制冷装置的换热设备共37页
《制冷原理制冷设备》ppt课件
汽车空调系统中，广泛采用 “全铝制管带式冷凝器〞。
蒸发式冷凝器
蒸发式冷凝器以水和空气作为冷却介质。利用水蒸发时吸 收热量，使管内制冷剂蒸气凝结。
水经水泵提升再由喷 嘴喷淋到传热管的外外表， 构成水膜吸收蒸发变成水 蒸气，然后被进入冷凝器 的空气带走。
未被蒸发的水滴那么 落到下部的水池内。
该冷凝器空气流量不 大，耗水量也很少；
ql s 0ft 0eqft 0
式中：αeq——当量传热系数， αeq= ηs α0
概述
制冷换热器的计算 给定两传热介质流量及其进出口温度，计算所需求的传热面积
和构造尺寸——设计计算； 对知热交换器在给定两种介质流量和进出口温度的情况下，计
算两传热介质的出口温度——校核计算；
概述
传热系数K随传热管的方式，介质的换热条件、管内外热阻 的大小不同而变化。根据热交换器管内、外传热量平衡的原那么：
Q A oK o tm A iK i tm
其中，Ki、Ko是分别以内外表、外外表为基准的传热系数。
Ki KA oA i o Kofifo
Kodo di
Ki
1
i
ri
1
fi fm
r0
1
0
fi fo
1
Ki
1
i
ri
fi fm
r0
1
0
fi fo
概述
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 传热系数/K/
其传热系数较空气自在流动型冷凝器的高，传热系 数约为15~17W/〔m2·K〕，适于中、小型氟利昂制冷安 装。
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
蒸汽压缩式制冷循环四大部件之二 冷凝器
第三十七页，编辑于星期五：二十点 九分。
物体在加热或冷却过程中，温度升高或降低而不改变 其原有相态所需吸收或放出的热量，称为“显热”。它 能使人们有明显的冷热变化感觉，通常可用温度计测 量出来。（如将水从20℃的升高到80℃所吸收到的热量， 就叫显热。）
套管式冷凝器特点：
优点:结构紧凑、制造简单、价格便宜、冷凝液体再 冷度较大、冷却水耗量较少。
缺点：两侧流体的流动阻力均较大，且清除水垢较 困难。
适用范围：目前多用于单机制冷量小于25kW的小型氟
利昂制冷机组中。
第二十二页，编辑于星期五：二十点 九分。
(二)空气冷式冷凝器
空气冷式冷凝器又称风冷式冷凝器， 空气冷式冷凝器 完全不需要冷却水，而是利用空气使气态制冷剂冷凝。制冷 剂在风冷式冷凝器中的传热过程和水冷式冷凝器相似，分为 降低过热、冷凝和再冷三个阶段。根据空气流动发生的原因 不同，空冷式冷凝器有自然对流式和强迫对流式之分。强迫
制冷循环四大部件二 ----冷凝器
是制冷装置中的主要换热设备之一
第一页，编辑于星期五：二十点 九分。
冷凝器的种类和工作原理
冷凝器的作用是将制冷压缩机排出的高温高压气态制 冷剂予以冷却、使之液化，以便制冷剂在系统中循环使用。
冷凝器
水冷
风冷
水-空气冷却
制冷剂 其他工质
空气调节用制冷常用冷凝器
第二页，编辑于星期五：二十点 九分。
冷系统的制冷能力和运行经济性均有利。因此，制冷装 置中目前多采用这种冷凝器。
常用的水冷式冷凝器有壳管冷凝器和套管式冷凝器
，现分别叙述如下。
制冷装置的换热设备
某制冷系统所需制冷量为200Kw，采用压缩 式制冷，蒸发温度为3℃，冷凝温度为40℃， 无在冷,压缩机入口为饱和蒸气，各状态参数
如下图所示。如果冷冻水进、出口温度为 12℃和7℃，干式壳管式蒸发器的传热系数 为510w/(m2·k)，问所需传热面积。
某空调制冷系统，采用回热式蒸气压缩 制冷理论循环，载冷剂为水。已知制冷 剂 的 体 积 流 量 为 0.0968m3/s 。 其 工 作 条 件为蒸发纬度为0℃，蒸发器出口制冷剂 为 干 饱 和 蒸 气 ； 冷 凝 温 度 为 40℃ ， 冷 凝 器出口制冷剂为饱和液体。制冷循环各 状态点的状态参数如下：
二、风冷式冷凝器 (air-cooled condenser)
根据空气流动方式不同可分为 自然对流式(natural convention)
传热效果差
强迫对流式(forced convention)
借助离心、轴流风机使空气掠过管 束
适用于极度缺水或无法供水的场合，常见 于小型氟利昂制冷机组.
