制冷原理制冷设备.ppt

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1、制冷原理制冷设备制冷原理制冷设备概述概述一、制冷设备概况一、制冷设备概况 制冷机中除了压缩机等机器外，还包制冷机中除了压缩机等机器外，还包括具备各种功能的括具备各种功能的热交换器热交换器和一些用于改善和一些用于改善制冷机运行条件、提高运行效率的部件，统制冷机运行条件、提高运行效率的部件，统称为称为制冷设备。制冷设备。2目录目录l概述概述l冷凝器冷凝器l蒸发器蒸发器l其他制冷换热器及辅助设备其他制冷换热器及辅助设备l新型制冷换热器及强化换热方法新型制冷换热器及强化换热方法l制冷装置节流机构制冷装置节流机构3概述概述这四个部件蒸气压缩这四个部件蒸气压缩式制冷系统必须的式制冷系统必须的压缩机压缩机冷

2、凝器冷凝器膨胀阀膨胀阀 蒸发器蒸发器提供动力提供动力排放热量排放热量节流降压节流降压 提供冷量提供冷量4概述概述制冷设备可分为制冷设备可分为主要设备主要设备和和辅助设备辅助设备两部分两部分 l主要设备主要设备包括冷凝器、节流机构、蒸发器、冷凝包括冷凝器、节流机构、蒸发器、冷凝蒸发器和中间冷却器以及发生器、吸收器等，是制蒸发器和中间冷却器以及发生器、吸收器等，是制冷机中冷机中不可或缺不可或缺的部件。的部件。l辅助设备辅助设备则有各种分离器、贮液器、回热器、过冷则有各种分离器、贮液器、回热器、过冷器以及膨胀容器等，是制冷机正常、稳定、可靠和器以及膨胀容器等，是制冷机正常、稳定、可靠和高效工作重要保

3、证。高效工作重要保证。5概述概述制冷设备使用的材料随制冷设备使用的材料随介质介质不同而异。不同而异。氨氨对黑色金属对黑色金属（铁、锰、铬及其合金，如钢、生铁、铁、锰、铬及其合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等铁合金、铸铁等）。无侵蚀作用，而对无侵蚀作用，而对铜铜及其及其合金的侵蚀性强烈，所以氨制冷机中制冷设合金的侵蚀性强烈，所以氨制冷机中制冷设备都用备都用钢材钢材制成。制成。而而氟利昂氟利昂对一般金属材料无侵蚀作用，可以使对一般金属材料无侵蚀作用，可以使用用铜铜或或铜合金铜合金制造。为了节省有色金属，大制造。为了节省有色金属，大型氟利昂制冷机仅在型氟利昂制冷机仅在热交换器的传热部分热交换器的传热部

4、分采采用铜管。用铜管。6概述概述 压力压力l在制冷机中，在制冷机中，制冷设备制冷设备需要承受需要承受一定的工作压力一定的工作压力。作为受压容器必须考虑其压力条件，正确选择强作为受压容器必须考虑其压力条件，正确选择强度计算时的度计算时的设计压力设计压力，以及制造完结时的，以及制造完结时的强度试验强度试验(液压试验液压试验)及及气密试验气密试验(气压试验气压试验)。表表61为为JB/T6916制冷装置用压力容器规定的制制冷装置用压力容器规定的制冷设备容器的压力试验标准。冷设备容器的压力试验标准。78概述概述翅片管的形式较多，大体分为翅片管的形式较多，大体分为绕片管绕片管绕片管绕片管、套片管套片管套

5、片管套片管和和轧片管轧片管轧片管轧片管三种。三种。1、绕片管结构、绕片管结构绕片管是在管子外表面按螺旋状绕一条金属带。金属带在绕片管是在管子外表面按螺旋状绕一条金属带。金属带在绕制前先要在轧片机上将一侧轧成皱折，然后再用专用机床绕绕制前先要在轧片机上将一侧轧成皱折，然后再用专用机床绕在管子上。（在管子上。（主要用于氨制冷机主要用于氨制冷机主要用于氨制冷机主要用于氨制冷机）9氨用绕片管常用氨用绕片管常用25mm2.5mm 38mm3.0mm的的无缝钢管无缝钢管制制成，管外绕厚约成，管外绕厚约1mm的的钢翅片钢翅片，绕好后再进行绕好后再进行热镀锌热镀锌，以减小，以减小接触热阻和防止腐蚀。接触热阻和

6、防止腐蚀。绕片管优点是绕片管优点是传热系数较高传热系数较高，缺点是翅片侧阻力较大，缺点是翅片侧阻力较大，同时由于折皱的存在，妨碍了翅片节距的进一步缩小。同时由于折皱的存在，妨碍了翅片节距的进一步缩小。概述概述10概述概述2、套片管结构、套片管结构套片管广泛应用于套片管广泛应用于氟利昂氟利昂制冷剂的空冷式冷凝器和直接蒸制冷剂的空冷式冷凝器和直接蒸发的空气冷却器。发的空气冷却器。11l套片管多用套片管多用0.120.4mm厚的厚的铝片铝片套在套在5 16mm的的纯铜管纯铜管上上组成；组成；l翅片上的管孔系冲压而成，且带有翻边，以增加翅片和管子间翅片上的管孔系冲压而成，且带有翻边，以增加翅片和管子间

