器与蒸发器
2.2 冷凝器与蒸发器
广东科技学院机电工程系汽车专业
2.2.1 冷凝器
1．冷凝器构造与作用 2．冷凝器的检查 3．冷凝器拆装 广东科技学院机电工程系汽车专业
冷凝器是一个用于将制冷剂所含热量释放、并将制冷剂由气态转变成
液态的热交换器。冷凝器总是安装在车辆的前部，风扇将风吹过散热装置， 以利于排出热量。 冷凝器是由管道、散热片、框架组成，如图4-45所示。其管道进出口用 螺纹联接，便于拆装。冷凝器管道成蛇形状，管上密布着散热片，它由很薄 的铝合金片做成，用框架将其组成长方形，由支撑架用螺栓固定在车箱外的 车体上，形状与发动机的散热器相似，它的管道一般采用铝合金，也有的采 用铜管。 冷凝器工作时，由冷却风扇形成的快速空气流，带走冷凝器管内制冷剂 的热量，从而使制冷剂由气态变成液态。 来自压缩机的制冷剂以高温高压的气态形式从顶部进入冷凝器。经过冷 凝器时，制冷剂丢失它所含的大量热量并凝集在底部，进入液管或贮液干燥 器。理论上，制冷剂离开冷凝器时将是液体。 冷凝器散热由空调器负载和环境温度决定。
3．蒸发器的维修与更换
（1）用高压水或压缩空气清洁蒸发器表面积污异味物，注意不能用高 压蒸气冲洗蒸发器。 （2）如果发现有泄漏，要找出漏点进行焊补。 拆装蒸发器应按照： （1）回收制冷剂。 （2）如果需拆下加热器软管才能接触到蒸发器，就需排空散热器。
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2.3 膨胀阀与膨胀管
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2.2.2 蒸发器
蒸发器是一种换热装置，外形近似冷凝器，但比冷凝器 窄、小、厚，其目的是为了在鼓风机的风力通过它时，能输 送更多的冷气，常用的蒸发器结构如图4-37所示。蒸发器通常装 在仪表板后的风箱内，依靠鼓风机使车外空气或车内空气流 经蒸发器，以便冷却与除湿。大型轿车配置两个蒸发器，一 个装在车前部，另一个装在车后部。 管翅蒸发器 ，进口管路行分成4小路，然后再和翅片中的4根粗
1第九章蒸发器与冷凝器
换热器名称及型式 卧式冷凝器(氨) 卧式冷凝器(氟利昂)
传热温差4～6℃，单位面积冷却水用量0.5～0.9m3/(㎡· h) 传热温差,7～9℃，低肋管，肋化系数≥3.5，水速1.5～2.5m/s
表8-2 制冷装置中常用材料的导热系数λ
冷凝器与蒸发器
9.1.2 总传热系数与基本传热方程
工程上，为了简化计算，通常把以上复杂的 热传递过程用一个总传热系数来表示，当传 热面为圆管形状时，常常以外传热表面为基 准面 总传热系数的计算公式
K
1 1
0
RSO
bdo do do RSI d m d i i di
干式壳管式蒸发器的优点：
（1）充液量少，为管内容积的40%左右 （2）受制冷剂液体静压力的影响较少； （3）排油方便； （4）载冷剂结冰不会胀裂管子； （5）制冷剂液面容易控制； （6）结构紧凑。 制冷剂在换热管束内供液不易均匀， 弓形折流板制造与装配比较麻烦， 载冷剂在折流板孔和换热管间、折流板外周与筒体间容易产生 泄漏旁流，从而降低传热效果
冷凝器与蒸发器
蒸发器与冷凝器
思考题 1. 什么叫顺流？什么叫逆流？ 2. 影响总传热系数的因素有哪些？ 3. 传热基本公式中各量的物理意义是什么？ 4.影响冷凝器传热的主要影响因素有那些？ 5.说明冷凝器的作用和分类？ 6.立式壳管式冷凝器上各管接头的作用是什么？ 7.说明蒸发器的作用和如何分类？ 8.比较干式壳管式蒸发器和满液式壳管式蒸发器，各自的优点是什么？ 9.举例说明如何强化换热器的换热效率。 10 .影响蒸发器传热的主要影响因素有那些？板式换热器有什么突出的优点？ 11.举例说明制冷空调产品上强化传热采取的措施？
