蒸发式冷凝器选型

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制冷用蒸发式冷凝器的选型与电耗

本文阐述了蒸发式冷凝器选型的方法根据国内外不同的经验数据计算了蒸发式冷凝器的理论能耗并通过典型蒸发式冷凝器产品的电动机配置给出了蒸发式冷凝器能耗核算的新公式
维普资讯
文章编号：０９１３（０８０ — ０７０１０ — ２０）２０３ — ３８１
不同品牌的蒸发式冷凝器．行能耗差异很大能耗核算新公运式可以方便地比较不同品牌蒸发式冷凝器的运行能耗．单位
排热量耗功值最小者即为运行能耗最低者
ｅｅｇｏｓｍｐｉｎｏｖｐｒｔｅｃｎｅｓｒｉｐｏｏｅ，ａｄｎｒｃｎｕｔｆｅａｏａｉｏｄｎｅｓｓｒｐｓｄｎｙｏｖｔｅａｐｉａｉｎｏｅｆｒｕａｉｔｓｅｏｐａｔａｒｄｃｓｒｅｈｐｌｔｆｔｏｃｏｈｍｌｓｅｔｄｔｒｃｉｌｐｏｕｔ．ｈｃｒｓｌｎｉａｅｔａｈｎｒｙｃｎｕｔｎｆｄｆｒｎｒｄｅｕｔｉｄｃｔｈｔｔｅｅｅｇｏｓｍｐｉｓｏｉｅｅｔｂａｓｓｏｎｏｖｐｒｔｅｃｎｅｓｒｒｕｔｉｅｅｔｒｅｐｏｏｅｒｆｅａｏａｉｏｄｎｅｓａｅｑｉｄｆｒｎ．ｈｒｐｓｄｆ — ｖｅｏｍｕａａｌｗｓｏｅａｉｇｅｅｇｏｓｍｐｉｎｆｅａｏａｉｅｃｎｌｏｐｒｔｎｒｃｎｕｔｓｏｖｐｒｔｏ — ｌｎｙｏｖｄｎｅｓｔｅｃｍｐｒｄｗｉ１ｔｅｍｉｉｍｎｒｎｉａｅｈｎｅｓｒｏｂｏａｅｔｌｎｍｕｅｅｇｉｄｃｔｄｗｅｌ１ｙｔｅｖｕｆｉｈｏｕａｉａｍｉｉｍ．ｈａｅｏｎｔｅｆｒｌＳｌｍｎｍｕＫｅｒｓｅａｏａｉｅｃｎｅｓ￣ｅｅｇｏｓｍｐｉｎｆｒｙｗｏｄ：ｖｐｒｔｏｄｎｅｖｎｒｃｎｕｔｙｏｏｏｅａｉｎｃｎｕｔｎｃｃｌｔｎｆｒｕａｐｒｔ；ｏｓｍｐｉａｕａｉｍｌｏｏｌｏｏ

冷凝器课件

Q——换热设备的传热量（W）； K——传热系数[W/(㎡·K)]； F——换热设备传热面积（㎡）；
△tm——对数平均温差（K）。
（1）制冷剂及其传热特性影响因素：
A、制冷剂特性比热-大时，单位制冷剂携带热量多，转移热量能力
大，传热系数大。（正比）
密度-大时，单位制冷剂携带热量多，转移热量能力
大，传热系数大。（正比）
放热，使高压高温制冷剂蒸气冷却、冷凝成高压常温的制冷剂液体
压缩制冷剂蒸气，提高压力和温度
得到低温低压制冷剂
制冷剂液体吸热、蒸发、制冷
❖ 二、热交换设备
概念：实现两种（或两种以上）温度不同的流体之间互相传热的设备。
其中冷凝器：过热蒸汽
液体
{在制冷系统中，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。 }
三、冷凝器的传热及影响因素
❖ 1、冷凝器的传热
冷凝器负荷：通过冷凝器向冷却介质（水或空气）放出的热量。
热力学角度：Qk=有效制冷量+无效制冷量+外界耗能所转换热量
传热学原理：Qk=汽体冷却热+凝结热（80%以上）
+（液体过冷热）
制冷剂流体
冷却介质
Байду номын сангаас
环境
❖ 2、影响冷凝器的传热因素换热设备的基本传热公式为
❖ 氟用套管式冷凝器：直径较大的无缝钢管内穿一根或数根直径较小的铜管，在盘成圆形或椭圆形。
（二）空气冷却式冷凝器
空气冷却式冷凝器是以空气作为冷却介质，靠空气的温升带走冷凝热量的。这种冷凝器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。根据空气流动方式不同，可分为自然对流式和强迫对流式两种。