7、的接触面积，还可起保证翅距的作用；的接触面积，还可起保证翅距的作用；l翅片先用专用设备套在管子上，待套片管组装成后，再用机械翅片先用专用设备套在管子上，待套片管组装成后，再用机械胀管方式胀管方式胀管胀管，使管径胀大约，使管径胀大约0.20.4mm，与翅片保持紧密接，与翅片保持紧密接触。触。l近年来为了强化空气侧换热，出现了各种强化传热翅片，如波近年来为了强化空气侧换热，出现了各种强化传热翅片，如波纹片、百叶窗片、开缝片等，约可提高空气侧传热系数纹片、百叶窗片、开缝片等，约可提高空气侧传热系数20%60%概述概述12概述概述3、轧片管结构、轧片管结构用于用于氟利昂氟利昂冷凝器的轧片管是用薄壁（壁

8、厚约冷凝器的轧片管是用薄壁（壁厚约1.5mm）纯）纯铜管在常温下滚轧而成的，轧成的翅高（铜管在常温下滚轧而成的，轧成的翅高（1.22.0mm）较小，）较小，因而通常为因而通常为低肋螺纹管低肋螺纹管。13概述概述l翅片管的传热特性翅片管的传热特性翅片管的翅片管的翅片效率翅片效率翅片面积翅片面积ff，翅片温度，翅片温度tf和翅片间的管子表面积和翅片间的管子表面积fb，管子表面温度，管子表面温度t0，管子外表面传热系数，管子外表面传热系数0。翅片效率翅片效率：翅片平均：翅片平均温度与周围介质的温温度与周围介质的温差同根部温度与周围差同根部温度与周围介质温差的比值。介质温差的比值。14概述概述施密特将

9、翅片效率简化为：施密特将翅片效率简化为：其中，其中，h为当量翅高。为当量翅高。工程上为了使用方便，常将计算所得的翅片效率随工程上为了使用方便，常将计算所得的翅片效率随mh的的变化关系描绘成曲线。变化关系描绘成曲线。15概述概述翅片管的翅片管的表面效率表面效率每米管长翅片管换热面积每米管长翅片管换热面积ft分为翅片面积分为翅片面积ff和翅片间的管子表面积和翅片间的管子表面积fb，设表面传热系数，设表面传热系数0。式中：式中：s s翅片管的表面效率翅片管的表面效率表面效率表面效率s s总是大于翅片效率总是大于翅片效率f f，同时翅片面积占总表面，同时翅片面积占总表面积的比例越小，则表面效率越高。积

10、的比例越小，则表面效率越高。16概述概述工程上有时为了计算方便起见，将上式改写为：工程上有时为了计算方便起见，将上式改写为：式中：式中：eq当量传热系数，当量传热系数，eq=s 0 17制冷换热器的计算制冷换热器的计算l给定两传热介质流量及其进出口温度，计算所需要的传热面给定两传热介质流量及其进出口温度，计算所需要的传热面积和结构尺寸积和结构尺寸设计计算设计计算；l对已知热交换器在给定两种介质流量和进出口温度的情况下，对已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计算两传热介质的出口温度校核计算校核计算；概述概述18传热系数传热系数K随传热管的形式，介质的换热条

11、件、管内外热阻随传热管的形式，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、的大小不同而变化。根据热交换器管内、外传热量平衡外传热量平衡的原则：的原则：概述概述其中，其中，Ki、Ko是分别以内表面、外表面为基准的传热系数。是分别以内表面、外表面为基准的传热系数。19常用制冷换热设备总传热系数常用制冷换热设备总传热系数K的大致范围的大致范围换热换热器名称及型器名称及型式式传热传热系数系数/K/W/(K)相相应应条件条件卧式冷凝器卧式冷凝器(氨氨)8101050传热传热温差温差46，单单位面位面积积冷却水用冷却水用量量0.50.9m3/(h)卧式冷凝器卧式冷凝器(氟氟利昂利昂)93

12、01169传热传热温差温差79，低肋管，肋化系数，低肋管，肋化系数3.5，水速，水速1.52.5m/s概述概述20制冷装置中常用材料的导热系数制冷装置中常用材料的导热系数材材 料料W/（m）材材 料料W/（m）铜铜铝铝钢钢新霜新霜旧霜旧霜383792279552340.118055玻璃玻璃水水玻璃玻璃丝丝棉棉发发泡塑料泡塑料空气空气1.093205990034890.0465200244概述概述21常用的制冷和空调装置中对流传热系数常用的制冷和空调装置中对流传热系数流体的种流体的种类类和和状状态态W/W/（m m22）流体的种流体的种类类和和状状态态W/W/（m m22）静止气体静止气体流流动

13、动气体气体静止液体静止液体4 4202010105005007070300300流流动动液体液体冷凝面冷凝面 R12 R12蒸蒸发发面面 R12 R12200200100010001600160017001700概述概述22常用制冷装置污垢热阻值常用制冷装置污垢热阻值流体名称流体名称壁面壁面污污垢垢热热阻阻（/W）流体名称流体名称壁面壁面污污垢垢热热阻阻（/W）河水，河水，v1m/s硬水，硬水，v1m/s5.159010-43.439410-45.195010-45.159010-4有机化合物有机化合物空空 气气溶溶剂剂蒸汽蒸汽盐盐 水水0.859810-43.439410-41.719410

