冷凝器和蒸发器
冷凝器蒸发器原理
冷凝器蒸发器原理
冷凝器和蒸发器是热力循环系统中的关键组件，它们通过不同的工作原理来完成热量的转移。
冷凝器的工作原理是将热气体或蒸汽冷却至凝结点，使其转变为液态。
冷凝器内部通常有一组管道，通过这些管道流过冷却介质，例如水或制冷剂。
当热气体或蒸汽进入冷凝器时，与冷却介质接触，热能会传递给冷却介质从而冷却下来。
冷却后的热气体或蒸汽会凝结成液体，并在管道内流出。
这样，冷凝器实现了热量的转移，将高温的气体或蒸汽转变为液态。
蒸发器的原理与冷凝器相反，它用于将液体转变为蒸汽或蒸气。
蒸发器通常由一组管道构成，其中流过制冷剂或其他工质。
当液体进入蒸发器时，它会与蒸发器内部通道的外部介质（如空气）接触，热能会从外部介质传递给液体，使液体蒸发。
蒸发后的蒸汽或蒸气会从蒸发器中排出，并用于其他用途。
蒸发器通过这种方式将液体中的热能转化为蒸汽或蒸气。
综上所述，冷凝器和蒸发器是实现热能转移的关键组件，它们分别通过冷却和蒸发的工作原理将热量转移至冷却介质或外部介质，实现液态到蒸汽或蒸气的转换，或者相反。
这种热能转移在各种工业和家用应用中发挥着重要作用。
冷凝器蒸发器设计计算
冷凝器蒸发器设计计算冷凝器和蒸发器是热交换装置中的两种重要设备，用于实现热量的传递和相变。
本文将详细介绍冷凝器和蒸发器的设计计算过程，包括设计参数的选择、热量传递计算和流体力学计算。
冷凝器是将气体或蒸汽冷却并转化为液体的装置。
在设计计算过程中，需要确定冷凝器的热负荷、冷凝温度差、冷却介质和冷凝器类型。
1.确定热负荷：热负荷是冷凝器设计的基础参数，可以通过计算得到。
对于气体冷凝器，热负荷可以通过质量流量和入口出口温度计算得到；对于蒸汽冷凝器，热负荷可以通过质量流量、蒸发焓和冷凝焓计算得到。
2.确定冷凝温度差：冷凝温度差是冷凝器设计中的重要参数，可以通过热负荷和冷凝器传热系数计算得到。
一般情况下，冷凝温度差应保持在适当的范围内，以确保冷却介质能够充分发挥作用。
3.确定冷却介质：冷却介质的选择与具体的工艺要求有关，可以是水、空气或其他特定介质。
冷却介质的性质和流量对冷凝器的设计和效果有着直接影响。
4.确定冷凝器类型：冷凝器的类型包括管壳式冷凝器、板式冷凝器和换热管式冷凝器等。
不同类型的冷凝器在设计和计算上存在差异，需要根据具体情况选择合适的冷凝器类型。
蒸发器是将液体转化为气体的装置，主要用于蒸发器或吸热器中。
在设计计算过程中，需要确定蒸发器的热负荷、蒸发温度差、蒸发介质和蒸发器类型。
1.确定热负荷：蒸发器的热负荷可以通过计算得到，其计算方式与冷凝器类似。
对于蒸发器，热负荷可以通过质量流量、入口出口温度和蒸发焓计算得到。
2.确定蒸发温度差：蒸发温度差是蒸发器设计中的重要参数，可以通过热负荷和蒸发器传热系数计算得到。
蒸发温度差的大小影响蒸发速率和蒸发效果，需要根据具体情况进行选择。
3.确定蒸发介质：蒸发介质的选择与具体的工艺要求有关，可以是液体、气体或其他特定介质。
蒸发介质的性质和流量对蒸发器的设计和效果有着直接影响。
4.确定蒸发器类型：蒸发器的类型包括管壳式蒸发器、板式蒸发器和换热管式蒸发器等。
不同类型的蒸发器在设计和计算上存在差异，需要根据具体情况选择合适的蒸发器类型。
各种蒸发器冷凝器计算
各种蒸发器冷凝器计算蒸发器和冷凝器是热力工程中常见的设备，用于蒸发和冷凝流体。
本文将介绍各种蒸发器和冷凝器的计算方法。
一、蒸发器蒸发器是将液体转化为蒸汽的设备。
根据蒸发器的类型有多种不同的计算方法。
1.蒸发器内换热面积计算蒸发器的内换热面积可以通过以下公式计算：A=Q/(U×ΔTm)其中，A为内换热面积，Q为传热量，U为换热系数，ΔTm为平均温差。
2.各种蒸发器的计算常见蒸发器种类有多效蒸发器、喷雾式蒸发器、蒸镜式蒸发器等。
这些蒸发器的计算方法略有不同。
多效蒸发器的换热器内换热面积计算可以使用以下公式：A = Q / (Ud × ΔTmd)其中，A为内换热面积，Q为传热量，Ud为蒸气侧的换热系数，ΔTmd为蒸汽的平均温差。
喷雾式蒸发器的蒸发速率计算可以使用以下公式：W = (G × H) / (λ × (hlg - hgf))量蒸发潜热，hlg为蒸汽的焓值，hgf为液体的焓值。
蒸镜式蒸发器的换热面积和蒸发速率计算方法类似多效蒸发器。
二、冷凝器冷凝器是将蒸汽或气体转变为液体的设备。
根据冷凝器的类型有多种不同的计算方法。
1.冷凝器的内换热面积计算冷凝器的内换热面积可以通过以下公式计算：A=Q/(U×ΔTm)其中，A为内换热面积，Q为传热量，U为换热系数，ΔTm为平均温差。
2.各种冷凝器的计算常见冷凝器种类有冷却管束冷凝器、冷凝器冷凝管束冷凝器等。
这些冷凝器的计算方法略有不同。
冷却管束冷凝器的换热面积计算可以使用以下公式：A = Q / (Ud × ΔTmd)其中，A为内换热面积，Q为传热量，Ud为冷却侧的换热系数，ΔTmd为冷却水的平均温差。