冷凝器和蒸发器
B.压缩历程：压缩机工作后，在蒸发器中吸收热量后变为低温低压的气态制冷剂，经压缩机吸入压缩后，将制冷剂压缩为高温高压气态制冷剂，排入冷凝器。
B.冷凝历程：高温高压的气态制冷剂进入冷凝器后，在冷凝器风机的作用下，通过冷凝器散热装置向周围环境空气中散热，同时冷凝为高温高压液态制冷剂。
（3）压缩机要小型轻量化，如许可以节省汽车空间，安装位置方便，且节省质料和燃料的消耗。
（4）要能经受很坏运行条件的考验，有高度的靠得住性和耐久性。在怠速时，汽车发动机舱内温度有时候高达80℃冷凝压力高，就要求压缩机能蒙受高温及高压和有限的过载。汽车行驶在道路上总有颠簸振动，这也要求压缩机有良好的抗震性能，并把制冷剂的泄漏减小到最低程度。
3.2汽车空调压缩机的特殊要求：
汽车运行的动态特征与多变的外界环境对汽车空调压缩机的性能和结构提出了一些特殊要求，表现在：
（1）要有良好的低速性能，要求压缩机在汽车发动机低速和空载时有较大的制冷能力和较高的效率。
（2）汽车高速行驶时输入功率低，如许不仅节省油耗，而且能降低发动机用于空调方面的功率消耗，提高汽车自身的动力性能。
②分散式是指压缩机，冷凝器和蒸发器各自独立的总成。分散安装在汽车的适当部位。
（3）按蒸发器和冷凝器的安插方式分
①内置式
②顶置式
③混合置式
④背置式
第二章 汽车空调制冷原理
2.1概述：
当前汽车空调制冷系统普遍采用蒸汽压缩式制冷方式，即利用液体气化吸收热量来实现制冷。
（1）热、湿负荷大，在同样空间容积内配置的系统容量要大的多。
（2）车室的容积不大，空调装置的重量、安装尺寸和位置等均要受到整车的限制。
8.2蒸发器课件
8.2 蒸发器
蒸发器是制冷系统中的一种换热器。对制冷系统而言，它是从系统外吸 热的换热器。蒸发器的作用是利用液态制冷剂在低压下沸腾，转变为蒸气并 吸收被冷却物体或介质的热量，达到制冷目的。因此蒸发器是制冷系统中制 取冷量和输出冷量的设备。
制冷循环过程
低温 低压 压缩机 （压缩）
干式管壳式蒸发器为全部制冷剂在管内蒸发的壳管式蒸发器，干式管壳式 蒸发器多为卧式，主要用于氟利昂制冷装置。
1、满液式蒸发器
满液式蒸发器大多为管壳式，载冷剂在管内流动，制冷剂在管外蒸发， 制冷剂液体基本浸满管束，上部留有一定的气空间。
满液式卧式管壳式广泛地应用于船舶制冷、制冰、食品冷冻和空气 调节中。
搁架式排管蒸发器
多用于冻结室中冷冻加工 食品的设备。它是由许多组 蛇形盘管组合而成。
从构造形式上分
立式
卧式 盘管式
排管有光滑管和翅片管两种
光滑管排管蒸发翅片管排管蒸发器 翅片材料多为软质钢带，翅片宽 4～6mm，厚为1～1.2mm，片 距35.8mm。
翅片管排管蒸发器 翅片材料多为软质钢带，翅片宽 4～6mm，厚为1～1.2mm，片 距35.8mm。
2、强迫对流式冷却空气的蒸发器
这种蒸发器又称为直接蒸发式空气冷却器，在冷库或空调系统中使用它 时又可称为冷风机。它由几排带肋片的盘管和风机组成，依靠风机的强制 作用，使被冷却房间的空气从盘管组的肋片间流过。管内制冷剂吸热汽化， 管外空气冷却降温后送入房间。
卧式管壳式蒸发器属于冷却液体载冷剂大类的蒸发器。
常用蒸发器：
满液式卧式管壳式蒸发器 干式卧式管壳式蒸发器