化工设计中冷凝器的设计选型

化工设计中冷凝器的设计选型摘要：冷凝器是冷却经制冷压缩机压缩后的高温制冷剂蒸汽并使之液化的热交换器。

石化工业中用冷凝器将烃类及其它化学蒸气冷凝。

本文阐述了冷凝器基本原理，并提出在化工设计中合理选择冷凝器的方法和计算冷凝器平均温差的方法。

关键词：化工设计冷凝器传热系数冷凝段过热段过冷段冷凝器是石化、炼油、化工、电力及制冷等行业工艺流程的主要设备之一。

冷凝器中的气体必须通过很长的管道，以便热量传导到空气中。

钢材、铜材等导热金属常用于输送蒸气。

为提高冷凝器的效率，通常在管道上附加散热片以加速散热。

这类冷凝器一般还要用风机迫使空气经过散热片并把热量带走。

冷凝过程在石化、炼油、化工等装置中应用广泛。

但由于设计人员对冷凝器设计中的影响因素分析不够，导致冷凝器在实际运行中达不到设计负荷。

以下就设计中选用冷凝器的问题，阐述个人的一些看法。

1 冷凝器工作原理在一般制冷机的制冷原理中，压缩机的作用是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽，使蒸汽的体积减小，压力升高。

压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽，将压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经过节流阀节流后，成为压力较低的液体，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，然后再送入蒸发器的入口，从而完成制冷循环的过程[1]。

1.1 蒸汽压缩式制冷原理蒸汽压缩制冷系统，由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀4个基本部件组成。

它们之间用管道依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化，与外界进行热量交换。

1.2 制冷系统的基本原理液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的蒸汽，被压缩机吸入，压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器，在冷凝器中向冷却介质（水或空气）放热，冷凝为高压液体，经节流阀节流为低压低温的制冷剂，再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。

这样，制冷剂在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷循环。

蒸发式冷凝器的选型与配管

在缺水严重的地区，冷冷凝方式的应用受到了水严格限制。蒸发式冷凝器是利用空气强制循环和水分的蒸发将制冷剂凝结热带走的冷凝装置。由于气态制冷剂冷凝过程所放出的凝结潜热主要依
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第８卷
第６期
制冷与空调
ＲＥＦＲＩＥＲＡＴＩＮＮＤＩ —Ｃ０ＮＤＩ０ＮＩＧＧＯＡＡＲＴ１Ｎ
２ＯＯ８年１２月
蒸发式冷凝器的选型与配管
曹阳
（内贸易工程设计研究院）国
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管内热流量，过管内油膜、壁、外水垢以及通管管
备的选用和配管设计中还存在一定的问题。根据
工程设计与安装的实践经验，者针对设备选型、笔
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关键词蒸发式冷凝器
选型修正系数配管存液弯
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蒸发式冷凝器