冷凝器冷凝管束冷凝器的冷凝速率计算可以使用以下公式：W = (G × H) / (λ × (hgf - hfg))量冷凝潜热，hgf为蒸汽的焓值，hfg为液体的焓值。
以上就是各种蒸发器和冷凝器的计算方法。
简述冷凝器和蒸发器的工作原理
简述冷凝器和蒸发器的工作原理冷凝器和蒸发器是热力学和传热学中常见的两种设备，用于相变过程中的能量转化。
冷凝器作为一种设备，负责将气体或蒸汽从气态状态转化为液态状态，而蒸发器则负责将液体或溶液从液态状态转化为气态状态。
下面将详细介绍两者的工作原理。
1.冷凝器的工作原理：冷凝器是一种传热设备，其工作原理基于热交换的概念。
冷凝器通常由一系列金属管或管束构成，冷媒或热媒通过这些管道流动。
冷凝器的工作原理基于第一类换热的传热方式，即传热工质在与固定温度媒体接触后，把热从高温媒体传递给低温媒体。
在冷凝器中，高温蒸汽通过管子流过，同时冷却剂通过另一边的管子或管束流过。
当高温蒸汽和冷却剂分别流过各自的管子时，由于温度差异，传热的热量从高温蒸汽传导到冷却剂中。
冷却剂的温度随着热量的传递而升高，使蒸汽从气态逐渐转变为液态。
通过这个过程，热量从蒸汽体系中转移到冷凝器中。
一般情况下，冷凝器会提供一个低于蒸汽饱和温度的冷却介质，这样可以快速和高效地冷却蒸汽，并达到冷凝效果。
冷凝器的设计中通常包括管壳换热器、冷却塔、冷却池等部分，以提供更多的接触面积和增加传热效率。
2.蒸发器的工作原理：蒸发器是一种用于蒸发过程的设备，其工作原理基于相变过程中的能量转化。
在蒸发器中，液体或溶液由于温度升高或降低而转变为气态。
蒸发器一般由一个盛装液体的容器和一个传热表面组成。
液体首先进入容器，并通过维持在其下的传热表面进行热交换。
热量会被传递到传热表面上，使其温度升高。
当液体的温度达到饱和温度时，液体表面上的分子开始转变为蒸汽，从而形成气体。
在蒸发器中，传热表面通常采用螺纹管式换热器、板式换热器或其他形式的换热设备。
这些设备提供了更大的表面积和更好的传热效率，以便将更多的热量传递到液体中。
同时，蒸发器也要保持一定的温差，以促进蒸发过程。
蒸发器的工作原理可以通过汽车冷却系统来解释。
冷却系统中的蒸发器是通过将制冷剂蒸发来吸收车辆内部的热量，并将其排放到汽车外部的空气中。
蒸发器和冷凝器分类
一、冷凝器的种类及特点冷凝器按其冷却介质不同，可分为水冷式、空气冷却式、蒸发式三大类。
（一）水冷式冷凝器水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温升带走冷凝热量。
冷却水一般循环使用，但系统中需设有冷却塔或凉水池。
水冷式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器和套管式冷凝器两种，常见的是壳管式冷凝器。
1、立式壳管式冷凝器立式冷凝器的主要特点是：1°由于冷却流量大流速高，故传热系数较高，一般K=600～700(kcal/m2? h?℃)。
2°垂直安装占地面积小，且可以安装在室外。
3°冷却水直通流动且流速大，故对水质要求不高，一般水源都可以作为冷却水。
4°管内水垢易清除，且不必停止制冷系统工作。
二、蒸发器分类：根据被冷却介质的种类不同，蒸发器可分为两大类：(1)冷却液体载冷剂的蒸发器。
用于冷却液体载冷剂——水、盐水或乙二醇水溶液等。
这类蒸发器常用的有卧式蒸发器、立管式蒸发器和螺旋管式蒸发器等。
(2)冷却空气的蒸发器。
这类蒸发器有冷却排管和冷风机。
以下主要介绍空调系统中常用的冷却液体载冷剂的蒸发器。
一、卧式蒸发器卧式蒸发器又称为卧式壳管式蒸发器。
其与卧式壳管式冷凝器的结构基本相似。
按供液方式可分为壳管式蒸发器和干式蒸发器两种。
1、卧式壳管式蒸发器卧式壳管式蒸发器是满液式蒸发器。
即载冷剂以1～2m/s的速度在管内流动，管外的管束间大部分充满制冷剂体，二者通过管壁进行充分的热交换。
吸热蒸发的制冷剂蒸汽，经蒸发器上部的液体分离器，进入压缩机。
为了保证制冷系统正常运行，这种蒸发器中制冷剂的充满高度应适中。
液面过高可能使回气中夹带液体而造成压缩机发生液击；反之，液面过低会使得部分蒸发管露出液面而不起换热作用，从而降低蒸发器的传热能力。
因此，对于氨蒸发器其充满高度一般为筒体直径的70～80％，对于氟利昂蒸发器充满高度一般为筒体直径的55～65％。
卧式壳管式蒸发器广泛使用于闭式盐水循环系统。
各种蒸发器冷凝器计算
各种蒸发器冷凝器计算蒸发器和冷凝器是热交换器的一种特殊类型，广泛应用于许多工业领域。
蒸发器用于将液体蒸发成气体，而冷凝器则用于将气体冷凝成液体。
在本文中，将讨论各种蒸发器和冷凝器的计算方法。
首先，我们将探讨蒸发器的计算方法。