14、-41.719710-4概述概述23顺流和逆流时流体温度的变化顺流和逆流时流体温度的变化a）顺流）顺流b）逆流）逆流概述概述24目录目录l概述概述冷凝器冷凝器l蒸发器蒸发器l其他制冷换热器及辅助设备其他制冷换热器及辅助设备l新型制冷换热器及强化换热方法新型制冷换热器及强化换热方法l制冷装置节流机构制冷装置节流机构25冷凝器冷凝器 制冷装置的换热设备有制冷装置的换热设备有冷凝器、蒸发器、冷凝冷凝器、蒸发器、冷凝蒸发蒸发器、中冷器、回热器，器、中冷器、回热器，以及以及吸收器、发生器和溶液热交换吸收器、发生器和溶液热交换器器等等。等等。其中冷凝器和蒸发器的其中冷凝器和蒸发器的结构型式和技术参数结构型

15、式和技术参数对制冷装对制冷装置的性能有决定性的影响。全面了解它们的结构特点及设置的性能有决定性的影响。全面了解它们的结构特点及设计计算方法，有利于进一步提高和优化制冷装置的性能。计计算方法，有利于进一步提高和优化制冷装置的性能。26 制冷系统的热交换设备主要是制冷系统的热交换设备主要是冷凝器和蒸发器冷凝器和蒸发器，它们是，它们是制冷剂与外部热源介质之间发生热交换的设备。制冷剂与外部热源介质之间发生热交换的设备。一）、一）、冷凝器冷凝器 用冷凝器将制冷剂从低温热源吸收的用冷凝器将制冷剂从低温热源吸收的热量热量及压缩后增加及压缩后增加的的热焓热焓排放到高温热源。排放到高温热源。一、一、制冷装置热交

16、换设备的结构制冷装置热交换设备的结构冷凝器冷凝器27空气冷却式空气冷却式丝管式丝管式百叶窗式百叶窗式箱体表面式箱体表面式翅片管式翅片管式管带式管带式水冷却式水冷却式螺旋板式螺旋板式套管式套管式卧式壳管式卧式壳管式壳盘管式壳盘管式斜波纹板式斜波纹板式立式壳管式立式壳管式28 通过环境介质（水或空气）将压缩机排出的高通过环境介质（水或空气）将压缩机排出的高压过热制冷剂蒸气冷却、冷凝成饱和液体，甚至过压过热制冷剂蒸气冷却、冷凝成饱和液体，甚至过冷液体。冷液体。冷凝器按冷却方式冷凝器按冷却方式空气冷却式冷凝器中空气冷却式冷凝器中根据管外空气流动方式根据管外空气流动方式空气冷却式空气冷却式水冷式水冷式蒸

17、发式蒸发式自然对流空气冷自然对流空气冷却式冷凝器却式冷凝器强制对流空气冷强制对流空气冷却式冷凝器却式冷凝器29壳管式冷凝器分为卧式和立式壳管式冷凝器分为卧式和立式n 一般立式壳管式冷凝器适用于一般立式壳管式冷凝器适用于大型氨制冷装置大型氨制冷装置；n 卧式壳管式普遍使用卧式壳管式普遍使用大、中型氨或氟利昂制冷装置大、中型氨或氟利昂制冷装置中。中。n 壳内管外为制冷剂，管内为冷却水。壳内管外为制冷剂，管内为冷却水。30n冷却水在冷凝器内流过一次称作一个冷却水在冷凝器内流过一次称作一个流程流程。n采用多流程设计主要是为了减小水的流通面积，提高冷却水流采用多流程设计主要是为了减小水的流通面积，提高冷

18、却水流速，增强水侧换热效果。速，增强水侧换热效果。n一般一般4-10个流程，过多会增大水侧流动阻力，加大水泵功耗。个流程，过多会增大水侧流动阻力，加大水泵功耗。31实验证明，传热系数不受面积热流量变化的影响，而是取决于实验证明，传热系数不受面积热流量变化的影响，而是取决于冷却水流速和污垢热阻的大小。冷却水流速和污垢热阻的大小。n一般卧式壳管式氨冷凝器水速一般卧式壳管式氨冷凝器水速0.81.5m/s，n传热系数传热系数9301160W/(m2K)，n面积热流量为面积热流量为40715234W/m232l传热管采用铜管，传热系数提高传热管采用铜管，传热系数提高10%左右；左右；l采用铜质肋片管，传

19、热系数较相同规格光管大采用铜质肋片管，传热系数较相同规格光管大1.52倍；倍；l污垢热阻对冷凝换热器效果有重要影响污垢热阻对冷凝换热器效果有重要影响l此外，减少壁厚、降低肋片节距、缩小肋片张角，甚至采此外，减少壁厚、降低肋片节距、缩小肋片张角，甚至采用矩形肋片，均可强化冷凝传热过程，提高冷凝换热能力用矩形肋片，均可强化冷凝传热过程，提高冷凝换热能力和整个装置的性能。和整个装置的性能。33l立式壳管式冷凝器立式壳管式冷凝器区别：壳体两端无端盖，上端口设有配水槽，冷却水沿内表面区别：壳体两端无端盖，上端口设有配水槽，冷却水沿内表面形成液膜向下流动，以提高表面传热系数。形成液膜向下流动，以提高表面传