满液式蒸发器为制冷剂在其中不完全蒸发的管壳式蒸发器，满液式卧式 管壳式蒸发器在正常工作时筒体内要充注垂直筒径约70%～80%高度的制 冷剂液体，因此称为“满液式”，常用于氨作制冷剂时。
第四章 冷凝器和蒸发器
板式换热器（冷凝器、蒸发器）
Outlet refrigerant Inlet water
Inlet refrigerant Outlet water
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板式换热器（冷凝器、蒸发器）
A向 A B B向
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
制冷剂 水
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二、冷凝器的热工性能
1. 不同冷凝器的传热性能比较
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卧式壳管式冷凝器的主要优点
传热系数较高，耗水量较少，操作管理方便，但是要 求冷却水的水质要好，清洗水垢时不太方便，需要停 止冷凝器的工作。 这种冷凝器一般应用在中、小型制冷装置中，特别是 压缩式冷凝机组中使用最为广泛。
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（3）套管式冷凝器
套管式冷凝器一般用于小型 氟利昂制冷机组，例如柜式空调 机、恒温恒湿机组等。
（1）立式壳管式冷凝器
工作原理： 水:冷却水从上部通入管内，吸热后排 入下部水池。顶部有配水箱和带斜 槽的导流管嘴。 通过斜槽沿切线方 向流入管中，沿管壁螺旋状向下流 动，形成一层水膜，提高冷却效果， 还可节水。 制冷剂：从中部进入管束外空间，冷 凝液沿管外壁流下，聚集于底部， 从出液管流出。 特点：占地小，无冻结危险，可安装 在室外，便于清除铁锈和污垢，对 水质要求不高；冷却水量较大，体 积笨重，多用于氨系统。
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空冷式冷凝器特点：
3. 采用空冷式冷凝器时，由于夏季室外温度较高，冷 凝温度较高，为获得同样的制冷量，压机的容量大
20%，且运行费用较高。
4. 空冷式机组多用于小型和移动式制冷机组及缺水地 区的氟利昂系统中。 5. 应防止冬季运行压力过低，蒸发器缺液，制冷能力 降低。
蒸发器冷凝器回程
蒸发器冷凝器回程摘要：一、蒸发器冷凝器的基本概念二、蒸发器冷凝器的工作原理三、蒸发器冷凝器的应用领域四、蒸发器冷凝器的选购与维护五、总结正文：蒸发器冷凝器是制冷、空调、热泵等领域中重要的组件，它负责实现制冷剂的蒸发和冷凝过程。
本文将从蒸发器冷凝器的基本概念、工作原理、应用领域、选购与维护等方面进行详细介绍。
一、蒸发器冷凝器的基本概念蒸发器冷凝器是一种热交换设备，主要由壳体、铜管、翅片等组成。
在制冷系统中，蒸发器负责制冷剂的蒸发，吸收室内热量，而冷凝器则负责制冷剂的冷凝，将热量释放到室外。
两者通过制冷剂的循环实现室内与室外的热量交换。
二、蒸发器冷凝器的工作原理蒸发器冷凝器的工作原理主要基于制冷剂的相变过程。
当制冷剂流经蒸发器时，受到室内热量的影响，制冷剂从液态蒸发为气态；然后，气态的制冷剂进入冷凝器，在压缩机的作用下，温度和压力都增加，最后制冷剂从气态冷凝为液态。
这个过程中，制冷剂释放出的热量被室外空气吸收，从而实现制热效果。