蒸发器的设计有许多方面需要考虑，包括传热面积、传热系数、蒸发速率等。
1.传热面积计算：传热面积是蒸发器设计的重要参数，它取决于传递热量的需求。
通常，传热面积可以通过以下公式计算：A = Q/(U × ∆Tlm)其中，A表示传热面积，Q表示传热量，U表示传热系数，∆Tlm表示温度差的对数平均值。
传热系数和温度差的对数平均值需要根据具体的蒸发器设计和工作条件进行估算。
2. 传热系数计算：传热系数是蒸发器设计的另一个重要参数，它是传导、对流和辐射传热的综合结果。
传热系数可以通过经验公式或实验数据来估算。
一种广泛应用的经验公式是Dittus-Boelter公式：Nu=0.023×Re⁰⁸³⁴⁻⁵⁹!其中，Nu表示Nusselt数，Re表示雷诺数。
雷诺数可以通过液体和气体的运动速度、密度和粘度来计算。
3.蒸发速率计算：蒸发速率是蒸发器设计的关键参数之一，它取决于工作流体的性质和蒸发器的传热性能。
一种简单的估算方法是基于能量平衡：Q = m × h_fg其中，Q表示传热量，m表示蒸发液体的质量流量，h_fg表示蒸发潜热。
接下来，我们将探讨冷凝器的计算方法。
与蒸发器类似，冷凝器的设计也需要考虑传热面积、传热系数和冷凝速率等因素。
1.传热面积计算：传热面积与冷凝速率密切相关，可以通过以下公式计算：A = Q/(U × ∆Tlm)其中，A表示传热面积，Q表示传热量，U表示传热系数，∆Tlm表示温度差的对数平均值。
传热系数和温度差的对数平均值需要根据具体的冷凝器设计和工作条件进行估算。
2. 传热系数计算：传热系数可以通过经验公式或实验数据来估算。
各种蒸发器冷凝器计算
各种蒸发器冷凝器计算蒸发器和冷凝器是蒸发冷凝循环系统的两个重要组成部分。
蒸发器用于将液体转化为蒸汽，冷凝器则将蒸汽重新转化为液体。
在工业生产或空调系统中，蒸发器和冷凝器的设计和计算十分重要，因为它们的效率和性能直接影响到系统的运行效果。
下面将对各种蒸发器和冷凝器的计算进行详细介绍。
一、蒸发器的计算蒸发器的主要作用是通过向环境中提供热量，将液体转变为蒸汽。
在计算蒸发器时，需要考虑以下参数：1.蒸发器的热负荷：即单位时间内从蒸发器中蒸发的液体的热量。
热负荷可以通过以下公式计算：热负荷=蒸发流量×蒸发潜热2.蒸发器的换热面积：蒸发器的换热面积决定了热量的传递效率。
一般而言，换热面积越大，热量传递效率越高。
换热面积的计算常采用多种方法，如LMTD法和效能法。
3. 蒸发器的传热系数：传热系数是指单位面积上的热量传递速率。
蒸发器的传热系数一般由蒸发器的材料和工况条件决定。
常见的计算方法有Nu数法和Kern法。
4.蒸发器的风速：蒸发器通过风速来增加传热效果。
风速的选择应根据具体的应用环境和蒸发器的性能来确定。
二、冷凝器的计算冷凝器的主要作用是将蒸汽重新冷凝为液体。
在计算冷凝器时，需要考虑以下参数：1.冷凝器的冷负荷：即单位时间内从冷凝器中冷凝的蒸汽的热量。
冷负荷可以通过以下公式计算：冷负荷=冷凝流量×冷凝潜热2.冷凝器的换热面积：冷凝器的换热面积决定了热量的传递效率。
一般而言，换热面积越大，热量传递效率越高。
换热面积的计算方法与蒸发器类似。
3. 冷凝器的传热系数：传热系数是指单位面积上的热量传递速率。
冷凝器的传热系数一般由冷凝器的材料和工况条件决定。
常见的计算方法也是采用Nu数法和Kern法。
4.冷凝器的冷却水流量和温差：冷凝器通过冷却水来吸收蒸汽的热量。
冷却水的流量和温差会影响冷凝器的性能和效率。
一般而言，冷却水的流量越大，温差越小，冷凝器的工作效果越好。
综上所述，不同类型的蒸发器和冷凝器在计算时，需要考虑的参数有所差异。
2.2 冷凝器与蒸发器
2.2 冷凝器与蒸发器
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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
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。
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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2014/6/2
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。
蒸发器和冷凝器工作原理
蒸发器和冷凝器工作原理蒸发器和冷凝器是热力学中常见的两个设备，它们在许多工业领域中起着重要的作用。
本文将介绍蒸发器和冷凝器的工作原理，以及它们在不同领域中的应用。
一、蒸发器的工作原理蒸发器是一种将液体转化为气体的设备。
它利用液体的蒸发热来吸收热量，将液体转化为饱和蒸汽或过热蒸汽。
