制冷裝置的換熱設(shè)備2蒸發(fā)器和冷凝器的重要性制冷系統(tǒng)四大部件之中的兩大部件吸熱設(shè)備（蒸發(fā)器）放熱設(shè)備（冷凝器）制冷系統(tǒng)換熱器的特殊性（與其他熱力換熱器相比）工作壓力和溫度范圍比較窄介質(zhì)間的傳熱溫差小換熱器與壓縮機(jī)需要匹配（對(duì)系統(tǒng)冷凝溫度和蒸發(fā)溫度有決定性作用）決定制冷系統(tǒng)冷重比(制冷量/重量)的關(guān)鍵3本章的主要內(nèi)容介紹冷凝器與蒸發(fā)器的種類、形式、結(jié)構(gòu)，適用范圍明確換熱器設(shè)計(jì)的基本思想和需要注意的問(wèn)題傳熱溫差（換熱面積、空氣與水流速選擇）主要熱阻（管內(nèi)外換熱系數(shù)的計(jì)算公式）壓力損失（最佳流速的確定）認(rèn)真看書(shū)，了解換熱器的熱力計(jì)算方法（課堂上不講）4第一節(jié)冷凝器的種類和工作原理

水冷冷凝器

臥式殼管冷凝器立式殼管冷凝器套管式冷凝器焊接板式冷凝器風(fēng)冷冷凝器蒸發(fā)式冷凝器（淋水式冷凝器）5一.水冷式冷凝器冷卻水來(lái)源冷卻塔應(yīng)用最廣泛深井水海水或河水特點(diǎn)冷凝溫度低相同換熱面積排熱量大（換熱系數(shù)大）多用于大中型制冷機(jī)組要求有冷卻水源61.臥式殼管冷凝器管外

制冷劑

管內(nèi)

冷卻水材料：氨鋼光管

氟利昂低肋螺紋銅管氣體制冷劑液體制冷劑冷卻水放油孔(氨)安全閥71.臥式殼管式冷凝器的特點(diǎn)使用最廣泛，多用于大、中、小型制冷機(jī)組，結(jié)構(gòu)緊湊冷媒為氨或氟利昂傳熱系數(shù)高水側(cè)多管程，冷卻水溫升一般為4~6℃冷卻水耗量少對(duì)冷卻水水質(zhì)要求高，清洗不方便水側(cè)流動(dòng)阻力大82.立式殼管冷凝器管外：制冷劑管內(nèi)：冷卻水廣泛用于氨制冷系統(tǒng)進(jìn)氣管出液管放空氣管平衡管放油管安全閥提高傳熱性能的措施導(dǎo)流管嘴進(jìn)氣管接在中上部92.立式殼管式冷凝器的特點(diǎn)一般用于大、中型氨制冷系統(tǒng)傳熱系數(shù)低于臥式，傳熱溫差4~6℃可安裝在室外容易清水垢，故對(duì)冷卻水水質(zhì)要求不高占地面積小，但體積大冷卻水耗量大，冷卻水溫升2~3℃需要高的操作平臺(tái)103.套管式冷凝器外套管為55mm無(wú)縫鋼管,內(nèi)套管為銅管外套管：冷卻水 內(nèi)套管：制冷劑外套管：制冷劑 內(nèi)套管：冷卻水113.套管式冷凝器的特點(diǎn)多用于冷量小于40kW的氟利昂制冷機(jī)組傳熱效果好結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工可套在全封閉壓縮機(jī)上，結(jié)構(gòu)緊湊冷卻水流動(dòng)阻力大金屬耗量大124.板式冷凝器的特點(diǎn)可以兼做蒸發(fā)器（廣泛應(yīng)用于風(fēng)冷熱泵機(jī)組，制冷時(shí)為蒸發(fā)器，制熱時(shí)為冷凝器）優(yōu)點(diǎn)：傳熱效率高，體積小缺點(diǎn)：易堵塞，價(jià)格昂貴進(jìn)水出水出制冷劑進(jìn)制冷劑135.