换热管采用多种形式，常用的有碳钢热浸锌管（又分圆管和椭圆管）、铝合金管、不锈钢管（又分314/316 圆管、波接管）；其中碳钢热浸锌型蒸发式冷凝器为最早开始使用的产品且占有国内大部分的用户主要用于高压气体冷凝、冷却，适用压力范围在0—30MPa；铝合金型蒸发式冷凝器为新型节能型新一代产品适用于冰机制冷剂冷凝，适用压力范围在0—5MPa；不锈钢管蒸发式冷凝器主要用在一些化工厂的腐蚀性气体冷却及冷凝工艺中。
感谢观看
说明
因冷却水大多数含有钙、镁离子和酸式碳酸盐。当冷却水流经金属表面时，有碳酸盐的生成。另外，溶解在冷却水中的氧还会造成金属腐蚀，形成铁锈。由于锈垢的产生，换热效果下降。严重时不得不在壳体外喷淋冷却水，结垢严重时会堵塞管子，使换热效果失去作用。研究的数据显示水垢沉积物对热传输的损失影响巨大，随着沉积物的增加会造成能源费用的加大。即使很薄的一层水垢就要增加设备中结垢部分40%以上的运行费用。保持冷却通道中不含矿物沉积物可以很好的提高功效、节约能源、延长设备的使用寿命，同时节约生产时间和费用。长期以来传统的清洗方式如机械方法（刮、刷）、高压水、化学清洗(酸洗)等在对设备清洗时出现很多问题：不能彻底清除水垢等沉积物，酸液对设备造成腐蚀形成漏洞，残留的酸对材质产生二次腐蚀或垢下腐蚀，最终导致更换设备，此外，清洗废液有毒，需要大量资金进行废水处理。
2、先进的大水量喷淋装置，可淋水最大限度地包容管壁，提高换热系数，本装置结构先进，无堵塞现象的特性，减少表面结垢，提高设备使用效率。
3、箱体采用进口或国产ST102优质超级镀锌板，可选静电喷塑工艺，集水槽可选用304不锈钢板。
高效冷凝盘管
盘管采用优质高效导热材料制成的无缝椭圆钢管，逐步加工而成。排管顺气流方向交叉排列紧凑，相同的容积内可增大换热面积，排管间距大，在同等气流条件下，增加管间容纳的水量，增大水膜厚度，增强了导热面积。冷凝排管根据制冷剂流向倾斜一定的角度，便于制冷剂液体流出。在精心制作的过程中，经过3次2.SMPa气密试验，确保无泄漏。冷凝盘管及其配件又经过高温热浸锌处理，其锌层厚度高于 0.05mm以上，具备了优良的防腐蚀能力，可延长极大的使用寿命。

蒸发式冷凝器选型与设备布置及配管

蒸发式冷凝器选型与设备布置及配管蒸发式冷凝器运行原理：制冷系统中压缩机排出的过热高压制冷剂气体经过蒸发式冷凝器中的冷凝排管，使高温气态的制冷剂与排管外的喷淋水和空气进行热交换。

即气态制冷剂由上口进入排管后自上而下逐渐被冷凝为液态制冷剂。

配套引风机的超强风力使喷淋水完全均匀地覆盖在盘管表面，水借风势，极大的提高了换热效果。

温度升高的喷淋水由部分变为气态，利用水的汽化潜热由风势带走大量的热量，热气中的水滴被高效脱水器截住，与其余吸收了热量的水，散落到PVC淋水片热交换层中，被流过的空气冷却，温度降低，进入水箱，再经循环水泵继续循环。

蒸发到空气中的水分由水位调节器自动补充。

标准部件：热镀锌钢板；在钢板剪切及电焊处涂含锌；富锌漆；PVC，喷淋水系统；ABS，喷嘴；PVC，进风格栅；PVC，挡水板；不锈钢水泵入口滤网。

设备选型：例：制冷剂：NH3；制冷量：2000kW；轴功率：500kW；冷凝温度：36℃；湿球温度：28℃。

计算：热量：2000+600=2500kW排热系数：1.7修正排热量：2600×1.7=4420kW依据各厂商样本对应进行选型。

传统冷凝器的选用方式：蒸发式冷凝器的选用方式：按照系统的实际排热量，同时参照环境的湿球温度及系统的冷凝温度，通过实际工况与名义工况的换算系数折算到名义工况下的名义排热量，从而进行精确的选型。

