制冷原理與設(shè)備

第8章蒸發(fā)器與冷凝器制冷原理與設(shè)備

第8章蒸發(fā)器與冷凝器1第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.1傳熱基礎(chǔ)知識(shí)8.1.1傳熱基本方式換熱設(shè)備的工作原理是熱流體和冷流體同時(shí)在換熱器傳熱面兩側(cè)流動(dòng)，熱量通過(guò)壁面從熱流體傳給冷流體傳熱有三種基本方式，即熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.1傳熱基礎(chǔ)知識(shí)2第8章蒸發(fā)器與冷凝器熱傳導(dǎo)是指靜止物體（如氣體、液體、固體），由于分子、原子、電子的運(yùn)動(dòng)，使熱量從物體內(nèi)由高溫處向低溫處的傳遞。例如第8章蒸發(fā)器與冷凝器熱傳導(dǎo)3第8章蒸發(fā)器與冷凝器熱對(duì)流或稱(chēng)對(duì)流傳熱是指氣、液流體流動(dòng)引起的熱量傳遞，又分為強(qiáng)制對(duì)流和自然對(duì)流兩種

特點(diǎn)：加快液體或氣體的流動(dòng)速度，能加快對(duì)流傳熱。對(duì)流是液體和氣體特有的傳熱方式。第8章蒸發(fā)器與冷凝器熱對(duì)流或稱(chēng)對(duì)流傳熱特點(diǎn)：加快液體或氣4第8章蒸發(fā)器與冷凝器熱輻射是指物體發(fā)出輻射能，通過(guò)電磁波產(chǎn)生能量傳遞。當(dāng)溫度較高時(shí)才能發(fā)生制冷換熱設(shè)備的傳熱情況，往往是熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射兩種或三種傳熱方式組合作用的結(jié)果第8章蒸發(fā)器與冷凝器熱輻射5第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.1.2總傳熱系數(shù)與基本傳熱方程工程上，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常把以上復(fù)雜的熱傳遞過(guò)程用一個(gè)總傳熱系數(shù)來(lái)表示，當(dāng)傳熱面為圓管形狀時(shí)，常常以外傳熱表面為基準(zhǔn)面總傳熱系數(shù)的計(jì)算公式第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.1.2總傳熱系數(shù)與基本傳熱方程6第8章蒸發(fā)器與冷凝器換熱設(shè)備的基本傳熱公式

第8章蒸發(fā)器與冷凝器換熱設(shè)備的基本傳熱公式7第8章蒸發(fā)器與冷凝器順流和逆流時(shí)流體溫度的變化a）順流b）逆流第8章蒸發(fā)器與冷凝器順流和逆流時(shí)流體溫度的變化8第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.1.3常用制冷換熱設(shè)備傳熱參數(shù)表8-1常用制冷換熱設(shè)備總傳熱系數(shù)K的大致范圍換熱器名稱(chēng)及型式傳熱系數(shù)/K/［W/(㎡·K)］相應(yīng)條件臥式冷凝器(氨)810～1050傳熱溫差4～6℃，單位面積冷卻水用量0.5～0.9m3/(㎡·h)臥式冷凝器(氟利昂)930～1169傳熱溫差,7～9℃，低肋管，肋化系數(shù)≥3.5，水速1.5～2.5m/s表8-2制冷裝置中常用材料的導(dǎo)熱系數(shù)λ材料λ/W/（m·℃）材料λ/W/（m·℃）銅鋁鋼新霜舊霜383．79227．9552．340.1180．55玻璃水玻璃絲棉發(fā)泡塑料空氣1.09320．5990．034890.046520．0244第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.1.3常用制冷換熱設(shè)備傳熱參數(shù)9第8章蒸發(fā)器與冷凝器表8-3常用的制冷和空調(diào)裝置中對(duì)流傳熱系數(shù)α流體的種類(lèi)和狀態(tài)α/W/（m2·℃）流體的種類(lèi)和狀態(tài)α/W/（m2·℃）靜止氣體流動(dòng)氣體靜止液體4～2010～50070～300流動(dòng)液體冷凝面R12蒸發(fā)面R12200～100016001700

