制冷原理与设备蒸发器与冷凝器

第8章 蒸发器与冷凝器
第8章 蒸发器与冷凝器
第8章 蒸发器与冷凝器
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2．干式壳管式蒸发器
第8章 蒸发器与冷凝器
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• 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。
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• 热辐射
– 是指物体发出辐射能，通过电磁波产生能量传递。当 温度较高时才能发生
– 制冷换热设备的传热情况，往往是热传导、热对流、 热辐射两种或三种传热方式组合作用的结果
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• 8.1.2 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
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• 换热设备的基本传热公式 •
t1 t 2 t m t1 ln t 2
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顺流和逆流时流体温度的变化 a）顺流 b）逆流
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– 是指静止物体（如气体、液体、固体），由于 分子、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
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• 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。
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• 8.2.5 沉浸式蒸发器
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
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• 8.3 冷凝器
– 冷凝器是一个使制冷剂向外放热的换热器。压缩机的 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。冷凝器按其冷却介质和冷却方式，可以分为空气 冷却式、水冷却式和蒸发冷却式三种类型 – 8.3.1 影响冷凝传热的主要因素
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 1.7194×10-4 1.7197×10-4 流体的种类和状态 流动液体 冷凝面 R12 蒸发面 R12 α /W/（m2· ℃） 200～1000 1600 1700
制冷原理与设备
第8章 蒸发器与冷凝器
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• 8.1 传热基础知识
– 8.1.1 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
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• 热传导
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冷库盘管式墙排管蒸发器
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2．强迫对流式冷却空气的蒸发器
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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
• 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 漏旁流，从而降低传热效果
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8.2.4 板式蒸发器
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• 板式换热器具有如下特点：
– 1）体积小，结构紧凑，比同样传热面积的壳管式换热 器体积小60%； – 2）总传热系数高，约为2000～3000W/（㎡· K）； – 3）流速小，流动阻力损失小； – 4）能适应流体间的小温差传热，可降低冷凝温度，提 高制冷压缩机性能； – 5）制冷剂充注量少； – （6）质量轻，热损失小。
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• 8.2 蒸发器
– 8.2.1影响蒸发器传热的主要因素
• 1.生产中应控制蒸发器在泡状沸腾下操作 • 2.控制润滑油进入蒸发器 • 3.蒸发器结构应有利于气液分离
– 8.2.2冷却空气的蒸发器
• 1．自然对流式冷却空气的蒸发器
– 又称为排管 ,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
• 1．制冷剂凝结方式 • 2．减少蒸汽中不凝气的含量 • 3．减少蒸汽中含油
• 8.1.3 常用制冷换热设备传热参数
表8-1 常用制冷换热设备总传热系数K的大致范围
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 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
铜 铝 钢 新霜 旧霜
玻璃 水 玻Leabharlann Baidu丝棉 发泡塑料 空气
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