水冷式冷凝器的傳熱溫差14風(fēng)冷式冷凝器的特點(diǎn)適用于中、小型氟利昂制冷機(jī)組、缺水環(huán)境和汽車空調(diào)傳熱系數(shù)低氣溫高時(shí)冷凝壓力高不需要配冷卻水系統(tǒng)露天布置，不需要機(jī)房翅片清洗不便15風(fēng)冷式冷凝器的傳熱溫差（R22）16三、蒸發(fā)式冷凝器17蒸發(fā)式冷凝器的特點(diǎn)

兼?zhèn)渌涫胶惋L(fēng)冷式的優(yōu)點(diǎn)適用于中、小型氨和氟利昂制冷機(jī)組傳熱系數(shù)比較高，冷凝溫度低耗水量少露天布置，不需要機(jī)房造價(jià)高清洗、維修均較麻煩18蒸發(fā)式冷凝器的傳熱溫差19

2.影響冷凝器傳熱性能的因素（1）機(jī)理制冷劑側(cè)凝結(jié)換熱冷卻介質(zhì)側(cè)風(fēng)冷/水冷式：對(duì)流換熱蒸發(fā)冷凝式：蒸發(fā)換熱202.影響冷凝器傳熱性能的因素（2）冷卻介質(zhì)側(cè)冷卻介質(zhì)流速流速高：換熱增強(qiáng)，減少積垢流速低：流動(dòng)阻力小，泵/風(fēng)扇能耗小最佳流速水：0.8~1.2m/s(氨),<2.5m/s(氟利昂)空氣：2～4m/s（再大起不了作用！）冷卻介質(zhì)傳熱面積垢水冷式：水垢、銹蝕風(fēng)冷式：灰塵、銹蝕212.影響冷凝器傳熱性能的因素（3）制冷劑側(cè)流態(tài)：過(guò)熱蒸氣－飽和蒸氣－兩相－飽和液態(tài)－過(guò)冷液凝結(jié)形式膜狀凝結(jié)：換熱系數(shù)小珠狀凝結(jié)：換熱系數(shù)大立式冷凝器下部液膜增厚，傳熱系數(shù)降低冷凝壁面的表面狀態(tài)壁面粗糙會(huì)使液膜積聚變厚，熱阻增大222.影響冷凝器傳熱性能的因素（3）制冷劑側(cè)傳熱面油膜的影響氨冷凝器會(huì)沉積潤(rùn)滑油膜不凝氣體的影響制冷劑蒸汽中含有空氣等不凝性氣體時(shí)，冷凝溫度升高聚集的氣膜會(huì)降低傳熱系數(shù)占據(jù)換熱空間，減小傳熱面積232.影響冷凝器傳熱性能的因素（4）冷凝器熱阻的大致分配R總＝R介質(zhì)＋R管壁＋R制冷劑＋R污垢R總：臥0.0008立0.0013套管0.0009風(fēng)冷0.036蒸發(fā)0.0014冷卻介質(zhì)側(cè)水冷式冷凝器R污垢=0.00018~0.0005風(fēng)冷式冷凝器R污垢=0.0001~0.0003制冷劑側(cè)氨冷凝器R污垢=0.00035~0.0006242.影響冷凝器傳熱性能的因素（4）冷凝器熱阻的大致比例25第三節(jié)冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算已知條件：傳熱介質(zhì)流量及其進(jìn)出口溫度計(jì)算內(nèi)容：確定傳熱面積和結(jié)構(gòu)尺寸傳熱公式：26一、冷凝器熱負(fù)荷的確定1.對(duì)于開(kāi)啟式壓縮機(jī)2.對(duì)于全封閉式壓縮機(jī)經(jīng)驗(yàn)公式：27二、傳熱平均溫差三、傳熱系數(shù)1.計(jì)算公式2.推薦值28第四節(jié)蒸發(fā)器的種類冷水器(cooler)：以水作載冷劑殼管式

滿液式干式水箱式直接蒸發(fā)式空氣冷卻器：直接冷卻空氣強(qiáng)制通風(fēng)式自然對(duì)流式（冰箱蒸發(fā)器等）29一、滿液式蒸發(fā)器

1.臥式殼管蒸發(fā)器管外：制冷劑管內(nèi)：冷凍水液面高度氨：70～80％氟利昂：55%~65%30臥式殼管蒸發(fā)器的特點(diǎn)廣泛用于氨制冷系統(tǒng)，近年來(lái)也漸漸用于R22制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小載冷劑可采用閉式循環(huán)，可采用易揮發(fā)的載冷劑易積油載冷劑易發(fā)生凍結(jié)。冷卻普通淡水時(shí)，出水溫度應(yīng)控制在2℃以上采用浮球閥供液312.水箱式蒸發(fā)器：立管式水箱管內(nèi)：制冷劑 管外：冷凍水322.水箱式蒸發(fā)器：螺旋管式水箱管內(nèi)：制冷劑 管外：冷凍水332.水箱式蒸發(fā)器：盤管式水箱管內(nèi)：制冷劑管外：冷凍水342.水箱式蒸發(fā)器的特點(diǎn)占地面積大，結(jié)構(gòu)不緊湊，用于非整體機(jī)組的系統(tǒng)直立管和螺旋管式適用于氨制冷系統(tǒng)，盤管式適用于氟利昂系統(tǒng)有蓄冷能力只能使用非揮發(fā)性載冷劑易積油35二、非滿液式蒸發(fā)器