蒸发器通常由一个热交换器组件和一个蒸发介质组成。
当液体进入蒸发器时，它首先通过蒸发器壁面的细小孔隙进入蒸发介质。
由于蒸发介质的大面积接触，液体会迅速蒸发并转化为蒸汽。
在这个过程中，液体吸收了周围环境的热量，使得蒸发器内部的温度下降。
蒸发器内部的蒸汽通过蒸发介质的通道排出，进入其他部件或系统中进行进一步的利用。
同时，由于液体的蒸发，蒸发器内部的液位会逐渐下降。
为了保持液位的稳定，需要不断地补充液体进入蒸发器。
蒸发器的工作原理可以用以下步骤总结：1. 液体通过细小孔隙进入蒸发介质；2. 液体在蒸发介质的大面积接触下迅速蒸发；3. 液体吸收周围环境的热量，降低蒸发器内部的温度；4. 蒸汽通过蒸发介质的通道排出。
二、冷凝器的工作原理冷凝器是一种将气体转化为液体的设备。
它利用冷却介质的冷凝热来释放热量，将气体转化为液体。
冷凝器通常由一个热交换器组件和一个冷却介质组成。
当气体进入冷凝器时，它首先经过冷却介质的通道。
冷却介质通过与气体接触来吸收其热量，使气体温度下降。
随着温度的下降，气体逐渐冷却至其饱和温度以下，从而转化为液体。
冷凝器内部的液体通过冷却介质的通道排出，进入其他部件或系统中进行进一步的利用。
同时，由于气体的冷凝，冷凝器内部的压力会逐渐增加。
为了保持压力的稳定，需要不断地排出冷凝液体并补充冷却介质。
冷凝器的工作原理可以用以下步骤总结：1. 气体通过冷却介质的通道；2. 冷却介质吸收气体的热量，使气体温度下降；3. 气体冷却至饱和温度以下，转化为液体；4. 冷却液体通过冷却介质的通道排出。
三、蒸发器和冷凝器的应用蒸发器和冷凝器在各个工业领域中都有广泛的应用。
冷凝器与蒸发器
图 ４-７ 蒸发式冷凝器
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图 ４-８ 蒸发式冷凝器
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图 ４-９ 淋水式冷凝器
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图 ４-１１ 立管式蒸发器
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图 ４-１２ 满液式壳管式蒸发器
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Hale Waihona Puke 图 ４-１３ 干式壳管式蒸发器
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图 ４-１４ 空调用强制对流式的直接 蒸发式空气冷却器
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表 ４-３ 常用蒸发器的传热系数 K 值 和热流密度 ψ 值
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第一节 冷凝器
• (１ )立式壳管式冷凝器.立式壳管式冷凝器的构造如图 ４-１ 所示.其 外壳是由钢板卷焊而成的圆筒,圆筒两端各焊一块多孔管板,板上用胀 管法或焊接法固定着许多无缝钢管.冷凝器顶部装有配水箱,箱内设有 均水板.冷却水自顶部进入水箱后,被均匀地分配到各个管口,每根钢管 的管口上顶端装有一个带斜槽的导流管嘴,如图 ４-２ 所示.冷却水经 导流斜槽沿,以螺旋线状沿管内壁向下流动,则会在管内壁形成一层水 膜,其不但可以提高冷凝器的冷却效果,还可以节省水量.吸热后的冷却 水汇集于冷凝器下面的水池中.气态制冷剂从筒体中部进入筒体内钢 管之间的空间,与冷却水换热后在管外呈膜状凝结,凝液沿管外壁流下, 积于冷凝器的底部,经出液管流出.此外,筒体上还设有液面指示器、压 力表、安全阀、放空气阀、平衡管、放油管等管接头,以便与相应的 设备和管路相连接.
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第一节 冷凝器
• (３ )套管式冷凝器.套管式冷凝器的构造如图 ４-４ 所示.它的外管通 常采用 ϕ ５０mm 的无缝钢管,管内套有一根或若干根紫铜管或低肋 铜管,内外管套在一起后,用弯管机弯成螺旋形.冷却水在内管中流动,流 向为下进上出,制冷剂在大管内小管外的管间流动,流向为上进下出.制 冷剂与冷却水呈逆流换热,传热效果好.
蒸发器冷凝器设计计算
蒸发器冷凝器设计计算蒸发器和冷凝器是化工设备中常见的两种换热器，用于实现物料的蒸发和冷凝过程。
设计计算是设计这两种换热器的主要过程之一，本文将详细介绍蒸发器和冷凝器的设计计算。
一、蒸发器设计计算：蒸发器是将液体物料转化为蒸汽的设备，常见的蒸发器有单效蒸发器、多效蒸发器和蒸发浓缩塔等。
