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1、2.7 冷凝器,系部：机械工程系 专业：热能与动力专业 教师：张玲 日期：2011年10月12,本节主要内容,1、冷凝器的应用 2、什么是冷凝器，及其作用。 3、冷凝器的作用及其分类。,什么是冷凝器？,冷凝器(Condenser) 空调系统的机件，能将管子中的热量，以很快的方式，传到管子附近的空气，大部分的汽车置于水箱前方。因此，冷凝器是把气体或蒸气转变成液体的装置。,应用： 发电厂要用许多冷凝器使涡轮机排出的蒸气得到冷凝； 在冷冻厂中用冷凝器来冷凝氨和氟利昂之类的致冷蒸气。 石油化学工业中用冷凝器使烃类及其他化学蒸气冷凝。 在蒸馏过程中，把蒸气转变成液态的装置称为冷凝器。 所有的冷凝器都是把
2、气体或蒸气的热量带走而运转的。,在蒸气压缩式制冷装置中,压缩机的作用是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽，使蒸汽的体积减小，压力升高。,压缩机作为主机 一类是主要设备：蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀是必不可少的四大件； 另一类是辅助设备：各种贮存、分离和安全保护等设备，这些设备的作用是改善制冷系统的工作条件，提高系统运行的经济性和安全可靠性。,这当中蒸发器是输送冷量的设备。制冷剂在其中吸收被冷却物体的热量实现制冷。压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备，将蒸发器中吸收的热量连同压缩机功所转化的热量一起传递给冷却介质带走。节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控
3、制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。 实际制冷系统中，除上述四大件之外，常常有一些辅助设备，如电磁阀、分配器、干燥器、集热器、易熔塞、压力控制器等部件组成，它们是为了提高运行的经济性，可靠性和安全性而设置的。,制冷装置的工作原理,压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，再送入蒸发器的入口，从而完成制冷循环。,液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸
4、汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热，冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。这样，制冷剂在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷循环。,制冷系统的工作原理,第一节 冷凝器,冷凝器的作用： 是将压缩机排出的高温、高压制冷剂过热蒸气冷却及冷凝成液体。制冷剂在冷凝器中放出的热量由冷却介质（水或空气）带走。,一、冷凝器的分类,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。,空气冷
5、却式冷凝 器,通常，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。,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。这类冷凝器中有淋水式冷凝器和蒸发式冷凝器两种类型。,二、冷凝器的结构,水冷式冷凝器,立式壳管式冷凝器,卧式壳管式冷凝器,套管式冷凝器,图42 分水器结构,图41 立式壳管式冷凝器,返回,图43 氨用卧式壳管式冷凝器,图44 氟用卧式壳管式冷凝器,返回
6、,图46 氨用套管式冷凝器,d),图47 氟用套管式冷凝器 a）顶视图 b）侧视图 c）管断面图,水和空气联合 冷却式冷凝器,淋水式冷凝器,蒸发式冷凝器,图48 横管淋水式冷凝器,返回,图49 吸风式蒸发式冷凝器 1风机及电机 2挡水板 3喯淋管 4冷却管组 5箱体 6进风格栅 7水箱 8水泵,图410 鼓风式蒸发式冷凝器,空气冷却式冷凝器,自然对流空气冷却式冷凝器,强制对流空气冷却式冷凝器,图411 自然对流空气冷却式冷凝器 a）线管式冷凝器 b）百页窗式冷凝器 c）板管式冷凝器,返回,图412 强制对流空气冷却式冷凝器,三、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
7、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。,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：,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）。,（41）,冷凝器热负荷也
8、可按制冷循环的热力计算确定，即,（42）,式中：G制冷剂的质量流量（kgs）； h2制冷剂进入冷凝器的比焓（kJkg）； h3制冷剂出冷凝器的比焓（kJkg）。,图413 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：,式中：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）可按表4-2的推荐值选取见表。,3）传热温差tm可按下式计算：,（44）,式中： t1冷却介质进口温度，； t2冷却介质出口温度，； tk冷凝温度，。 传热温差也可按表4-2选取。,4）冷凝器传热面积A可按下式计算：,（45）,式中：q热流密度（kWm2）， 其经验数据可按表4-2选取。,