20、热系数。从传热理论分析，从传热理论分析，立管换热性能较水平管差得多立管换热性能较水平管差得多。因为立管上。因为立管上冷凝液膜流动路线较短，不能保证为膜层流动。冷凝液膜流动路线较短，不能保证为膜层流动。平均传热温差平均传热温差46，传热系数传热系数698814/(m2K)，面积热流量为面积热流量为40714652W/m23435l套管式冷凝器套管式冷凝器由不同直径的管子由不同直径的管子套套在一起，并弯制成螺旋形或蛇形的一种在一起，并弯制成螺旋形或蛇形的一种水冷式冷凝器。水冷式冷凝器。36l套管式冷凝器套管式冷凝器制冷剂蒸气在套管间冷制冷剂蒸气在套管间冷凝，冷凝液从下面引出，冷凝，冷凝液从下面引出

21、，冷却水在直径较小的管道内自却水在直径较小的管道内自下而上流动，与制冷剂形成下而上流动，与制冷剂形成逆流式，因此传热效果较好。逆流式，因此传热效果较好。当水速当水速12m/s时，传热时，传热系数系数K在在930W/(m2K)37l套管式冷凝器套管式冷凝器u结构简单、制作方便；结构简单、制作方便；u在套管长度较大时，下部管间容易被液体充斥，使传在套管长度较大时，下部管间容易被液体充斥，使传热面积不能得到充分利用，而且金属耗量较大；热面积不能得到充分利用，而且金属耗量较大；u一般在小型氟利昂制冷装置中使用。一般在小型氟利昂制冷装置中使用。38l空气冷却式冷凝器空气冷却式冷凝器以空气为冷却介质，制冷

22、剂在管内冷凝，空气在管外流动以空气为冷却介质，制冷剂在管内冷凝，空气在管外流动，吸收，吸收管内制冷器蒸汽释放的热量。管内制冷器蒸汽释放的热量。空气自由运动空气自由运动按空气流动的方式不同按空气流动的方式不同 空气强制运动空气强制运动39l空气自由运动的空冷冷凝器空气自由运动的空冷冷凝器利用空气在管外流动时吸收制利用空气在管外流动时吸收制冷剂排放的热量后，冷剂排放的热量后，密度发生变化密度发生变化引起空气的自由流动而不断地带走引起空气的自由流动而不断地带走制冷剂蒸气的凝结热。制冷剂蒸气的凝结热。特点特点：不需要风机，没有噪声，：不需要风机，没有噪声，多用于小型制冷装置。多用于小型制冷装置。40

23、由于钢丝竖直焊接在水平蛇由于钢丝竖直焊接在水平蛇形管外，与热空气升力方向一致，形管外，与热空气升力方向一致，使空气具有良好的流动性，获得使空气具有良好的流动性，获得最佳的传热效果。最佳的传热效果。传热系数约为传热系数约为1517W/（m2K）41空气强制流动的空冷冷凝器空气强制流动的空冷冷凝器它由一组或机组带有肋片的蛇管组成。它由一组或机组带有肋片的蛇管组成。制冷剂蒸气从上制冷剂蒸气从上部集管进入蛇管部集管进入蛇管，其管外肋片用以强化空气测换热。，其管外肋片用以强化空气测换热。由由低噪声轴流式通风机迫使空气流过肋片间隙低噪声轴流式通风机迫使空气流过肋片间隙，通过肋，通过肋片及管外壁与管内制冷剂

24、蒸气进行热交换，将其冷凝为液体。片及管外壁与管内制冷剂蒸气进行热交换，将其冷凝为液体。其传热系数较空气自由流动型冷凝器的高，其传热系数较空气自由流动型冷凝器的高，传热系数约传热系数约为为1517W/（m2K），适于中、小型氟利昂制冷装置。），适于中、小型氟利昂制冷装置。421-肋片肋片 2-传热管传热管 3-上封板上封板 4-左端板左端板 5-进气集管进气集管6-弯头弯头7-出液集管出液集管 8-下封板下封板 9-前封板前封板10-通风机通风机 11-装配螺钉装配螺钉43l管材：纯铜管，可叉排也可顺排；管材：纯铜管，可叉排也可顺排；l流速：迎风速度流速：迎风速度2.53.5m/s；l冷凝温度：

25、与进风口温差冷凝温度：与进风口温差之间应控制在之间应控制在15左右；左右；l结构：管排数结构：管排数26为宜为宜44汽车空调系统中，广泛采用汽车空调系统中，广泛采用“全全铝制管带式冷凝器铝制管带式冷凝器”。45l蒸发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。热量，使管内制冷剂蒸气凝结。水经水泵提升再由喷水经水泵提升再由喷嘴嘴喷淋喷淋到传热管的外表面，到传热管的外表面，形成水膜吸收蒸发变成水形成水膜吸收蒸发变成水蒸气，然后被进入冷凝器蒸气，然后被进入冷凝器的空气带走。的空气带走。未被蒸发