3 4 5
（一）壳管式冷凝器 (shell and tube condenser)
1、卧式壳管式冷凝器 6-3
1 水出 水进
2 5
3
A4
7 8 9
10
11
A
B
A-A 12
排管方式 B-B
6
17
16 氨气进
15 B
14 氨液出 13
a)
b)
图 4-1 壳管式冷凝器结构
a）卧式壳管式冷凝器 b）立式壳管式冷凝器 1-端盖 2、10-壳体 3-进气管 4、17 传热管 5-支架 6-出液管 7-放空气管 8-水槽
分类： 1.卧式壳管蒸发器
制冷与空调专业常用换热器简介
换热器换热器的发展已经有近百年的历史，其在国民经济的诸多领域(如食品、制药、石油化工、空调、动力、冶金、轻工等)得到广泛的应用。
换热器是化工、石油、制药及能源等行业中应用相当广泛的单元设备之一。
定义：换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器（heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器是制冷空调、暖通、化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
按使用功能分：冷凝器、蒸发器、再热器、过热器和再沸器等。
换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。
在制冷空调、暖通等领域主要涉及混合式换热器和间壁式换热器，其中以间壁式换热器应用最多。
一、混合式换热器混合式热交换器是依靠冷、热流体直接接触而进行传热的，这种传热方式避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻，只要流体间的接触情况良好，就有较大的传热速率。
故凡允许流体相互混合的场合，都可以采用混合式热交换器，例如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽-水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等。
它的应用遍及化工和冶金企业、动力工程、空气调节工程以及其它许多生产部门中。
(1)冷却塔(或称冷水塔)在这种设备中，用自然通风或机械通风的方法，将生产中已经提高了温度的水进行冷却降温之后循环使用，以提高系统的经济效益。
例如热力发电厂或核电站的循环水、合成氨生产中的冷却水等，经过水冷却塔降温之后再循环使用，这种方法在实际工程中得到了广泛的使用。
冷却塔是利用空气同水的接触（直接或间接）来冷却水的设备。
是以水为循环冷却剂，从一系统中吸收热量并排放至大气中，从而降低塔内空气温度，制造冷却水可循环使用的设备。
冷却塔主要应用于空调冷却系统、冷冻系列、注塑、制革、发泡、发电、汽轮机、铝型材加工、空压机、工业水冷却等领域，应用最多的为空调冷却、冷冻、塑胶化工行业。
空气调节用制冷技术课后部分习题答案
空气调节用制冷技术课后部分习题答案制冷技术作业第一章 蒸汽压缩式制冷的热力学原理 练习题-6 (1) 压焓图hl g PR22(2) 中间压力MPa 11.00=p ; MPa 4.1=k pMPa 39.04.111.00=⨯=⋅=k m p p p(3)各状态点主要参数低压压缩机质量流量kg/s 2010.020039286.310810rL =-⨯=-==h h q M φφ低压压缩机实际输气量/s m 402.000.202010.031rL rL =⨯=⋅=v M V 由中间冷却器能量平衡，得()()69rb 75rL h h M h h M -=-kg/s 0451.02010.0237402200237rL 6975rb =⨯--=--=M h h h h M kJ/kg 4190451.0201.0402.0451*******.0rb rL 9rb 2rL 3=+⨯+⨯=+⋅+⋅=M M h M h M h高压压缩机实际输气量()()/s .0165m 0067.0.04510201.033rb rL rH =⨯+=⋅+=v M M V(3)循环的理论耗功率()()()KW46.015352461.0322010.034rb rL 12rL th2th1th =⨯+⨯=-⋅+⋅+-⋅=+=h h M M h h M P P P第二章 制冷剂与载冷剂 