蒸发器的设计计算主要包括传热面积和换热系数的确定。
1.传热面积的确定：传热面积是蒸发器设计的重要参数，它直接影响到蒸发器的传热效果。
传热面积的确定需要根据物料的流量、物料的入口温度和出口温度以及蒸汽的温度等参数来进行计算。
常用的计算公式为：传热面积=传热负荷/(换热系数×温差)其中，传热负荷是蒸发器在单位时间内传递的热量，可以根据物料的蒸发热进行计算；换热系数是蒸发器的换热性能，可以根据物料的性质和流体的动力参数来进行计算；温差是物料的入口温度和出口温度之差。
2.换热系数的确定：换热系数是蒸发器传热性能的重要指标，它直接影响到蒸发器的传热效果。
换热系数的确定需要考虑多种因素，如物料的热传导性、物料的流动状态、传热面的清洁程度等。
常用的换热系数计算方法有经验公式法、理论分析法和实验测定法等。
蒸发器的设计计算还需要考虑物料的性质、工艺要求和设备的结构等因素，以确保蒸发器的性能和可靠性。
二、冷凝器设计计算：冷凝器是将蒸气转化为液体的设备，常见的冷凝器有泡沫塞式冷凝器、表面冷凝器和混合冷凝器等。
冷凝器的设计计算主要包括传热面积、传热系数和冷却介质的流量等参数的确定。
1.传热面积的确定：传热面积是冷凝器设计的重要参数，它直接影响到冷凝器的传热效果。
传热面积的确定需要考虑蒸汽的流量、蒸汽的入口温度和出口温度以及冷却介质的温度等参数。
常用的计算公式为：传热面积=传热负荷/(换热系数×温差)其中，传热负荷是冷凝器在单位时间内传递的热量，可以根据蒸汽的焓值进行计算；换热系数是冷凝器的换热性能，可以根据蒸汽和冷却介质的性质和流体的动力参数来进行计算；温差是蒸汽的入口温度和出口温度之差。
冷凝器和蒸发器的工作原理
冷凝器和蒸发器的工作原理冷凝器和蒸发器是热力系统中常见的两种设备，它们在热交换过程中起着重要的作用。
冷凝器主要用于将气体或蒸汽冷凝成液体，而蒸发器则是将液体蒸发成气体。
本文将从工作原理的角度来介绍冷凝器和蒸发器的具体工作原理。
一、冷凝器的工作原理冷凝器是一种热交换器，主要用于将气体或蒸汽冷凝成液体。
冷凝器的工作原理可以简单归纳为两个步骤：传热和冷凝。
1. 传热：冷凝器中有一组管道，其中通过冷却介质（通常是水或空气）来吸收热量，使得被冷却的气体或蒸汽温度下降。
这个过程中，冷凝器内部的冷却介质接触气体或蒸汽，并通过传导或对流的方式吸收其热量，使得气体或蒸汽的温度逐渐降低。
2. 冷凝：在传热的过程中，被冷却的气体或蒸汽的温度下降到一定程度后，达到了冷凝的条件。
此时，气体或蒸汽内部的分子开始聚集并凝结成液体。
这些液体通过冷凝器内部的管道流动，并最终被收集或排出。
冷凝器的工作原理主要依赖于冷却介质的温度和流速，以及气体或蒸汽的温度和压力等因素。
通过调整这些参数，可以实现对气体或蒸汽的冷凝过程的控制。
二、蒸发器的工作原理蒸发器是一种热交换器，主要用于将液体蒸发成气体。
蒸发器的工作原理可以简单归纳为两个步骤：传热和蒸发。
1. 传热：蒸发器中也有一组管道，其中通过加热介质（通常是蒸汽或其他热源）来提供热量，使得被加热的液体温度升高。
这个过程中，蒸发器内部的加热介质接触液体，并通过传导或对流的方式传递热量，使得液体的温度逐渐升高。
2. 蒸发：在传热的过程中，被加热的液体的温度升高到一定程度后，达到了蒸发的条件。
此时，液体内部的分子开始脱离液体表面，并转化为气体。
这些气体通过蒸发器内部的管道流动，并最终被收集或排出。
蒸发器的工作原理主要依赖于加热介质的温度和流速，以及液体的温度和压力等因素。
通过调整这些参数，可以实现对液体的蒸发过程的控制。
总结：冷凝器和蒸发器是热力系统中常见的两种设备，它们在热交换过程中起着重要的作用。
第一章 冷凝器与蒸发器解析
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3、冷却介质的纯净度
➢用水冷却时，不管使用地下水或地表水。水中含有某些 矿物质和泥沙之类的杂质，因此，使用一段时间后，在冷 凝器的传热壁面上会逐步附着一层水垢，形成附加热阻， 使传热系数显著下降。水垢层的厚度，取决冷却水质的好 坏、冷凝器使用时间的长短及设备的操作管理情况等因素。
冷凝器的选用取决于当地的水温、水质、 水量、气候等自然条件和制冷剂的种类。
在实际工程中要根据工艺要求和各种类型 冷凝器的特点及适用范围，综合比较衡量 后来决定。
各种冷凝器的性能，见设计手册。
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第三节 蒸发器的传热分析
蒸发器是制冷系统中制冷剂与低温热源 （被冷却系统）间进行热交换的设备，和冷凝 器一样也属于间壁式换热器的一种。其传热量 和热交换面积、传热温差和传热系数有关。
影响蒸发器传热的因素