26、的水滴则落未被蒸发的水滴则落到下部的水池内。到下部的水池内。4647u该冷凝器该冷凝器空气流量不空气流量不大，耗水量也很少大，耗水量也很少；u循环水应进行循环水应进行软化软化处处理，防止外壁结垢；理，防止外壁结垢；u冷凝器的热流量与进冷凝器的热流量与进口空气的口空气的湿球温度湿球温度关系很关系很大。大。48目录目录l概述概述l冷凝器冷凝器蒸发器蒸发器l其他制冷换热器及辅助设备其他制冷换热器及辅助设备l新型制冷换热器及强化换热方法新型制冷换热器及强化换热方法l制冷装置节流机构制冷装置节流机构49一、蒸发器的结构一、蒸发器的结构冷却液体冷却液体载冷剂载冷剂的蒸发器的蒸发器蒸发器按其冷却的蒸发器按其

27、冷却的介质介质不同不同冷却冷却空气空气的蒸发器的蒸发器满液式满液式按照按照供液方式供液方式的不同的不同干式干式循环式循环式喷淋式喷淋式50（一）满液式蒸发器（一）满液式蒸发器按结构分为按结构分为壳管式、直管式、螺旋管式壳管式、直管式、螺旋管式等几种结构等几种结构形式；形式；特点：特点：蒸发器内充满了液态制冷剂，运行中吸热蒸蒸发器内充满了液态制冷剂，运行中吸热蒸发产生的制冷剂蒸气不断地从液体中分离出来；发产生的制冷剂蒸气不断地从液体中分离出来；优点：优点：制冷剂与传热面充分接触，具有较大传热系制冷剂与传热面充分接触，具有较大传热系数。数。缺点：缺点：制冷剂充注量大，液柱静压给蒸发温度造成制冷剂充

28、注量大，液柱静压给蒸发温度造成不良影响。不良影响。51l 满液式蒸发器：满液式蒸发器：(内部内部充满液态制冷剂充满液态制冷剂的蒸发器的蒸发器)：沸腾传热：沸腾传热系数高；制冷剂充注量大；若润滑油溶于制冷剂，润滑油难以系数高；制冷剂充注量大；若润滑油溶于制冷剂，润滑油难以返回压缩机。返回压缩机。l 干式蒸发器（制冷剂在管内干式蒸发器（制冷剂在管内一次完全汽化一次完全汽化的蒸发器）：制冷的蒸发器）：制冷剂走管程；制冷剂充注量小；传热效果不如满液式。剂走管程；制冷剂充注量小；传热效果不如满液式。l 循环式蒸发器（制冷剂在蒸发器内循环式蒸发器（制冷剂在蒸发器内经过几次循环才能汽化经过几次循环才能汽化的

29、的蒸发器）蒸发器）：通过泵使制冷剂在蒸发器内强制循环；传热系数高：通过泵使制冷剂在蒸发器内强制循环；传热系数高于满液式；且润滑油不易积存；设备费用高。于满液式；且润滑油不易积存；设备费用高。52满液式蒸发器原理图满液式蒸发器原理图干式式蒸发器原理图干式式蒸发器原理图重力型再循环式蒸发器重力型再循环式蒸发器用泵输送液体的再循环式蒸发器用泵输送液体的再循环式蒸发器531、壳管式满液式蒸发器、壳管式满液式蒸发器一般为卧式结构，一般为卧式结构，制冷剂在壳内管外蒸发；载冷剂在管内制冷剂在壳内管外蒸发；载冷剂在管内流动流动，一般为多流程式；一般为多流程式；载冷剂出口设在端盖上，取载冷剂出口设在端盖上，取下

30、进上出下进上出的走向。制冷剂液体的走向。制冷剂液体从壳体底部或从壳体底部或下侧面进入壳体下侧面进入壳体，蒸气由，蒸气由上部引出上部引出后返回到压缩后返回到压缩机。机。54壳内制冷剂式中保持约为壳径壳内制冷剂式中保持约为壳径70%80%的液面高度。的液面高度。为防止为防止“液击液击”，一般在壳体上焊制，一般在壳体上焊制气包气包，进行，进行气液分离气液分离。氨壳管式蒸发器采用氨壳管式蒸发器采用无缝钢管无缝钢管；氟利昂采用；氟利昂采用铜管铜管；当载冷剂流速为当载冷剂流速为1.01.5m/s时，其传热系数时，其传热系数K可达可达460520W/（m2K），面积热流量），面积热流量23002600 W/

31、m255需要需要注意注意的问题：的问题：水水为载冷剂时，蒸发温度降低到为载冷剂时，蒸发温度降低到0以下时，管内可以下时，管内可能会能会结冰结冰；低蒸发压力时，液体在壳体内的低蒸发压力时，液体在壳体内的静液柱静液柱会使底部温会使底部温度升高，传热温差减小；度升高，传热温差减小；与润滑油互溶的制冷剂，与润滑油互溶的制冷剂，回油困难回油困难；制冷剂充注量大，制冷剂充注量大，不适于运动条件不适于运动条件下工作；下工作；56氨直管式蒸发器氨直管式蒸发器 全部采用全部采用无缝钢管无缝钢管制成。制成。每一个管组均有上下两个水平集管。每一个管组均有上下两个水平集管。上集管焊接上集管焊接气液分离器气液分离器，下