练习题-2高温制冷剂为低压制冷剂，有R11, R123, R718, 适用于空调系统中温制冷剂为中压制冷剂，有R22, R717, R134a, R600, 适用于冷藏，空调系统 低温制冷剂为高压制冷剂，有R744, 适用于复叠制冷低温级，跨临界循环第三章 制冷压缩机 练习题-3 (1) 压焓图hl g PR22(2) 各状态点主要参数kg/s 0402.0237411745111r1=-=-==h h q M φφkg/s 0864.02373991478222r2=-=-==h h q M φφkJ/kg 403.086400402.0399.086404110402.02192611=+⨯+⨯=+⋅+⋅=M M h M h M h压缩机理论输气量()()()/s m 0173.02453.0/52.31245.00-44.80.09680.086400402.03V 121h =⨯⨯+=+=ηv M M V(3)压缩机理论输入功率()()()KW 502.9547864.00402.0012r2r1th =⨯+=-⋅+=h h M M P 压缩机输入功率().4226KW 128.09.02453.0/352.10513.0948.0502.95em i thin =⨯⨯⨯-==ηηηP P制冷系数COP90.614226.12147in21=+=+=P COP φφ(4)()KW 0050.125402.0051_5r1th1=⨯=-⋅=h h M P056.48.09.0)498.0/352.10513.0948.0(0050.17e m i th111=⨯⨯⨯-⨯==ηηηφP COP ()KW 016.8344.0864081_8r2th2=⨯=-⋅=h h M P764.18.09.0)2453.0/352.10513.0948.0(8016.314m m i th222=⨯⨯⨯-⨯==ηηηφP COP 628kW6.98.09.0)2453.0/352.10513.0948.0(8016.3.809.0)498.0/352.10513.0948.0(0050.1em i th1e m i th1in =⨯⨯⨯-+⨯⨯⨯-=+=∑ηηηηηηP P P (5)第一类方案初投资小，运行费用高 第二类方案初投资大，运行费用低第四章 制冷装置的换热设备第五章 节流装置和辅助设备 练习题-1第六章 蒸气压缩式制冷装置的性能调节 练习题-2 (1) 已知()c e Q e ,e t t f Q = (1) ()c e P in ,in t t f P = (2) ()ain c Qc ,c t t f Q '= (3) ()w in e Qe ,e t tf Q '= (4) in in c P Q Q += (5)联立上述5式子，以t ain , t win 为已知量，其余参数Q e ,Q c ,P in ,t e ,t c 为未知量，可得到压缩-冷凝-蒸发器联合工作特性()w in ain P in ,in t t f P ''= (6) ()w in ain Qe ,e t tf Q ''= (7)带入冷却水出水温度，消去冷却水进水温度，上式可写为，⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+''=wout w e ain P in ,in t M Q t f P (8) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+''=wout w eain Q e ,e t MQ t f Q (9) 上述两式中的Mw 可由该制冷机的名义工况和压缩-冷凝-蒸发器联合工作特性确定()()()in wout w win ain Qin wout w ew ,e t t c t t f t t c Q M -⋅''=-⋅=(10)将(10)带入(8-9)，(8-9)中以t ain , t wout 为已知数，P in , Q e 为未知数联立求解，可得到不同出水温度时，系统性能。
制冷系统课件
4、单级压缩蒸气制冷循环
蒸发器：它的作用是使经节流机构后的制 冷剂液体蒸发成蒸气，以吸收被冷却物体 的热量。蒸发器是对外输出冷量的设备。
普通家用空调器蒸发器里的制冷剂（R22） 的蒸发压力在5.5-6.5bar左右。
二、系统匹配
选压缩机 选冷凝器 选蒸发器 估算制冷剂充注量 匹配制冷系统 不合格项目的整改