1、制冷剂特性对蒸发器的影响 2、制冷剂液体润湿能力的影响 3、换热面状况对蒸发器传热的影响 4、蒸发器构造对蒸发器传热的影响
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第四节 蒸发器的种类、结构和工作原理
分类： 一、冷却液体的蒸发器
壳管式 水箱式
满液式 干式 直立管式
螺旋管式
冷却排管 二、冷却空气的蒸发器 冷风机
➢用空气作为冷却的冷凝器，在长期使用后，其传热表面 会被灰尘覆盖，也可能被锈蚀或沾有油污。所有这些污垢， 都会增加传热热阻，使传热系数下降。因此，在制冷设备 运转期间，应经常对冷凝器的各种污垢进行清除。
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第二节 冷凝器的种类、结构和工作原理
冷却介质－－带走热量的介质（如空气、水） 被冷却介质－－制冷剂 冷却方式－－水冷
第四章 冷凝器与蒸发器
干式壳管蒸发器
U型管式 型管式
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干式壳管蒸发器的特点
适用于氟利昂系统(易于回油 适用于氟利昂系统 易于回油) 易于回油 结构紧凑， 结构紧凑，可用于冷水机组 载冷剂不易冻结 制冷剂充注量少(系统可不设贮液器 制冷剂充注量少 系统可不设贮液器) 系统可不设贮液器 可用热力膨胀阀供液 装配工艺较复杂
壳管式 满液式 干式 水箱式
直接蒸发式空气冷却器： 直接蒸发式空气冷却器：直接冷却空气
强制通风式 自然对流式（冰箱蒸发器等） 自然对流式（冰箱蒸发器等）
28
一、 满液式蒸发器 1. 卧式壳管蒸发器
液面高度 70～80％ 氨：70～80％ 氟利昂： 氟利昂：55%~65%
管外：制冷剂 管外： 管内： 管内：冷冻水
蒸发器和冷凝器的重要性
制冷系统四大部件之中的两大部件
吸热设备（蒸发器） 吸热设备（蒸发器） 放热设备（冷凝器） 放热设备（冷凝器）
制冷系统换热器的特殊性（与其他热力换热器 制冷系统换热器的特殊性（ 相比） 相比）
工作压力和温度范围比较窄 介质间的传热温差小 换热器与压缩机需要匹配（ 换热器与压缩机需要匹配（对系统冷凝温度和蒸发 温度有决定性作用） 温度有决定性作用）
K
(W/m2K)
550－650 500－600 450－550 30－45 约14
满液式
干式
直接蒸发空气 冷却 冷排管（自然 对流）
40
2. 影响蒸发器传热性能的因素 （1） 机理 ）
制冷剂侧
蒸发换热
冷却介质侧
冷水器： 冷水器：水或载冷剂 直接蒸发式：空气， 直接蒸发式：空气，强制和自然对流
41
2. 影响蒸发器传热性能的因素
30
蒸发器和冷凝器原理
蒸发器和冷凝器原理
蒸发器和冷凝器是热交换器的两种重要类型，它们在许多工业和日常应用中起着至关重要的作用。
蒸发器的原理是利用热能将液体转化为蒸汽或气体的过程。
当液体接触到蒸发器内的加热表面时，液体分子将吸收热能并转化为气体状态。
蒸发过程会带走周围环境的热量，从而降低周围区域的温度。
蒸发器常用于制冷和空调系统中，通过蒸发冷却来降低空气温度。
冷凝器的原理正好与蒸发器相反，它用于将蒸汽或气体转化为液体的过程。
当蒸汽或气体接触到冷凝器内的冷却表面时，其热量会被冷却器吸收，使蒸汽或气体冷却并凝结成液体状态。
冷凝过程会释放热量，从而使周围环境的温度升高。
常见的应用包括汽车冷却系统和蒸汽动力装置中的冷凝器。
总之，蒸发器和冷凝器是通过热交换来实现液体和气体之间的转化。
蒸发器通过吸热将液体转化为气体，而冷凝器通过释热将气体转化为液体。
这两种原理在许多行业中都发挥着重要的作用，例如制冷、空调和能源生产等。
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
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。
空调四大件工作原理
空调四大件工作原理
空调的四大件是压缩机、冷凝器、蒸发器和节流装置。
这些组件协同工作，通过循环制冷剂来实现空调的制冷效果。
1. 压缩机：压缩机是空调中的核心组件。
它负责将制冷剂吸入并加压，使其通过管道系统流动。
压缩机通过压缩制冷剂，增加其温度和压力。
2. 冷凝器：冷凝器位于空调室外机中，主要目的是将高温高压的制冷剂冷却至低温高压状态。
冷凝器通常采用螺管式设计，使制冷剂能够散热并释放热量到周围环境中。
当制冷剂通过冷凝器时，其温度逐渐下降。
3. 蒸发器：蒸发器位于空调室内机中。
其主要作用是将低温低压的制冷剂蒸发为气体状态。
蒸发器通常采用螺旋管或翅片式设计，增加表面积，使制冷剂与室内空气更好地接触，从而实现热交换。
当制冷剂通过蒸发器时，其吸热并从室内空气中吸收热量，使室内空气变得更凉爽。