设备布置：尽量防止空气回流确保新鲜空气的流通提供足够的维护保养空间1.防止回流：2.加高机组或排风口加高引风圈3.多台机组应保证出风口相同高度管和安装电动机的合理距离6.多台机组同时布置时应保证机组间距7.应考虑夏季的主导风向以保证机组运行正常8.当机组被置于井形围挡物中时，应保证井内风速低于1.5m/s9.配管说明：1.蒸发式冷凝器与传统设备的区别：2.压降的影响与合理解决3.出液口处应注意的几个问题-阀门及变径接头：进气管（应尽量对称配置）阀、存液弯，并有高度限制平衡管（每台机组之间均需设置平衡管，并接至贮液器，注意：一般贮液器平衡管口径偏小）安全阀（每台机组的每组盘管应设置一个）压力表（每台机组应设置一个）放空气阀（每台机组的每组盘管均需设置一个，在系统运行时使用，如可能，应接至自动空气分离器）放空气阀（设置于系统进气管最高处，系统停机时使用）。

制冷压缩机与设备的选型计算

低压循环贮液器低压循环贮液器是用制冷剂泵强制供液制冷系统的重要设备，起着容纳贮存制冷剂液体供给制冷剂泵，调节对蒸发器的供液和气液分离，保证压缩机安全地运行。
低压循环贮液器容积下进上出系统上进下出系统
低压循环贮液器直径
第三节辅助设备的选型计算
第三节辅助设备的选型计算
分离捕集设备的选型计算
选型计算
01
冷凝器传热面积冷凝器的对数平均温差⊿tm
02
(K或℃)
03
第二节换热设备的选型计算
第二节换热设备的选型计算
(2)冷凝器的传热系数K 由冷凝器的结构型式、制冷剂种类、冷却介质的速度、温度差、传热面上的污垢系数、传热管的材质等因素所支配。
冷凝器种类
油分离器
气液分离器气液分离器的作用是使混合的气体和液体制冷剂进行分离，按照不同的蒸发系统分别设置，并按设置位置的不同，分为机房气液分离器和库房气液分离器。
机房气液分离器
库房气液分离器
第三节辅助设备的选型计算
节流机构
第三节辅助设备的选型计算
节流机构的作用是为蒸发器提供适量的制冷剂液体，同时又维持系统高、低压侧的压力差，保证蒸发器中适宜的蒸发压力。常用节流机构手动调节的节流装置—手动膨胀阀；用制冷剂蒸气过热度调节的节流装置—包括热力膨胀阀及电子膨胀阀等；不能调节的节流装置—恒压膨胀阀和毛细管等；浮球调节阀。应用
进热交换器的制冷剂气体温度
出热交换器的制冷剂气体温度
第二节换热设备的选型计算
第三节辅助设备的选型计算
第三节辅助设备的选型计算一、液体储存设备 1.高压储液器高压贮液器的选择主要是确定容积，保证制冷装置在运行时，最大贮液量小于容积的70%，最小贮液量大于容积的10%。