三、蒸发器冷凝器的应用领域蒸发器冷凝器广泛应用于制冷、空调、热泵等设备中。
在家用空调、中央空调、冷水机组、热泵热水器等领域，蒸发器冷凝器都是必不可少的核心组件。
四、蒸发器冷凝器的选购与维护1.选购蒸发器冷凝器时，应根据实际需求和应用场景选择合适的类型和规格。
例如，家用空调和中央空调所使用的蒸发器冷凝器就有很大差别。
2.在安装过程中，要确保蒸发器冷凝器的安装位置合理，便于维修和保养。
同时，注意冷媒管路的焊接和密封，防止泄漏。
3.定期对蒸发器冷凝器进行清洗和保养，可以延长其使用寿命并确保制冷效果。
五、总结蒸发器冷凝器是制冷、空调、热泵等领域的重要组件，其工作原理和选购维护方法对于保障制冷效果和使用寿命具有重要意义。
蒸发器与冷凝器
设计参数确定
01
02
03
温度和压力
根据工艺要求确定蒸发器 和冷凝器的操作温度和压 力。
热负荷
计算蒸发器和冷凝器的热 负荷，以确定设备的传热 面积。
物料性质
了解物料的物理和化学性 质，以便选择合适的设备 材料和结构。
设备选型依据和建议
设备类型
根据工艺要求和物料性质选择合适的 蒸发器和冷凝器类型，如降膜蒸发器、 升膜蒸发器、板式冷凝器等。
蒸发器与冷凝器
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REPORTING
目录
• 蒸发器与冷凝器基本概念 • 蒸发器类型与特点 • 冷凝器类型与特点 • 蒸发器与冷凝器设计参数及选型 • 蒸发器与冷凝器安装、调试及运行维护 • 蒸发器与冷凝器故障诊凝器基本概念
故障诊断方法和技巧分享
观察法
通过观察蒸发器结冰情况、 冷凝器散热状况以及制冷系 统压力变化等现象，初步判 断故障部位和原因。
听觉法
触觉法
倾听制冷系统运行时有无异 常声响，如压缩机噪音、风 机噪音等，以判断故障部位。
用手触摸蒸发器和冷凝器的 表面温度，判断其工作是否 正常。
仪表检测法
使用压力表、温度计等仪表 检测制冷系统的压力和温度， 进一步确定故障部位和原因。
REPORTING
WENKU DESIGN
蒸发器定义及作用
蒸发器定义
蒸发器是制冷系统中的重要组成部分，用于将液态制冷剂蒸发为气态，从而吸 收热量实现制冷效果。
蒸发器作用
蒸发器的主要作用是通过制冷剂蒸发吸收热量，使周围环境温度降低。在制冷 系统中，蒸发器通常位于室内机内部，通过空气循环将室内热量吸收并传递到 室外。
功能互补
蒸发器和冷凝器在制冷系统中各自承担着不同的功能，但二者功能互补。蒸发器负责吸收 热量，而冷凝器负责释放热量，共同实现制冷效果。
第二讲冷凝器与蒸发器
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2. 影响蒸发器传热性能的因素
2.3 制冷剂侧
– 蒸发过程中的流型
• 层状流 • 环状流 • 雾状流
– 强化传热措施
• 小径化(D9.52D6.4) • 气化核心（微型沟槽蒸发器）
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2. 影响蒸发器传热性能的因素
2.3 制冷剂侧
– 冷冻油
• 氨蒸发器会沉积润滑油层 • 需要在蒸发器底部设置放油管 • 放油方法：用高压气体压出
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3. 冷凝器设计的要点
冷凝器的排热量有多少？
– 冷凝器排热量＋压缩机散热量 ＝蒸发器吸热＋压缩机指示功率 ＝（1＋1/COP)蒸发器吸热
