第三章 制冷换热器.
Qk Qo
式中:ψ——冷凝器负荷系数,其值与制冷剂种类及运行工况有关,具体数值可 由图查得。
2)冷凝器传热系数K(kW/m2· ℃)。各类冷凝器的传热系数和 热流密度qf(kW/ m2)的推荐值见表。
3)传热温差Δtm。可按下式计算:
水冷式冷凝器
冷凝器中制冷剂放出的热量被冷却水带走。冷 却水可以一次流过,也可以循环使用。当循环使用 时,需设置冷却塔或冷却水池。水冷式冷凝器分为 壳管式、套管式、板式、螺旋板式等几种类型。
立式壳管式冷凝器 卧式壳管式冷凝器
套管式冷凝器
卧式壳管式冷凝器 : 优点是:管内流速较高,因而传热系数也高;冷却水温 升大,因而循环水量较少;结构紧凑,占地面积和空间 高度都比较小,操作维护比较方便。 缺点是:冷却水阻力大,清洗水垢比较麻烦
1、肋管的型式较多,常见的肋管有:
绕片管
轧片管
套圈管 套片或套圈管
绕片管
绕片管是将薄钢带内侧轧有皱折.用专用 机具绕在光铜管外,然后整根肋管紧固.所以 接触热阻小,但其根部带有皱折,易于污脏, 清除较困难,因此只适宜在蒸发器上采用。
轧片管
是在同一金属管外轧制出肋片,它的优点 是没有 接触热阻.但肋化系数小,重量大。
自然对流空气冷却式冷凝器 强制对流空气冷限制,
只采用空气冷却式,即风冷冷凝器。 采用空气冷却比较简便,但冷凝压力高、 尺寸大、能量消耗也较大。风冷冷凝器也用 于其他小型制冷机上,如冰箱、冷藏柜、冷
藏汽车、窗式空调器等。
风冷冷凝器都做成蛇管式,外套肋片, 制冷剂蒸气在管内冷凝,空气在轴流式回风
机的作用下,在蛇管外横向流过。为了使冷
凝器的结构紧凑,通常是作成长方体形,几 蛇管并联在一起。
上进下出式风冷冷凝器结构图
1 –分配集管
2-冷凝蛇管
3-集液器
横进横出式风冷冷凝器结构图
制冷剂蒸汽入口
制冷剂液体出口
冷却用空气
典型的风冷冷凝器外形图(一)
典型的风冷冷凝器外形图(二)
自然对流的冷凝器外形图
用平均温差法计算传热:
Q KF tm
Q :换热设备的传热量 K :传热系数 F :传热面积
△tm :平均温差
二、增强传热的方法
1、 增加传热面积 2、加大传热温差
3、提高传热系数
a、减少导热热阻
b、改变流体的流动状态
c、改变流体的物性 d、改变换热面的表面状况
第一节
肋片管式换热器
一、换热器加肋的原因
状态有关,需要对具体的情况进行分析。
第二节 肋片管式冷凝器和蒸发器
一、冷凝器 1、冷凝器结构
冷凝器是使制冷剂将热量放给冷却介质(水
或空气)的换热设备,从压缩机出来的高温高压 制冷剂蒸气在冷凝器中进行冷却、冷凝以至过 冷。
三种类型的冷凝器
按其冷却方式可: 水冷式 空气冷却式 蒸发—淋激式 (此种方式,制冷剂冷凝时放出的热量主要被 水蒸发时吸收的汽化潜热带走)。
冷凝器传热面积的确定:
1)冷凝器热负荷Qk。这是指制冷剂蒸气在冷凝器中排放出的总热量,kW。一 般情况下,它包括制冷剂在蒸发器中吸收的热量及在压缩过程中所获得的机 械功所转换的热量。可用下式表示:
Qk Qo Pi
式中:Qk——冷凝器在计算工况下的热负荷(kW); Qo——压缩机在计算工况下的制冷量(kW); Pi——压缩机在计算工况下的消耗功率(kW)。
由于管内外的放热系数相差悬殊,管外空气 侧的放热系数较小,通常只有30~50 w/m2.℃, 而管内R12或R22的放热系数可高达1000~3000
w/m2.℃ ,所以在蛇管外部设有肋片,以强化传
热,这种具有肋片的蛇管式换热器称为肋片管式 换热器。 它是目前车辆制冷设备中广泛采用的结构型式。
二、肋管型式及其参数
第三章
制冷换热器及其他辅助 设备
概述
在制冷设备中,除去起主导作用的压缩机
外,还包括其他一些设备,这些设备统称辅机。 其中换热器占很大比重,而且在制冷系统中起
着重要的作用。
一、制冷换热器的换热机理
制冷机的换热器,热量从一种流体通过 金属壁传给另一种流体。
制冷剂在管内 流动
外部空气 热流传递
传热的基本方程式
缠丝管
缠丝管是在光管外缠绕针形肋带,靠胶合 紧固.这种肋管紊流换热性好,且可制成非直 线肋管,但空气流动阻力大
针形肋带
套片肋管
套片式肋管是将预先冲好孔的厚0.2~
0.3mm的铝片,用套片机套在管族上,根部带有
卷边,用以增大与管子的接触面积。
铝片
铜管
冷凝器,制冷剂在管内为冷凝(气体变为液体) 蒸发器,制冷剂在管内为沸腾(液体变为气体) 管内制冷剂的当量换热系数与制冷剂在管内的
强制对流空气冷却式冷凝器
水和空气联合冷却式冷凝器
冷凝器中制冷剂放出的热量同时由冷却水和空气带走,冷却 水在管外喷淋蒸发时,吸收气化潜热,使管内制冷剂冷却和冷凝。 因此耗水量少。这类冷凝器中有淋激式冷凝器和蒸发式冷凝器两 种类型。
淋激式冷凝器
蒸发式冷凝器
淋激式冷凝器 返回
吸风式蒸发式冷凝器
鼓风式蒸发式冷凝器
套管式冷凝器:
优点: 结构紧凑,制造简单。 缺点: 水侧和制冷剂侧阻力都较大,水垢清除比较困难, 因而要求冷却水的水质较好。 应用: 一般用于制冷量小于40kW的小型制冷系统中
d)
空气冷却式冷凝器
空气冷却式冷凝器也叫风冷式冷凝器。空气在冷凝器管外流动, 冷凝器中制冷剂放出的热量被空气带走,制冷剂在管内冷凝。这类 冷凝器中有自然对流空气冷却式冷凝器和强制对流空气冷却式冷凝 器。
冷凝器热负荷也可按制冷循环的热力计算确定,即
Qk Gh2 h3
式中:G——制冷剂的质量流量(kg/s); h2——制冷剂进入冷凝器的比焓(kJ/kg); h3——制冷剂出冷凝器的比焓(kJ/kg)。
冷凝器负荷系数 a)氨系统 b)卤代烃系统
对单级压缩制冷循环,冷凝器热负荷Qk也可按下式近似计算:
2、冷凝器的选择和计算
冷凝器选择计算的目的: 是通过热力计算和传热计算,确定其传热面积, 从而选用合适的冷凝器,以及通过流体动力计算, 确定冷却介质的流量和流过冷凝器的阻力损失,从 而选择泵或风机的容量及功率。
冷凝器选择计算
冷凝器的选择计算包括确定冷凝器 的传热面积、冷却介质流量及冷却介质 在冷凝器中的流动阻力损失。