全焊接板式换热器

第一章 冷凝器与蒸发器解析

时间: 2024-07-13 09:09:10 |   作者: 无插件360体育直播

  ➢用水冷却时,不管使用地下水或地表水。水中含有某些 矿物质和泥沙之类的杂质,因此,使用一段时间后,在冷 凝器的传热壁面上会逐步附着一层水垢,形成附加热阻, 使传热系数显著下降。水垢层的厚度,取决冷却水质的好 坏、冷凝器使用时间的长短及设备的操作管理情况等因素。

  在换热管选材方面,氨用卧式壳管式冷凝 器内换热管多采用无缝钢管。氟利昂用卧式壳 管式冷凝器内换热管则多采用铜管。为强化传 热,可采用下图所示的滚轧低肋管或锯齿形管。

  卧式壳管式冷凝器结构紧密相连,便于机组化, 运行可靠,操作便捷等优点;但对冷却水水质 要求高、水温要低、清洗时要停止工作、卸下 端盖才能进行等缺点。所以卧式壳管式冷凝器 多用于水源丰富和水质较好的地区,以及船舶 、室内、操作地方狭窄等场所。

  ➢蒸发式冷凝器的缺点是:冷却水不断循环使用,水垢 层增长较快,需要用经过软化处理的水。

  ➢蒸发式冷凝器进口空气相对湿度对换热量影响很大。 进口空气相对湿度越小,在同样的冷凝温度和风量情况 下,冷却水蒸发量大,冷凝效果好。蒸发式冷凝器特别 适合用于缺水和气候干燥的地区。

  气态制冷剂从冷凝器外壳 的中部偏上处进入圆筒内的 管外空间中冷凝,冷凝后的 液体积在冷凝器底部,从出 液管流出。

  实现机组化,冷凝器管内水流速度低(依 靠重力自然流动),易于结水垢,需要经 常清洗。

  当蒸汽与凝结的液膜作同向运动时,气流 能促使冷凝液膜减薄和较快地与冷却壁面脱开, 使放热系数增大。而当汽流与液膜层流向相反 时,放热系数的大小取决于制冷剂蒸汽的流速。

  1、制冷剂特性对蒸发器的影响 2、制冷剂液体润湿能力的影响 3、换热面状况对蒸发器传热的影响 4、蒸发器构造对蒸发器传热的影响

  1.放空气旋塞;2.平衡管接头;3.安全阀;4.压力表;5.放空气阀; 6.端盖;7.集油包;8.支座;9.放水旋塞;10.筒体

  氟利昂用卧式壳管式冷凝器 1.换热管;2.管板;3.橡胶密封圈;4.端盖;5.筒体;6.支座

  制冷系统中存在空气或其它不凝性气 体是难以避免的。这些气体随制冷剂蒸 汽进入冷凝器,附着在凝结液膜附近, 使制冷剂蒸汽的分压力减低,不及时排 除会使制冷剂放热系数大幅度下降,影响 了制冷剂蒸汽的凝结放热。

  制冷剂蒸汽从冷凝器上端的分 配器进入蛇形管盘管中,自上而下 地通过管壁与管外的空气进行热交 换,冷凝后的制冷剂液体从管下端 流出。

  按其冷却介质和冷却方式的不同, 可大致分为水冷却式、空气冷却式和 蒸发式等三种类型。

  分类: 1)立式壳管式水冷冷凝器 2)卧式壳管式水冷冷凝器 3)套管式水冷冷凝器

  1.安全阀接头;2.压力表接头;3.制冷剂蒸气出口; 4.浮球阀接头;5.放空气旋塞接头;6.液位管;

  7.载冷剂接口;8.பைடு நூலகம்水旋塞接头;9.放油管接头;10.换热管

  满液式壳管蒸发器工作时,壳体内应充装相当数 量的液体制冷剂,一般其静液面的高度为壳体直 径的70%~80%,所以也称满液式蒸发器,此时 会有1~3排管子露在液面以上。沸腾过程中,这 些管子会被带上来的液体润湿,因而也能起传热 作用。如果液成保持较低,则蒸发器管不能充分 发挥其传热作用;反之如果液面保持过高,则有 将液体带入压缩机的危险。

  它的缺点是:单位传热面积的金属消耗量大, 清洗水垢很难。它常用于制冷量小于40kW的 小型氟利昂制冷系统中。

  对于冷凝负荷较大的风冷 冷凝器,其外形除像上图 单面进风外,还可以布置 成为V形、 U形、W形或 倒M形。右图为V形布置, 空气从机组两侧进入冷凝 器,由引风机向上排出。 在保证很大迎风面积的情 况下,可使制冷机组更紧 凑。

  冷却水在内管中自下而上流动,高压氟利昂制冷剂蒸气则 由上部进入外套管内,冷凝后的制冷剂液体从下部流出

  套管式冷凝器的优点是:结构相对比较简单,制造方便, 能够比较理想地进行逆流式换热,传热效果好,其 传热系数可达1200W/(m2·K),此外,它可以套 放在压缩机的周围而不占用专门的位置,节省制冷 机组的占地面积。

  影响蒸发器传热的因素影响蒸发器传热的因素11制冷剂特性对蒸发器的影响制冷剂特性对蒸发器的影响22制冷剂液体润湿能力的影响制冷剂液体润湿能力的影响33换热面状况对蒸发器传热的影响换热面状况对蒸发器传热的影响44蒸发器构造对蒸发器传热的影响蒸发器构造对蒸发器传热的影响2017101441分类