32、集管与，下集管与集油器连通集油器连通；制冷剂液体从设制冷剂液体从设置中间部位的进液管进入置中间部位的进液管进入蒸发器。蒸发器。集油器中沉积的润滑集油器中沉积的润滑油通过放油阀可定时排放。油通过放油阀可定时排放。（2）立式蒸发器）立式蒸发器57为提高产品质量，直管改变为螺旋管，使同样传热面的蒸发器为提高产品质量，直管改变为螺旋管，使同样传热面的蒸发器的焊接工作量大为减少，且传热系数提高。的焊接工作量大为减少，且传热系数提高。一般，直管用于冷却淡水时，水速一般，直管用于冷却淡水时，水速0.50.7m/s时，传热系数时，传热系数K值值在在520580 W/（m2K）而螺旋管蒸发温度而螺旋管蒸发温度-

33、50，水速，水速0.16m/s时，传热系数时，传热系数K值在值在280450 W/（m2K），水速），水速0.35m/s时，传热系数时，传热系数K值在值在430580 W/（m2K），），5859需要需要注意注意的问题：的问题：直管和螺旋管特点：直管和螺旋管特点：在蒸发温度降低时也不会发生在蒸发温度降低时也不会发生传热管冻裂；传热管冻裂；由于蒸发器管数多，载冷剂系统一般为由于蒸发器管数多，载冷剂系统一般为开式循环系开式循环系统；统；在使用盐水做载冷剂时，应考虑防腐；在使用盐水做载冷剂时，应考虑防腐；螺旋管与直管相比经济性和传热性能都较螺旋管与直管相比经济性和传热性能都较好好；60（二）干式蒸发

34、器（二）干式蒸发器干式蒸发器是一种制冷剂液体在传热管内能够干式蒸发器是一种制冷剂液体在传热管内能够完全汽完全汽化化的蒸发器。的蒸发器。结构结构与满液式管壳式蒸发器相似。与满液式管壳式蒸发器相似。区别区别在于干式蒸发在于干式蒸发器制冷剂走管程，而满液式制冷剂走壳程器制冷剂走管程，而满液式制冷剂走壳程；其其填充量填充量约为管内容积的约为管内容积的20%30%。增加制冷剂质量流量，可增加管内的润湿面积。同时增加制冷剂质量流量，可增加管内的润湿面积。同时进出口压差随流动阻力增大而增加，以致进出口压差随流动阻力增大而增加，以致制冷系数降低。制冷系数降低。61干式蒸发器按其被冷却介质不同分为：冷却干式蒸发

35、器按其被冷却介质不同分为：冷却液体液体介质型介质型和冷却和冷却空气空气介质型两类。介质型两类。其中冷却液体介质的干式蒸发器，根据管组排列不同分其中冷却液体介质的干式蒸发器，根据管组排列不同分为为直管式和直管式和U型管式。型管式。共同特点是内装圆缺形状折流板。共同特点是内装圆缺形状折流板。62对于对于直管式直管式壳管式干式蒸发器，整个蒸汽逐渐增多，蒸汽壳管式干式蒸发器，整个蒸汽逐渐增多，蒸汽体积不断增大，所以一般体积不断增大，所以一般后一流程的管数总要比前一流程的多后一流程的管数总要比前一流程的多，形成各流程管数不等，以满足蒸汽比溶逐渐增大的需要。形成各流程管数不等，以满足蒸汽比溶逐渐增大的需要

36、。U形管形管构成的是二流程壳管式结构。不宜使用内肋管。构成的是二流程壳管式结构。不宜使用内肋管。63l干式壳管式蒸发器的干式壳管式蒸发器的优点优点：（1）充制冷剂量少，为管内容积的）充制冷剂量少，为管内容积的40%左右左右（2）受制冷剂液体静压力的影响较少；）受制冷剂液体静压力的影响较少；（3）回油方便；）回油方便；（4）载冷剂结冰不会胀裂管子；）载冷剂结冰不会胀裂管子；（5）结构紧凑。）结构紧凑。l干式壳管式蒸发器干式壳管式蒸发器缺点缺点：（1）制冷剂在换热管束内供液不易均匀，）制冷剂在换热管束内供液不易均匀，（2）弓形折流板弓形折流板制造与装配比较麻烦，制造与装配比较麻烦，（3）载冷剂在折

37、流板孔和换热管间、折流板外周与筒体）载冷剂在折流板孔和换热管间、折流板外周与筒体间容易产生泄漏旁流，从而降低传热效果间容易产生泄漏旁流，从而降低传热效果（4）载冷剂侧清洗比较困难）载冷剂侧清洗比较困难64（2）冷却空气的干式蒸发器（冷风机）冷却空气的干式蒸发器（冷风机）分为冷却自由运动空气的蒸发器（分为冷却自由运动空气的蒸发器（冰箱冷藏室、冷冻室冰箱冷藏室、冷冻室）和）和冷却强制流动空气的蒸发器两种形式（冷却强制流动空气的蒸发器两种形式（空调室内机空调室内机）。）。1）冷却自由运动空气的蒸发器）冷却自由运动空气的蒸发器l结构：光管蛇形管管组（墙排管、顶排管和管架式排管）结构：光管蛇形管管组（墙