表8-4常用制冷裝置污垢熱阻值流體名稱(chēng)壁面污垢熱阻/（㎡·℃/W）流體名稱(chēng)壁面污垢熱阻/（㎡·℃/W）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5.1590×10-43.4394×10-45.1950×10-45.1590×10-4有機(jī)化合物空氣溶劑蒸汽鹽水0.8598×10-43.4394×10-41.7194×10-41.7197×10-4第8章蒸發(fā)器與冷凝器表8-3常用的制冷和空調(diào)裝置中對(duì)流10第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.2蒸發(fā)器8.2.1影響蒸發(fā)器傳熱的主要因素1.生產(chǎn)中應(yīng)控制蒸發(fā)器在泡狀沸騰下操作2.控制潤(rùn)滑油進(jìn)入蒸發(fā)器3.蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于氣液分離8.2.2冷卻空氣的蒸發(fā)器1．自然對(duì)流式冷卻空氣的蒸發(fā)器又稱(chēng)為排管,根據(jù)其安裝的位置分為有墻排管、頂排管、擱架式排管等多種形式；從構(gòu)造形式上可分為立式、臥式和盤(pán)管式等類(lèi)型第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.2蒸發(fā)器11第8章蒸發(fā)器與冷凝器冷庫(kù)盤(pán)管式墻排管蒸發(fā)器第8章蒸發(fā)器與冷凝器冷庫(kù)盤(pán)管式墻排管蒸發(fā)器12第8章蒸發(fā)器與冷凝器2．強(qiáng)迫對(duì)流式冷卻空氣的蒸發(fā)器

第8章蒸發(fā)器與冷凝器2．強(qiáng)迫對(duì)流式冷卻空氣的蒸發(fā)器13第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.2.3臥式管殼式蒸發(fā)器1．滿(mǎn)液式蒸發(fā)器優(yōu)點(diǎn)是：（1）結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小；（2）傳熱性能好；（3）制造和安裝較方便；（4）用鹽水作載冷劑，不易腐蝕和避免鹽水濃度被空氣中水分稀釋第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.2.3臥式管殼式蒸發(fā)器1．滿(mǎn)液14第8章蒸發(fā)器與冷凝器第8章蒸發(fā)器與冷凝器15第8章蒸發(fā)器與冷凝器第8章蒸發(fā)器與冷凝器16第8章蒸發(fā)器與冷凝器第8章蒸發(fā)器與冷凝器17第8章蒸發(fā)器與冷凝器2．干式殼管式蒸發(fā)器

第8章蒸發(fā)器與冷凝器2．干式殼管式蒸發(fā)器18第8章蒸發(fā)器與冷凝器第8章蒸發(fā)器與冷凝器19第8章蒸發(fā)器與冷凝器干式殼管式蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)：（1）充液量少，為管內(nèi)容積的40%左右（2）受制冷劑液體靜壓力的影響較少；（3）排油方便；（4）載冷劑結(jié)冰不會(huì)脹裂管子；（5）制冷劑液面容易控制；（6）結(jié)構(gòu)緊湊。干式殼管式蒸發(fā)器缺點(diǎn)：制冷劑在換熱管束內(nèi)供液不易均勻，弓形折流板制造與裝配比較麻煩，載冷劑在折流板孔和換熱管間、折流板外周與筒體間容易產(chǎn)生泄漏旁流，從而降低傳熱效果第8章蒸發(fā)器與冷凝器干式殼管式蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)：20第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.2.4板式蒸發(fā)器第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.2.4板式蒸發(fā)器21第8章蒸發(fā)器與冷凝器板式換熱器具有如下特點(diǎn)：1）體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，比同樣傳熱面積的殼管式換熱器體積小60%；2）總傳熱系數(shù)高，約為2000～3000W/（㎡·K）；3）流速小，流動(dòng)阻力損失小；4）能適應(yīng)流體間的小溫差傳熱，可降低冷凝溫度，提高制冷壓縮機(jī)性能；5）制冷劑充注量少；（6）質(zhì)量輕，熱損失小。第8章蒸發(fā)器與冷凝器板式換熱器具有如下特點(diǎn)：22第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.2.5沉浸式蒸發(fā)器當(dāng)用水作為載冷劑時(shí)，可將水冷卻到接近于0℃，適用于空調(diào)系統(tǒng)；當(dāng)用鹽水作為載冷劑時(shí)，可將水冷卻到－10～－20℃，適用于鹽水池制冰或食品的冷加工第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.2.5沉浸式蒸發(fā)器當(dāng)用水作為載23第8章蒸發(fā)器與冷凝器8.3冷凝器冷凝器是一個(gè)使制冷劑向外放熱的換熱器。壓縮機(jī)的排氣（或經(jīng)油分離器后）進(jìn)入冷凝器