  制冷剂在冷凝器中的凝结,一般为膜 状凝结。当制冷剂蒸汽与低于饱和温度的 壁面接触时,便凝结成一层液体薄膜,并 在重力下向地面流动。液膜是冷凝器中制 冷剂一侧的热阻,他的增厚将使制冷剂侧 的热阻增大,放热系数降低。

  ➢蒸发式冷凝器主要是利用冷却水汽化的潜热来吸收制 冷剂的热量,所以消耗水量很小,其耗水量仅是水冷式 冷凝器的5%~10%。空气的流量也不大,通过蛇形盘 管间的风速一般为3~5m/s。蒸发式冷凝器每1kW的热 负荷所需的风量为85~160m3/h,冷却水量为50~ 80kg/h,补水量约为循环水量的5%~10%。

  1、氨用冷凝器与氟用冷凝器的外部结构区别 为:氨冷凝器通常在筒体下部焊有集油包,以 便集存润滑油,并将油返回压缩机。而氟没 有。(与制冷剂的溶油性有关)

  2、冷凝器的进水通常为下进上出,以便冷凝 器中的换热管内始终被水充满,以增强换热。

  冷凝器的选用取决于当地的水温、水质、 水量、气候等自然条件和制冷剂的种类。

  在实际工程中要根据工艺技术要求和很多类型 冷凝器的特点及适合使用的范围,综合比较衡量 后来决定。

  蒸发器是制冷系统中制冷剂与低温热源 (被冷却系统)间进行热交换的设备,和冷凝 器一样也属于间壁式换热器的一种。其传热量 和热交换面积、传热温差和传热系数有关。

  ➢用空气作为冷却的冷凝器,在经常使用后,其传热表面 会被灰尘覆盖,也可能被锈蚀或沾有油污。所有这些污垢, 都会增加传热热阻,使传热系数下降。因此,在制冷设备 运转期间,应经常对冷凝器的各种污垢进行清除。

  冷却介质--带走热量的介质(如空气、水) 被冷却介质--制冷剂 冷却方式--水冷

  1、冷凝器:冷凝器是一个制冷剂向系统外放 热的热交换设备。来自压缩机的制冷剂过热蒸 汽进入冷凝器后,将热量传递给周围介质-水 或空气,自身因放热而凝结为液体。

  2、冷凝过程三阶段:由过热蒸汽冷却为饱和 蒸气;由饱和蒸汽凝结为饱和液体;由饱和液 体冷却为过冷液体

  结构:它是一个由钢板卷制焊接成的圆柱 形筒体,筒体两端焊有两块圆形的管板,两 个管板钻有许多小孔,并在相对应的小孔中 装入一根换热管,管子使用胀接或焊接在管 板上。(见虚拟图)

  工作过程:制冷剂蒸汽是在管外冷凝,冷 却水在泵的作用下在管内流动。制冷剂蒸 汽从上部进入筒体,凝结成液体后从下部 流入贮液器。

  器是指换热管和壳 体垂直放置,冷却 水沿管子内壁呈膜 状流下,与大气相 通的冷凝器。

  工作原理:冷却水从上部进 入分水箱中,再由导流管嘴 进入换热管内,但冷却水并 不充满钢管的整个断面,而 只是呈膜状沿管内壁口从上 往下流,最后排入水池中。

  制冷剂蒸汽中混有大量润滑油时,油将沉 积在冷却壁面上形成导热系数很低的油膜, 造成附加热阻,使制冷剂侧的传热系数降低。

  因而,油在制冷剂中的溶解量不允许超出规 定范围,否则,也会使传热系数降低。

  设置高效的油分离器,以减少制冷 剂蒸汽中的含油量,以此来降低其对 凝结放热的不良影响。

  制冷系统中所用的冷凝器,尽管结构及形式多 样,大多数仍属于表面式换热器。其特点是冷却 介质和制冷剂蒸气两种流体同时在金属间壁的两 侧流动,热量通过壁面由制冷剂蒸气传递给冷却 介质(水或空气)。

  其传热过程,包括制冷剂的冷凝放热、通过 金属壁(及污垢)的导热、冷却介质的吸热过程。

  蒸发式冷凝器是利用空气强制循环和水分的蒸发将制冷剂 凝结热带走的冷凝器。为了强化蒸发式冷凝器内空气的流 动,及时带走蒸发的水蒸气,要安装通风机吹风或吸风, 根据通风机在箱体中的安装的地方,蒸发式冷却冷凝器可分 为吸风式、鼓风式等类型。

  壁面光滑、清洁,液膜流动阻力小,凝 结的液体能较快流去,使液膜层减薄,放热 系数相应增大。如果壁面粗糙,液膜的流动 阻力增大,使液膜层增厚,放热系数也就降 低,严重时放热系数下降20%~30%。

  通常采用水或空气,由于水的热容量大于空气 的热容量,因此用水作冷却介质的冷凝器的传 热性能要优于用空气作冷却介质的冷凝器。

  放热系数随着冷却介质流速的增加而增大。 但是流速过大,会使热交换器中的冷却介质流动 阻力增加,引起泵或风机的功耗增加 。一般水 流速度为0.8~1.2m/s,空气流速取2 ~4m/s。

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