4. 节流装置：节流装置是空调系统中的一个重要组件，用于控制制冷剂的流速和压力。
常见的节流装置有热力膨胀阀和毛细管。
节流装置的作用是降低制冷剂的压力和温度，从而帮助制冷剂从冷凝器到蒸发器的过程中发生相变，从气体态转变为液体态。
这将继续完成空调的冷却循环。
通过以上四大件的协同工作，空调可实现空气的循环制冷和供暖。
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降温快，库温均匀， 体积小，可(自控)电热 融霜。
回油弯
缺点：食品干耗大，
蓄冷能力小，结霜易 引起堵塞，风机热增 加热负荷。
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船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
2.蒸发器的性质
蒸发器的制冷量: 蒸发器单位时间的吸热量。
Qoz AKt AK (tr t0 )
(1)冷凝器的状态
(2)冷却水温
脏污、有空气(K)
水量不足(Gw)
QK
管子被浸没多(A) tk(pk)
换热面积过小(A)
tw1升高
(3)吸入压力 p0(t0)升高
p0(t0)降低
Qk
tk(pk) tk(pk)
15
船舶辅机第11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
7
船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
(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。
8
船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
12
船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
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)。
QK Q0 Pi
冷凝器的排热量: 单位时间内被冷却介质所带走的 热量(完成)。
Qk' KA(tk tw)
一般进出口水温差Δt
制冷剂供液不足
结霜严重
风速下降
蒸发面积太小
KA
部分库停用
压缩机性能(减缸)下降 t0 库温降低tr 制冷量Q0z
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船舶辅机第11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
蒸发器工作特性及影响
Qoz AKt AK (tr t0 )
Q0 Z1(蒸发器)
C(压缩机)
10
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。
11
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 )。
QK
管壁
对流
导热
换热
管外壁
管内壁
冷却水
QK
QK
任何一个环节换热不良都影响整个传热的进行
管内壁和管外壁的对流换热是薄弱环节
冷却不良→冷凝压力、温度升高→压缩机排压升高
冷剂气体不能及时 冷凝成液体
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船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
冷凝器工作性能的影响因素
根据冷却水带走的热量计算冷凝器的排热量
Qk' Gw Cw (tw2 tw1 )
水的比热
水的质量流量
tw2 tw1 tw Q'k /(Gw Cw )
Qk'
KA(tk
tk )
KA[tk
(tw1
1 2
tw )]
Qk'
1 KA
1 1
2GwCw
(tk
tw1)
16
船舶辅机第11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
冷却液体的蒸发器--用于间接冷
却系统
冷却空气的蒸发器—直接蒸发 蒸发管式[Evaporating Coil](自然对流) 冷风机式[Fanned Air Cooler](强迫 对流)
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船舶辅机第11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
液体冷却蒸发器
干式：出口 过热气 湿式：出口 湿蒸气
套片蛇行管式
以套片式应用较 多
21
船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