压缩机散热量是多少？
– 开启式压缩机
• 风冷式散热少 • 水冷式散热多
– 封闭式压缩机：散热量大于开启式
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– 家用空调器 – 组合式空调机组 – 小型风系统户式中央空调系统
不需要载冷剂，冷损失少 结构紧凑 控制方便
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四、蒸发器的热工性能
1. 不同蒸发器的传热性能比较
图
– 水：满液、干式、套管 – 直接蒸发
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2. 影响蒸发器传热性能的因素
广泛应用于风冷热泵机组 制冷时为蒸发器，制热时为冷凝器 优点：传热效率高，体积小 缺点：堵塞，冻结，价格昂贵
进制冷剂
进水
出制冷剂
出水
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3.4 其它类型：
Shell-and-Coil Cooler
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子、原子、电子的运动，使热量从物体内由高温 处向低温处的传递。 例如
冷凝器与蒸发器
热对流或称对流传热
是指气、液流体流动引起的热量传递，又分为强
制对流和自然对流两种
特点：加快液体或气体的流动速度， 能加快对流传热。对流是液体和气体 特有的传热方式。
冷凝器与蒸发器
热辐射
是指物体发出辐射能，通过电磁波产生能量传递。当温
缩机的排气（或经油分离器后）进入冷凝器后， 将热量传递给周围介质——水或空气，制冷剂 蒸气冷却凝结为液体。 按冷却介质和冷却方式：水冷却式；空气冷却式； 蒸发式 9.2.1水冷却式(水冷式) 种类：卧式壳管式，立式，套管式
蒸发器与冷凝器
1.立式壳管式冷凝器
冷凝器与蒸发器
结构组成 ：筒体，管簇，管板，分水环 （导流管头）
冷凝器与蒸发器
蒸发器与冷凝器
思考题 1. 什么叫顺流？什么叫逆流？ 2. 影响总传热系数的因素有哪些？ 3. 传热基本公式中各量的物理意义是什么？ 4.影响冷凝器传热的主要影响因素有那些？ 5.说明冷凝器的作用和分类？ 6.立式壳管式冷凝器上各管接头的作用是什么？ 7.说明蒸发器的作用和如何分类？ 8.比较干式壳管式蒸发器和满液式壳管式蒸发器，各自的优点是什么？ 9.举例说明如何强化换热器的换热效率。 10 .影响蒸发器传热的主要影响因素有那些？板式换热器有什么突出的优点？ 11.举例说明制冷空调产品上强化传热采取的措施？
蒸发器与冷凝器
8.2.3 卧式管壳式蒸发器
1．满液式蒸发器
优点是：（1）结构紧凑，占地面积小；（2）传热性能好；（3）制造 和安装较方便；（4）用盐水作载冷剂，不易腐蚀和避免盐水浓度被空 气中水分稀释
蒸发器与冷凝器
蒸发器与冷凝器
蒸发器与冷凝器
蒸发器与冷凝器
2．干式壳管式蒸发器
蒸发器与冷凝器
冷凝器与蒸发器
卧式壳管式冷凝器优缺点 传热系数高，冷却水用了少（立式一半）， 高度低，结构紧凑便于机组化，运行可靠 操作方便 水质要求高，水温要低，清洗麻烦，造价 高 用于船舶、室内、操作空间狭窄，水源丰 富和水质好的地区
冷凝器与蒸发器
常用制冷换热设备传热参数
换热器名称及型式 卧式冷凝器(氨) 卧式冷凝器(氟利昂) 传热系数/K/ ［W/(㎡· K)］ 810～1050 930～1169