38、排管、顶排管和管架式排管）l应用：冷藏库和低温试验装置中应用：冷藏库和低温试验装置中l优点：存液量少，操作维护方便优点：存液量少，操作维护方便l缺点：管内制冷剂流动阻力大，蒸发后的蒸汽不易排出，缺点：管内制冷剂流动阻力大，蒸发后的蒸汽不易排出，传热系数较低。传热系数较低。65662）冷却强制流动空气的蒸发器：）冷却强制流动空气的蒸发器：l结构：结构：紫铜管外套铝片；紫铜管外套铝片；风机强制对流；风机强制对流；要设要设分液器和分液管分液器和分液管，保证液态制冷剂能均匀，保证液态制冷剂能均匀分配给蒸发器各通路。分配给蒸发器各通路。l特点：特点：传热特性好，结构紧凑，占地面积小，冷量损失小；传热特性

39、好，结构紧凑，占地面积小，冷量损失小；气密性要求高，冷量调节困难。气密性要求高，冷量调节困难。l应用：广泛应用于空调、冷库库房等。应用：广泛应用于空调、冷库库房等。6768（三）循环式蒸发器（三）循环式蒸发器l这种蒸发器中，制冷剂在其管内这种蒸发器中，制冷剂在其管内反复循环吸热蒸发反复循环吸热蒸发直至完直至完全气化，故称做循环式蒸发器。全气化，故称做循环式蒸发器。l应用应用：大型的液泵供液和重力供液冷库系统或低温环境试：大型的液泵供液和重力供液冷库系统或低温环境试验装置。验装置。l特点特点：蒸发器管道内表面能：蒸发器管道内表面能始终完全润湿始终完全润湿始终完全润湿始终完全润湿，表面换热系数，表

40、面换热系数很高。但体积较大，制冷剂充注量较多。很高。但体积较大，制冷剂充注量较多。69干式干式满溢式满溢式再循环式再循环式充灌量充灌量少，不需储液器少，不需储液器大大较多，体积大较多，体积大润湿周长润湿周长传热系数传热系数回油回油结构紧凑结构紧凑液体静压力液体静压力其它其它三种蒸发器的优缺点比较三种蒸发器的优缺点比较70干式干式满溢式满溢式再循环式再循环式充灌量充灌量少，不需储液器少，不需储液器大大较多，体积大较多，体积大润湿周长润湿周长液体量为总容积的液体量为总容积的15%15%20%20%，润湿周长，润湿周长为圆围的为圆围的30%30%润湿周长为润湿周长为100%100%液体量为总容积液体

41、量为总容积的的50%50%，润湿周长，润湿周长为圆围的为圆围的60%60%传热系数传热系数传热系数低传热系数低传热效果好传热效果好传热系数较高传热系数较高回油回油结构紧凑结构紧凑液体静压力液体静压力其它其它三种蒸发器的优缺点比较三种蒸发器的优缺点比较71干式干式满溢式满溢式再循环式再循环式充灌量充灌量少，不需储液器少，不需储液器大大较多，体积大较多，体积大润湿周长润湿周长液体量为总容积的液体量为总容积的15%15%20%20%，润湿周长，润湿周长为圆围的为圆围的30%30%润湿周长为润湿周长为100%100%液体量为总容积液体量为总容积的的50%50%，润湿周长，润湿周长为圆围的为圆围的60%

42、60%传热系数传热系数传热系数低传热系数低传热效果好传热效果好传热系数较高传热系数较高回油回油便于回油便于回油回油困难回油困难回油困难回油困难结构紧凑结构紧凑液体静压力液体静压力其它其它三种蒸发器的优缺点比较三种蒸发器的优缺点比较72干式干式满溢式满溢式再循环式再循环式充灌量充灌量少，不需储液器少，不需储液器大大较多，体积大较多，体积大润湿周长润湿周长液体量为总容积的液体量为总容积的15%15%20%20%，润湿周长，润湿周长为圆围的为圆围的30%30%润湿周长为润湿周长为100%100%液体量为总容积液体量为总容积的的50%50%，润湿周长，润湿周长为圆围的为圆围的60%60%传热系数传热系

43、数传热系数低传热系数低传热效果好传热效果好传热系数较高传热系数较高回油回油便于回油便于回油回油困难回油困难回油困难回油困难结构紧凑结构紧凑不紧凑不紧凑紧凑紧凑比较紧凑比较紧凑液体静压力液体静压力其它其它三种蒸发器的优缺点比较三种蒸发器的优缺点比较73干式干式满溢式满溢式再循环式再循环式充灌量充灌量少，不需储液器少，不需储液器大大较多，体积大较多，体积大润湿周长润湿周长液体量为总容积的液体量为总容积的15%15%20%20%，润湿周长，润湿周长为圆围的为圆围的30%30%润湿周长为润湿周长为100%100%液体量为总容积液体量为总容积的的50%50%，润湿周长，润湿周长为圆围的为圆围的60%60

44、%传热系数传热系数传热系数低传热系数低传热效果好传热效果好传热系数较高传热系数较高回油回油便于回油便于回油回油困难回油困难回油困难回油困难结构紧凑结构紧凑不紧凑不紧凑紧凑紧凑比较紧凑比较紧凑液体静压力液体静压力无无有有有有其它其它三种蒸发器的优缺点比较三种蒸发器的优缺点比较74干式干式满溢式满溢式再循环式再循环式充灌量充灌量少，不需储液器少，不需储液器大大较多，体积大较多，体积大润湿周长润湿周长液体量为总容积的液体量为总容积的15%15%20%20%，润湿周长，润湿周长为圆围的为圆围的30%30%润湿周长为润湿周长为100%100%液体量为总容积液体量为总容积的的50%50%，润湿周长，润湿周

