【原】【HETA】总工推荐资料：冷凝器&蒸发器原理及性能介绍

       今天小编给大家来介绍制冷设备的蒸发器和冷凝器。       

一、传热知识

1、基本概念

        换热设备的工作原理是热流体和冷流体同时在换热器传热面两侧流动，热量通过壁面从热流体传给冷流体。传热有3种基本方式：热传导、热对流和热辐射。

2、总传热系数与基本传热方程 

        工程上，为了简化计算，通常把以上复杂的热传递过程用一个总传热系数来表示，当传热面为圆管形状时，常常以外传热表面为基准面。总传热系数的计算公式：

3、一些常用材料、工质换热性能参数

材   料	λ/W/（m·℃）	材   料	λ/W/（m·℃）
铜 铝 钢 新霜 旧霜	383．79 227．95 52．34 0.118 0．55	玻璃 水 玻璃丝棉 发泡塑料 空气	1.0932 0．599 0．03489 0.04652 0．0244

表1：制冷装置中常用材料的导热系数λ

流体的种类和状态	α/W/（m2·℃）	流体的种类和状态	α/W/（m2·℃）
静止气体 流动气体 静止液体	4～20 10～500 70～300	流动液体 冷凝面 R12 蒸发面 R12	200～1000 1600 1700

表2：常用的制冷和空调装置中对流传热系数α

流体名称	壁面污垢热阻/ （㎡·℃/W）	流体名称	壁面污垢热阻/ （㎡·℃/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	5.1590×10-4 3.4394×10-4 5.1950×10-4 5.1590×10-4	有机化合物 空   气 溶剂蒸汽 盐   水	0.8598×10-4 3.4394×10-4 1.7194×10-4 1.7197×10-4

表3：常用制冷装置污垢热阻值

二、蒸发器

1、蒸发器应用注意点

1）生产中应控制蒸发器在泡状沸腾下操作

2）控制润滑油进入蒸发器

3）蒸发器结构应有利于气液分离

2、空气冷却式蒸发器

1）自然对流式冷却空气的蒸发器：

       又称为排管式蒸发器 ,根据其安装的位置分为有墙排管、顶排管、搁架式排管等多种形式；从构造形式上可分为立式、卧式和盘管式等类型 

2）冷库盘管式墙排管蒸发器

3）强迫对流式冷却空气的蒸发器

3、水冷式蒸发器

1）卧式管壳式蒸发器

优点是：

（1）结构紧凑，占地面积小；

（2）传热性能好；

（3）制造和安装较方便；

（4）用盐水作载冷剂，不易腐蚀和避免盐水浓度被空气中水分稀释；

2）满液式蒸发器

3）干式壳管式蒸发

 干式壳管式蒸发器的优点：

（1）充液量少，为管内容积的40%左右

（2）受制冷剂液体静压力的影响较少；

（3）排油方便；

（4）载冷剂结冰不会胀裂管子；

（5）制冷剂液面容易控制；

（6）结构紧凑。

干式壳管式蒸发器缺点：

制冷剂在换热管束内供液不易均匀，

弓形折流板制造与装配比较麻烦，

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

4）列管式换热器

5）板式蒸发器

板式换热器具有如下特点：

1）体积小，结构紧凑，比同样传热面积的壳管式换热器体积小60%；

2）总传热系数高，约为2000～3000W/（㎡·K）；

3）流速小，流动阻力损失小；

4）能适应流体间的小温差传热，可降低冷凝温度，提高制冷压缩机性能；

5）制冷剂充注量少；

6）质量轻，热损失小。

6）沉浸式蒸发器

当用水作为载冷剂时，可将水冷却到接近于0℃，适用于空调系统；

当用盐水作为载冷剂时，可将水冷却到－10～－20℃，适用于盐水池制冰或食品的冷加工；

三、冷凝器

        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。冷凝器按其冷却介质和冷却方式，可以分为空气冷却式、水冷却式和蒸发冷却式三种类型。

1、影响冷凝传热的主要因素

1）制冷剂凝结方式

2）蒸汽中不凝气的含量

3）蒸汽中含油

2、空气冷却式冷凝器 

3、水冷式冷凝器 

1）套管式冷凝器

2）淋水式冷凝器

3）壳管式冷凝器

蒸发盘管：主要用于冷库

套片式蛇行管

绕片式排管

4、板式冷凝器

5、蒸发冷却式冷凝器

优点是：

（1）用水量少；

（2）结构紧凑，可安装在屋顶上，节省占地面积。

蒸发式冷却冷凝器的耗水量少，特别适合用于缺水和气候干燥的地区特别适用于缺水地区，通常安装在制冷机房的屋顶上。

缺点是：

冷却水不断循环使用，水垢层增长较快，需要使用经过软化处理的水。

四、传热过程的强化

1．增大传热面积

2．增大对数平均温度度差

3．增大总传热系数

4．降低污垢热阻值

5．降低管壁热阻