n 气体膨胀制冷：高压气体经绝热膨胀后可达 到较低的温度，令低压气体复热即可制冷。
n 气体涡流制冷：高压气体经过涡流管膨胀后 即可分离为热、冷两股气流，利用冷气流的 复热过程即可制冷。
n 热电制冷：令直流电通过半导体热电堆，即 可在一端产生冷效应，在另一端产生热效应。
4、单级压缩蒸气制冷循环
蒸气压缩式制冷机是目前应用最广泛 的一种制冷机，有单级、多级和复叠式之分。
大（或减少）的比例，估算出大概的制冷剂充注量。 比如说：参考机型充注量为1000g，内机不变，室
外机冷凝器由单排变为1.5排：侧估算充注量为： 1000*0.6*1.5+1000*0.4=1300(g)
一般来说，估算的充注量要比最后的要稍多。这个 只能靠经验掌握。估算的只能提供一个大概。
5、匹配制冷系统
4、单级压缩蒸气制冷循环
节流机构：普通空调常用的是毛细管，高档的 空调器用电子膨胀阀。制冷剂经过节流机构时， 压力由冷凝压力降到蒸发压力，一部份制冷剂 会在节流的过程中闪发成为气体。
节流过程中制冷剂的焓值不变。
普通的家用空调器节流结束时大约有20%的制 冷剂会闪发成气体。制冷剂没有蒸发就闪发成 气体降低了空调器的性能。
5、匹配制冷系统
3）蒸发器中部温度目标值：8-12℃左右，过 热度目标值在0-1 ℃左右
蒸发器中部温度值高于目标值则加长毛细管。
制冷和换热机房主要设备明细表
6
SB-4
空调热水循环水泵
BPL 100-160 n=2950rpm
Q=72 M³/h H=36mN=15Kw
台
3
立式泵三用水温度：≤60℃
工作压力1.3MPa变频调速
7
SB-5
采暖热水循环泵
BPL 25-160A n=2950rpm
Q=3 M³/h H=28mN=1.1Kw
Q=0~900M³/h N=200W
台
1
防腐、阻垢、降低浊度和控制浓缩比的功能处理后水质标准应达到冷却水质要求
22
RSQ
全自动软水器
1500X800X2500 N=300w
产水量Q=9~12 M³/h 220V
台
1
23
CWQ
除污器
KC型除污器L=1250 DN300
台
1
详05N5-115
24
集水器
分水器
空调补水泵停泵压力：0.35MPa 安全阀开启压力：0.39MPa
台
1
工作压力0.6MPa采暖热水稳压
19
PZG
膨胀罐
Ø800
Ø1000 H=2700罐体总容积2 M³
台
2
工作压力1.0MPa生活热水稳压
20
SX2
软化水箱
1500X1500X2000有效容积4M³
个
1
21
SYS-1
全程加药水处理器
ZX-JY-LXB01 220V 1100X600X1200
一次蒸汽：170℃ 二次采暖热水：80/60℃ 蒸汽耗量 0.15T/H
换热面积为5M²（设备传热系数6000W/ M².℃）换热量 80KW
制冷与低温技术原理第6章热交换过程与制冷设备
（2）强制对流空气冷却式冷凝器
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
金属消耗量大，对水垢清洗不方便； ✓ 一般用在小型氟利昂制冷装置中。
套管式冷凝器
6.1.1 冷凝器
2. 空气冷却式冷凝器 ✓ 用空气作冷却介质，制冷剂在管内冷凝，
空气在管外流动吸收管内制冷剂放出的热量； ✓ 由于空气的换热系数较小，管外（空气侧）
常设置肋片，以强化管外换热； ✓ 按空气流动方式的不同，分为：
6.1.1 冷凝器
3. 蒸发式冷凝器
6.1.1 冷凝器
3. 蒸发式冷凝器
✓优点：（1）用水量少； （2）结构紧凑，可安装在屋顶上，节省
占地面积。蒸发式冷凝器的耗水量少，特别 适合用于缺水和气候干燥的地区。 通常安装在制冷机房的屋顶上。 ✓缺点：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。
（1）冷却液体介质的干式蒸发器
（2）冷却空气的干式蒸发器
✓ 按空气的运动状态分为； 冷却自由运动空气的蒸发器； 冷却强制流动空气的蒸发器。
自然对流式冷却空气的蒸发器（排管）
✓ 根据其安装的位置分为： 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。
强制对流式冷却空气的蒸发器
单位面积换热量2300-2600W/m2。
2. 干式蒸发器
✓ 是一种制冷剂液体在传热管内能够完全汽化的 蒸发器。