45、长为圆围的为圆围的60%60%传热系数传热系数传热系数低传热系数低传热效果好传热效果好传热系数较高传热系数较高回油回油便于回油便于回油回油困难回油困难回油困难回油困难结构紧凑结构紧凑不紧凑不紧凑紧凑紧凑比较紧凑比较紧凑液体静压力液体静压力无无有有有有其它其它冷损少，无冻结危冷损少，无冻结危险险运输装置中运输装置中易造成压缩易造成压缩机吸液机吸液泵循环型需密闭泵循环型需密闭泵泵三种蒸发器的优缺点比较三种蒸发器的优缺点比较75目录目录l概述概述l冷凝器冷凝器l蒸发器蒸发器其他制冷换热器及辅助设备其他制冷换热器及辅助设备l新型制冷换热器及强化换热方法新型制冷换热器及强化换热方法l制冷装置节流机构制冷

46、装置节流机构76一、其他换热器一、其他换热器1、中间冷却器：、中间冷却器：它是两级它是两级压缩制冷装置压缩制冷装置的关键设备。的关键设备。用于冷却低压压缩机排用于冷却低压压缩机排除的高温蒸汽，降低高除的高温蒸汽，降低高压吸气温度、比容和排压吸气温度、比容和排气温度；气温度；还用于高压制冷剂液体，还用于高压制冷剂液体，使之获得较大的过冷度。使之获得较大的过冷度。77高低高低两级两级压缩压缩机流机流量差量差低压级压低压级压缩机流量缩机流量高压级压高压级压缩机流量缩机流量高压级压高压级压缩机流量缩机流量低压级压低压级压缩机流量缩机流量5823782、回热器：、回热器：回热器一般是指氟利昂制冷装置中的

47、回热器一般是指氟利昂制冷装置中的气气液热交换器液热交换器。它的主要作用是使进入节流前的液体得到必要的它的主要作用是使进入节流前的液体得到必要的过冷过冷，以，以减少闪发气体产生，保证节流效果的正常发挥。同时还可使回减少闪发气体产生，保证节流效果的正常发挥。同时还可使回气达到过热状态后进入压缩机，以防止压缩机液击故障。气达到过热状态后进入压缩机，以防止压缩机液击故障。结构形式：结构形式：盘管式、套管式、液管与回气管焊接式（盘管式、套管式、液管与回气管焊接式（电冰箱视频电冰箱视频）793 3、冷凝、冷凝-蒸发器：蒸发器：是是复叠式制冷装置复叠式制冷装置中的设备，它既是低温系统的冷凝器，又是高中的设备

48、，它既是低温系统的冷凝器，又是高温系统的蒸发器。温系统的蒸发器。常见的结构型式：常见的结构型式：绕管式（绕管式（见右图见右图）直管式直管式套管式套管式R22R22高温制冷剂：蒸发吸热（管程）高温制冷剂：蒸发吸热（管程）R23R23低温制冷剂：冷凝放热（壳程）低温制冷剂：冷凝放热（壳程）80（2）直管式冷凝直管式冷凝蒸发器蒸发器：在结构上是将直管管簇设置在圆筒形壳体内，以取代盘管式中的螺在结构上是将直管管簇设置在圆筒形壳体内，以取代盘管式中的螺旋盘管，旋盘管，其型式与壳管式冷凝器基本相同其型式与壳管式冷凝器基本相同。（3）套管式冷凝套管式冷凝蒸发器蒸发器：它是两根直径不同的铜管套在一起后弯曲而成

49、。它是两根直径不同的铜管套在一起后弯曲而成。高温级制冷剂在管高温级制冷剂在管间蒸发，低温级的制冷剂在内管中冷凝。间蒸发，低温级的制冷剂在内管中冷凝。它结构简单，与套管式冷它结构简单，与套管式冷凝器相同，易于制造。凝器相同，易于制造。81二、辅助设备二、辅助设备（一）制冷剂的贮存、分离和净化设备（一）制冷剂的贮存、分离和净化设备1、贮液器：、贮液器：用于贮存制冷剂液体，保证制冷系统在冷负用于贮存制冷剂液体，保证制冷系统在冷负荷变化时制冷剂供液量调节的需要。荷变化时制冷剂供液量调节的需要。2、空气分离器：、空气分离器：用于清除制冷系统中的空气及气体不凝用于清除制冷系统中的空气及气体不凝性气体，起净

50、化制冷剂的作用。性气体，起净化制冷剂的作用。（不凝性气体聚集在冷凝器不凝性气体聚集在冷凝器或高压贮液器中，会使或高压贮液器中，会使冷凝压力升高，制冷量减少，耗功增冷凝压力升高，制冷量减少，耗功增加，运行经济性降低加，运行经济性降低。）卧式：换热冷凝，使不凝性气体分离；卧式：换热冷凝，使不凝性气体分离；立式：图立式：图6-2882（一）制冷剂的贮存、分离和净化设备（一）制冷剂的贮存、分离和净化设备3、气液分离器：、气液分离器：用于分离来自蒸发器的低压蒸气中的用于分离来自蒸发器的低压蒸气中的液滴，以保证压缩机吸入干饱和蒸汽。（液滴，以保证压缩机吸入干饱和蒸汽。（图图6-29氨液分离器；氨液分离器；