绕片排管式
22
船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
冷风机[Fanned Air Cooler] ：用于各种冷库
分配器：分配管等长， 保证各排管流阻相等， 流量均衡。
干式壳管蒸发器
[Closed Shell-tube Dry Expansion Evaporator]
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船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
冷却空气的蒸发器
绕片蛇形管式 蒸发盘管 [Evaporating Coil]：主要用于鱼库、肉库
20
船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
kW
冷剂平均蒸发温度 被冷却介质平均温度 传热系数 传热面积 传热温差
冷风机、蒸发盘管 5~10oC
冷却液体的蒸发器
氨：5oC 氟利昂:6~10oC
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船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
蒸发器工作特性及影响 Qoz AKt AK (tr t0 )
• 作用：从冷剂气体中移出热量，将其冷凝成液态。 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
2
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
(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。
9
船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
(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。
制冷剂供液不足 结霜严重
C’
风速下降
1
蒸发面积太小
KA
1
2
1’
单机多库部分库停用
t0(p0) tr tr
压缩机性能(减缸)下降 t0 库温降低tr 制冷量Q0z
26
蒸气压缩制冷装置基本元件
• 蒸发器 • 压缩机 • 冷凝器 • 节流降压元件---膨胀阀（在自动控制元件中介绍）
27
Q Q'k Q'k 2 Q'k1 冷凝器工作性能的影响因素
Qk
C3 C C2 C1
C4
(1)冷凝器的状态
t0= +5oC t0= 0oC t0= -5oC
脏污、有空气(K) 水量不足(Gw) 管子被浸没多(A) 换热面积过小(A)
tk(pk)
(2)冷却水温
tk(pk) tw1升高为tw1
Qk
tw1 t 'w1
海水进 出端盖
高压高温冷剂气体进 壳体
海水出 海水进
冷却水管
管板 高压常温冷剂过冷液体出
Hale Waihona Puke 连通端盖3船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
双流程进出口端盖—— 隔板 隔离进、出腔
4
船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
Qk'
1 KA
1 1
2GwCw
(tk
(3)吸入压力 tw1) pp0(0t(0t)0升)降高低
tk(pk) tk(pk)
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船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
二、蒸发器 作用：冷剂蒸发吸热的场所---被冷却空间的 热量传递 给冷剂，被蒸发的冷剂气体带出,空间的温度降低。 1. 蒸发器的形式
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
1
船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
一、冷凝 器
w =2~4ºC
平均水温
tk -tw2 =3~5ºC
冷凝温度 冷却水管外表总面积
tk-tw1 =5~9ºC
冷凝器传热系
数 13
船舶辅机第9章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
2.冷凝器的性能[Performance]
内部传热过程： 经过三个换热环节
对流 换热
冷剂
一、冷凝器
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。