冷凝器介绍

w冷却水的平 n
2 i
，m/s
z冷却水流程数 di换热管内径，m n换热管总根数冷却水密度，kg/m3 f摩擦阻力系数 f 0.178 bdi0.25 b 系数，钢管b=0.098；铜管b=0.075； L换热管长度，m
五、影响冷凝器传热效率的因素
1）结构：筒体-管板-换热管 2）工作流程制冷剂：上进下出，走管间冷却水：下进上出，走管内 3）冷凝器水路方式 4）应用：普遍地应用于大、中、小型的氨制冷系统和氟利昂制冷系统
结构基本同氨用，但筒内换热管则多采用铜管，为强化传热，可加工为低肋管、螺纹管。
三、结构及工作过程
3.套管式冷凝器
1）结构：外管-内管(束)
冷凝器介绍
一、冷凝器的作用
将压缩机排出的高温高压制冷剂蒸气先冷却再冷凝成液体。可以实现液体过冷。
二、冷凝器的类型
立式：用水量多，水质可差壳管式卧式：水质要好，水温低套管式：小型水冷系统淋水式：用水少，水质可差，空气干燥自然对流式风冷式强制对流式水-空气式 = 蒸发式：用水少，空气干燥
传热面积（加肋或翅片）换热管材料制冷剂流速及流向不凝性气体含油量冷凝器构造及型式冷却介质
冷凝负荷系数
查设计手册
t m
t 2 t1 t t ln k 1 tk t2
四、选型设计
2）水冷式冷凝器冷却水流量：G Qk
c t
1 L 3）卧式冷凝器水侧阻力： p w fz 1.5z 1 2 di
4）选型样本：立式卧式套管式风冷式蒸发式
水冷式
类型
三、结构及工作过程
1. 立式壳管式冷凝器
换热管束用51×3.5 或38×3的无缝钢管