冷凝器与蒸发器
卧式壳管式冷凝器
1-出口2-端盖3-垫片4-管板5-放空气阀接头6-气态制冷剂进口7-挡气板8-管架10-安全阀接头 11-水室放气旋塞12-水室放水旋塞13-泄放阀接头14-冷却管15-液态制冷剂出口16-水入口
冷凝器与蒸发器
(1)安全阀：冷剂压力过高打开，通过管路将冷剂泄往舷外。
蒸发器与冷凝器
9.3 蒸发器的传热分析
蒸发器 影响蒸发器传热的主要因素 1.R特性的影响。泡状沸腾；导热系数、粘度、密度、表面张力、 汽化潜热等 2.R液体的润湿能力 3.换热面积状况的影响。控制润滑油进入蒸发器 4.蒸发器结构。蒸汽很快离开传热面并保持合理的液面高度
蒸发器与冷凝器
螺旋管式蒸发器是立管式蒸发器的一种
改进型。用螺旋管代替光滑立管，其总 体结构、制冷剂及载冷剂的流动情况与 立管式蒸发器相似。适用于氨制冷系统 中，冷却水或盐水。由于螺旋管的传热 效果好，因此蒸发器结构紧凑，有逐渐 代替立管式蒸发器的趋势。
蒸发器与冷凝器
9.4.2
冷却空气的蒸发器
表8-1 常用制冷换热设备总传热系数K的大致范围
相 应 条 件
传热温差4～6℃，单位面积冷却水用量0.5～0.9m3/(㎡· h) 传热温差,7～9℃，低肋管，肋化系数≥3.5，水速1.5～2.5m/s
表8-2 制冷装置中常用材料的导热系数λ
材 料 λ /W/（m· ℃） 383．79 227．95 52．34 0.118 0．55 材 料 λ /W/（m· ℃） 1.0932 0．599 0．03489 0.04652 0．0244
冷凝器与蒸发器
9.1. 4影响冷却介质侧放热的因素 种类：水；空气 流速：大—K大； 水为0.8～1.5m/s,空气为 2～4m/s 流动途径：管内，管外，自由空间 流动方式：自然对流，强制对流 清洗
冷凝器与蒸发器
9.2. 冷凝器种类、结构、工作原理
冷凝器是一个使制冷剂向外放热的换热器。压
蒸发器与冷凝器
冷凝器与蒸发器
广东技术师范学院 电子电气工程系
冷凝器与蒸发器
9.1
冷凝器的传热分析
9.1.1 传热基本方式 换热设备的工作原理是热流体和冷流体同时在换
热器传热面两侧流动，热量通过壁面从热流体传 给冷流体 传热有三种基本方式，即热传导、热对流和热辐 射
冷凝器与蒸发器
热传导
是指静止物体（如气体、液体、固体），由于分
冷凝器与蒸发器
9.1.3影响制冷剂侧蒸汽凝结放热的因素
R蒸汽的流速和流向： 膜状凝结；珠状凝集 流向影响膜的厚度：同向；反向 反向时取决于流速：小-厚；大-膜脱离K 增大 壁面粗糙度的影响
冷凝器与蒸发器
制冷剂蒸汽含油时对凝结放热的影响
0.1mm的油膜——33mm钢板 氨系统；氟利昂系统 设置高效油分离器 制冷剂蒸汽中含有不凝性气体的影响 R蒸气分压力降低 冷凝器结构形式的影响 竖——横 凝结液膜分离问题；增加长径比
冷凝器与蒸发器
冷凝器与蒸发器
9.2.3 蒸发冷却式冷凝器 结构组成：箱体，冷 却管组，给水设备， 挡风板，通风机等
类型：吹风式；吸风 式
冷凝器与蒸发器
9.2.3 蒸发冷却式冷凝器
优点是：（1）用水量少；水 冷的理论1%—实际5-10%（2） 结构紧凑，可安装在屋顶上， 节省占地面积。蒸发式冷却冷 凝器的耗水量少，特别适合用 于缺水和气候干燥的地区特别 适用于缺水地区，通常安装在 制冷机房的屋顶上。 缺点是：冷却水不断循环使 用，水垢层增长较快，需要 使用经过软化处理的水。
冷凝器与蒸发器
(2)放空气阀：装在壳体最高处，泄放不凝性气体。注意：应在压缩机停车时进行放气。