1.干式蒸發(fā)器管內(nèi)：制冷劑

管外：冷凍水36干式殼管蒸發(fā)器管內(nèi)：制冷劑

管外：冷凍水直管式37干式殼管蒸發(fā)器U型管式38干式殼管蒸發(fā)器的特點(diǎn)適用于氟利昂系統(tǒng)(易于回油)結(jié)構(gòu)緊湊，可用于冷水機(jī)組載冷劑不易凍結(jié)制冷劑充注量少(系統(tǒng)可不設(shè)貯液器)可用熱力膨脹閥供液裝配工藝較復(fù)雜39直接蒸發(fā)器的特點(diǎn)適用于冷庫(kù)和空調(diào)設(shè)備家用空調(diào)器組合式空調(diào)機(jī)組小型風(fēng)系統(tǒng)戶式中央空調(diào)系統(tǒng)不需要載冷劑，冷損失少結(jié)構(gòu)緊湊控制方便40第五節(jié)蒸發(fā)器的熱工性能

1.不同蒸發(fā)器的傳熱性能比較蒸發(fā)器形式K(W/m2K)滿液式臥式殼管式氨－水550－650氟利昂－水500－600干式干式殼管式氟利昂－水450－550直接蒸發(fā)空氣冷卻氟利昂－空氣30－45冷排管（自然對(duì)流）氟利昂－空氣（以空氣側(cè)為準(zhǔn)）約14412.影響蒸發(fā)器傳熱性能的因素（1）機(jī)理制冷劑側(cè)蒸發(fā)換熱冷卻介質(zhì)側(cè)冷水器：水或載冷劑直接蒸發(fā)式：空氣，強(qiáng)制和自然對(duì)流422.影響蒸發(fā)器傳熱性能的因素（2）冷卻介質(zhì)側(cè)冷卻介質(zhì)流速流速高：換熱增強(qiáng)，減少積垢流速低：流動(dòng)阻力小，泵/風(fēng)扇能耗小最佳流速水：0.8~1.2m/s(氨),<2.5m/s(氟利昂)空氣：2～4m/s冷卻介質(zhì)傳熱面積垢冷水器：水垢、銹蝕直接蒸發(fā)式：灰塵、銹蝕432.影響蒸發(fā)器傳熱性能的因素（3）制冷劑側(cè)蒸發(fā)過(guò)程中的流型層狀流環(huán)狀流霧狀流強(qiáng)化傳熱措施小徑化氣化核心（微型溝槽蒸發(fā)器）442.影響蒸發(fā)器傳熱性能的因素（4）蒸發(fā)器熱阻的大致比例R總＝R介質(zhì)＋R管壁＋R制冷劑＋R污垢R總：臥0.0008套管0.0009風(fēng)冷0.036冷卻介質(zhì)側(cè)水冷式蒸發(fā)器R污垢=0.00018~0.0005風(fēng)冷式蒸發(fā)器R污垢=0.0001~0.0003制冷劑側(cè)氨蒸發(fā)器R污垢=0.00035~0.000645第七節(jié)其他換熱設(shè)備一、再冷器46二、回?zé)崞髯饔茫?）提高制冷系統(tǒng)的制冷系數(shù)2）使節(jié)流前的制冷劑液體再冷以免氣化3）提高壓縮機(jī)容積效率和防止壓縮機(jī)液擊47思考題1.制冷劑在冷凝器與蒸發(fā)器內(nèi)的換熱機(jī)理有何不同？2.制冷劑在滿液式蒸發(fā)器內(nèi)是完全充滿的嗎？3.為什么空冷式蒸發(fā)器多是翅片管，較少采用光滑管？48作業(yè)1.某制冷能力為55kW的R22系統(tǒng)，采用水冷冷凝器放熱。已知壓縮機(jī)為全封閉式，在蒸發(fā)溫度為5℃下運(yùn)行時(shí)，制冷系統(tǒng)的能效比EER＝3，如果冷凝器換熱系數(shù)K=450W