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定冷凝盘管的截面接近于流线型，承受各种频段压力，形变的程度要小于其他形状。所以此种结构下，焊缝的抗疲劳性更高，使得盘管运行更稳定更安全。2、运行费用低 WHX 的优化了排风量、喷淋水量和专设水回收设备大大降低了设备在运行时的费用。3、用户使用方便 WHX 结构设计合理紧凑，占用的空间少，便于运输、安装及维修。4、使用寿命长 WHX 蒸发式冷凝器冷凝盘管组经过热浸锌处理，抗腐蚀能力强，增加了产品的使用寿命。
4、运行成本低 WHN 蒸发式冷凝器功率小用
说：“被我喜欢的东西正是因为被我喜欢，理所应当就是
电省，并设置了冷却水回收设备，减少了冷却水的消耗。WHN 具有冷凝水温度低、换热性能高的特点，特别适合湿度大且温度高的地区。
WHL 铝管蒸发式冷凝器
简介 WHL 铝管蒸发式冷凝器采用椭圆形双肋翅片铝合金冷凝排管，增加了单位体积内排管的散热面积，降低了管道的阻力。新型铝合金冷凝排管解决了传票排管表面容易结垢的问题，既减少了水管对冷凝效果的影响，又防止水垢腐蚀管
说：“被我喜欢的东西正是因为被我喜欢，理所应当就是
使用氨制冷剂或者氟制冷剂。铝合金材料使用的最低温度为-269℃，本产品的对低温的适应性更好。
WHX 蒸发式冷凝器
WHX 蒸发式冷凝器的工作原理：WHX 使用逆流式顶吸风设计，高温冷却剂以气态形式流经冷凝盘管，此时冷却水在负压的状态下喷淋到冷凝盘管上，冷却水蒸发带走热量，冷却剂放热重新变回液态，然后进入下一轮的循环选型：1、稳
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处，然后均匀的喷洒在冷凝盘管上，使冷凝盘管覆盖上一层水膜。此时制冷剂从上面流入冷凝盘管。管内的制冷剂处于高温高压的状态，热量经管体传导被管外的冷却水吸收。此时冷却水一部分蒸发成水蒸气通过轴流风机排入蒸发冷壳体外，一部分经过散热片被冷却后重新进入循环水泵。轴流风机起到了强制空气流动，加快蒸发的作用。除水器能够减少水分散失于空气中，使得冷却水的消耗减少。浮球阀设置于水盘当中，当冷却水总量消耗到一定城都后，开启自动补水。
1、使用寿命长传统的蒸发冷由于水质的原因，在长期使用的过冲中容易产生水垢，由于结构的原因所产生的水垢难以清除。而 WHZ 铝管蒸发式冷凝器很好的解决了这一问题：新型翅片采用铝合金材料，其膨胀系数是一般钢材料的 2 倍以上，管内的热胀冷缩使得水垢能够自行脱落。大大的延长了蒸发冷的使用寿命。2、性能优越铝合金的热传导效率为 238 是普通无缝钢材的 5 倍。同时铝合金管内光滑、液体在管内的流动速度大，管内阻力低。3、适用范围广制冷剂可以
说：“被我喜欢的东西正是因为被我喜欢，理所应当就是
选型：
1、应用广泛 WHN 型蒸发式冷凝器拥有排热量从 280KW 到 2000KW 的一系列产品，规格齐全，适合于不同的可以不同类型的需求。本产品已经被广泛的应用于医化工行业、工业制冷、冷藏、食品加工及啤酒业等领域。
2、结构简单，安装方便 WHN 蒸发式冷凝器采用直连式结构将各个设备组合起来封装于一体，结构简单，采用的是上下箱体的拼装的方式，
说：“被我喜欢的东西正是因为被我喜欢，理所应当就是
2、性能优越铝合金的热传导效率为 238 是普通无缝钢材的 5 倍。同时铝合金管内光滑、液体在管内的流动速度大，管内阻力低。3、适用范围广制冷剂可以使用氨制冷剂或者氟制冷剂。铝合金材料使用的最低温度为-269℃，本产品的对低温的适应性更好。
说：“被我喜欢的东西正是因为被我喜欢，理所应当就是
WHN 蒸发式冷凝器
WHN 蒸发式冷凝器是由冷凝器、冷却塔、循环水泵、水池、连接水管等设备组合而成的一种高效换热设备。本产品采用整体封装安装便捷，用水用电少节约了运行费用，噪声低不污染环境，维修更换简单实用寿命长。WHN 蒸发式冷凝器的工作原理是以水和空气为冷却介质，利用冷却水的蒸发带走制冷剂所释放的热量。蒸发冷运行时，循环水泵将冷却水抽至冷凝盘管的喷嘴
安装维修方便。安装时可以放置于地面，也可以放置于屋顶等位置，节省用户空间。
3、使用寿命长 WHN 蒸发式冷凝器整体外壳采用的是双面热镀铝锌钢板制作，冷凝盘管采用镀锌无缝钢管制造，抗腐蚀能力极强。采用 PVC 填料作为热交换层，S 型管道设计，水流经过填料表面时形成一层的流动的水膜，提高了冷却效果，且不易变化，抗老化，使用寿命长。
道，增加了蒸发式冷凝器的使用寿命。与传统长传统的蒸发冷由于水质的原因，在长期使用的过冲中容易产生水垢，由于结构的原因所产生的水垢难以清除。而 WHL 铝管蒸发式冷凝器很好的解决了这一问题：新型翅片采用铝合金材料，其膨胀系数是一般钢材料的 2 倍以上，管内的热胀冷缩使得水垢能够自行脱落。大大的延长了蒸发冷的使用寿命。
冷凝器的大家需要查看厂家的生产资质，必定要以安全为主，冷凝器的制造许可也是选择的一个基本条件，大家选择时多看下厂家的实际安
装案例，只有实际操作过冷凝器安装、冷库建设的厂家，才能够保证冷凝器的质量。
如有不详之处敬请指正或留言，我将加以修正，谢谢阅读。注意事项
请根据使用要求及环境订购，使用参数需要确认
新型铝合金冷凝排管解决了传票排管表面容易结垢的问题，既减少了水管对冷凝效果的影响，又防止水垢腐蚀管道，增加了蒸发式冷凝器的使用寿命。WHZ 铝管蒸发式冷凝器采用椭圆形双肋翅片铝合金冷凝排管，增加了单位体积内排管的散热面积，降低了管道的阻力。与传统蒸发式冷凝器相比优势明显。
冷凝器
WHZ 蒸发式冷凝器选型：