冷凝器与蒸发器
(3)水室放气旋塞：装在端盖最高处，泄放水侧空气。
冷凝器与蒸发器
(3)水室泄水旋塞：装在端盖最低处，检修或长期停用时泄放存水。
冷凝器与蒸发器
卧式壳管式冷凝器种类 （1）氨用 4～10个水程；淡水流速0.8 ～1.2m/s,海水 0.7m/s，技术数据 （2）氟利昂用 薄壁低肋片铜管（螺纹管），提高放热系 数高，技术数据
蒸发器与冷凝器
干式壳管式蒸发器的优点：
（1）充液量少，为管内容积的40%左右 （2）受制冷剂液体静压力的影响较少； （3）排油方便；
（4）载冷剂结冰不会胀裂管子；
（5）制冷剂液面容易控制； （6）结构紧凑。
干式壳管式蒸发器缺点：
制冷剂在换热管束内供液不易均匀， 弓形折流板制造与装配比较麻烦， 载冷剂在折流板孔和换热管间、折流板外周与筒体间容易产生泄漏
铜 铝 钢 新霜 旧霜
玻璃 水 玻璃丝棉 发泡塑料 空气
冷凝器与蒸发器
表8-3 常用的制冷和空调装置中对流传热系数α 流体的种类和状态 静止气体 流动气体 静止液体 α /W/（m2· ℃） 4～20 10～500 70～300 表8-4 常用制冷装置污垢热阻值 流体名称 河水，流速1m/s以下 流速1m/s以上 硬水，流速1m/s以下 流速1m/s以上 壁面污垢热阻/ （㎡· ℃/W） 5.1590×10-4 3.4394×10-4 5.1950×10-4 5.1590×10-4 流体名称 有机化合物 空 气 溶剂蒸汽 盐 水 壁面污垢热阻/ （㎡· ℃/W） 0.8598×10-4 3.4394×10-4 1.7194×10-凝面 R12 蒸发面 R12 α /W/（m2· ℃） 200～1000 1600 1700
蒸发器与冷凝器
淋水式冷凝器
淋水式冷凝器
冷凝器与蒸发器
冷凝器与蒸发器
9.2.3 蒸发冷却式冷凝器
淋水式冷凝器的主要优点为1、结构简 单，制造方便；2、漏氨时容易发现， 维修方便；3、清洗方便4、对水质要 求低。淋水式冷凝器主要缺点是：1、 传热系数低；2、金属消耗量高；3、 占地面积大。
淋水式冷凝器是靠水的温升和水在空气 中蒸发带走冷凝热量。 这种冷凝器主 要用于大、中型氨制冷系统中。它可以 露天安装，也可安装在冷却塔的下方， 但应避免阳光直射。----复制自
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冷凝器与蒸发器
换热设备的基本传热公式
tm t1 t 2 ln t1 t2
选定冷凝器后，提高冷凝器单位面积换热量，提高内外 流体的传热温差，提高传热系数。 传热系数：反映传热效果强弱的指标。流体的物理性质， 流动情况，传热表面特性，冷凝器形式等。
旁流，从而降低传热效果
蒸发器与冷凝器
立管式蒸发器
立管式蒸发器-沉浸式蒸发器
沉浸式蒸发器是由一组垂直布置的平行管
组成的蒸发器，制冷剂在管内蒸发，整个 组沉浸在盛满载冷剂的箱（池或槽）体内， 载冷剂在搅拌器的推动下在箱内流动，以 增热。
不能用挥发性液体作载冷剂
蒸发器与冷凝器
当用水作为载冷剂时，可 将水冷却到接近于0℃，适 用于空调系统； 当用盐水作为载冷剂时， 可将水冷却到－10～－ 20℃，适用于盐水池制冰 或食品的冷加工
1．自然对流式冷却空气的蒸发器 （1）冷却排管：又称为排管。冷却排管是蒸发器家族中最简 单、实用的一种，也是最为成熟的一种 ； 根据其安装的位置分为有墙排管、顶排管、搁架式排管等多 种形式； 从构造形式上可分为立式、卧式和盘管式等类型 ；