冷凝器计算

冷凝器热量及面积计算公式冷凝器是一种将气体或蒸汽通过冷却转化为液体的设备。

在工业领域中，冷凝器通常用于冷却和凝结过程中的热量交换。

冷凝器的热量和面积计算公式是根据热传导和传热理论得到的，并且可以根据具体的设计参数进行调整。

以下是冷凝器热量和面积计算的一般公式及步骤。

1.冷凝器热量计算：冷凝器的热量计算需要考虑到两部分：冷凝器进口的热量和冷凝器出口的热量。

冷凝器进口热量计算公式：Q_in = m * c * (T_in - T_sat)其中，Q_in 是冷凝器进口的热量（单位为瓦特），m 是冷凝器进口的质量流量（单位为千克/秒），c 是流体的比热容（单位为焦耳/千克·摄氏度），T_in 是冷凝器进口的温度（单位为摄氏度），T_sat 是冷凝温度（单位为摄氏度）。

冷凝器出口热量计算公式：Q_out = m * c * (T_out - T_sat)其中，Q_out 是冷凝器出口的热量（单位为瓦特），T_out 是冷凝器出口的温度（单位为摄氏度）。

冷凝器的总热量可以通过将进口热量与出口热量相加得到：Q_total = Q_in + Q_out2.冷凝器面积计算：冷凝器的面积计算需要考虑到热传导和传热系数。

冷凝器面积计算公式：A = Q_total / (U * ΔT_lm)其中，A 是冷凝器的表面积（单位为平方米），U 是总传热系数（单位为瓦特/平方米·摄氏度），ΔT_lm 是温差的对数平均值（单位为摄氏度）。

总传热系数（U）可以通过考虑壳程和管程中传热系数（h_shell,h_tube）和管壁的热传导系数（k_tube）得到：1/U = 1/h_shell + Δx/k_tube + 1/h_tube其中，Δx是管壁的厚度（单位为米）。

温差的对数平均值（ΔT_lm）可以通过进口温度和出口温度计算得到：ΔT_lm = (ΔT_1 - ΔT_2) / ln(ΔT_1 / ΔT_2)其中，ΔT_1是冷凝器的进口温度和冷凝器温度的差值（单位为摄氏度），ΔT_2是冷凝器的出口温度和冷凝器温度的差值（单位为摄氏度）。

计算风冷冷凝器蒸发器计算
风冷冷凝器是一种常见的冷却设备，被广泛应用于空调、冷冻机组、制冷设备等领域。

下面将详细介绍风冷冷凝器的计算方法。

1.计算风冷冷凝器的热负荷：
热负荷是指在一定时间内，待冷却物质从其中一温度降低到另一温度所需要吸收的热量。

计算风冷冷凝器的热负荷需要考虑以下几个因素：-待冷却物质的初温和终温
-待冷却物质的质量或流量
-待冷却物质的比热容
热负荷=待冷却物质的质量/流量*待冷却物质的比热容*(终温-初温)
2.计算风冷冷凝器的冷却水需要量：
将热负荷转化为冷却水需要量时，需要考虑待冷却物质的温度变化速率，以及风冷冷凝器的传热效率。

冷却水需要量=热负荷/(待冷却物质的温度变化速率*传热效率)
3.计算风冷冷凝器的湿球温度及风速：
湿球温度和风速是影响风冷冷凝器传热效果的重要参数。

可以通过实验或模拟计算来确定最佳的湿球温度和风速。

4.计算风冷冷凝器的面积：
风冷冷凝器的传热面积是决定其传热效果的重要因素。

可以通过以下公式计算风冷冷凝器的面积：
面积=热负荷/(传热系数*温差)
其中，传热系数可以根据风冷冷凝器的类型和设计参数进行估算，温差取冷却水进出口温差。

5.计算风冷冷凝器的风量及排风面积：
风冷冷凝器的风量是指通过风扇传输的空气流量，可以通过以下公式计算：
风量=面积*风速
排风面积可以根据风量和风速来计算，具体方法可以根据实际情况采用不同的计算模型。

冷凝器的选择计算冷凝器的选择计算就是要选择适用的冷凝器的型式、确定传热面积、计算冷却介质（水或空气）的流量、以及冷却提质通过冷凝器时的流动阻力。

一、冷凝器形式的选择冷凝器的选择要考虑水源条件、气象条件和制冷剂的种类。

水源丰富的地区应首先考虑选用水冷式。

对于水冷式冷凝器来说，水量充裕而水质稍差的，应优先选择立式壳管式；而水温较低、水质较好的，优先选用卧式壳管式，小型装置则可选用套管式冷凝器。

缺水地区选用风冷式或蒸发式。

相对湿度较大的地区不要使用蒸发式，氨制冷装置则切不可采用风冷式冷凝器。

二、冷凝器传热面积的计算冷凝器的是根据传热面积选择的，冷凝器的传热面积l F 为：l F ＝Fkk q Q tK Q =∆∙ (m 2) （5－1） 式中，k Q ——冷凝器的热负荷，（W ）；K ——冷凝器传热系数，（⋅2/m W ℃）； t ∆——冷凝器平均温差，（℃）。

下面分别讨论k Q 、K 、t ∆和F q 等参数的确定方法。

1、冷凝器的热负荷Q k根据制冷循环的热力计算式可知，冷凝器的热负荷等于制冷量与压缩功之和。

即：6.3/0h G P Q Q s k ∆⋅=+= (W ) （5-2）式中， 0Q ——制冷量，（W ）；s P ——压缩机的指示功率，（W ）；G ——氨循环量(对于双级压缩机为高压级氨循环量)，(h kg /)； h ∆——氨进出冷凝器的焓差，(kJ/kg)。

冷凝负荷也可采用下面简便方法计算确定： （1）单级压缩机l k Q Q ζ⋅=0 (W ) (5-3) 式中， k Q ——冷凝器热负荷，(W )；0Q ——单级压缩机制冷量，(W )； l ζ——单级压缩机冷凝负荷系数，查图5-5。

按绝热过程计算的氨单级压缩机在不同工况下的冷凝负荷系数见图5-5。

（2）双级压缩机6.3/l hd k q V Q ⋅= (W ) (5—4)式中， hd V ——低压级压缩机理论排气，(h m /3)；l q ——低压级压缩机单位理论排气量的冷凝器负荷 (3/m kJ )，查图5-6。

冷凝器的功能是把由压缩机排出的高温高压制冷剂气体冷凝成液体，把制冷剂在蒸发器中吸收的热量（即制冷量）与压缩机耗功率相当的热量之和排入周围环境中。

因此，冷凝器是制冷装置的放热设备，其传热能力将直接影响到整台制冷设备的性能和运行的经济性。

冷凝器按其冷却介质可分为水冷式、空冷式和水/空气混合式。

由于空冷式冷凝器使用方便，尤其适合于缺水地区，在小型制冷装置（特别是家用空调）中得到广泛应用。

空冷式冷凝器可分为强制对流式和自然对流式两种。

自然对流式冷凝器传热效果差，只用在电冰箱或微型制冷机中。

下面仅讨论强制对流式冷凝器。

二、强制对流空气冷却式冷凝器的结构及特点强制对流空气冷却式冷凝器都采用铜管穿整体铝片的结构（因此又称管翅式冷凝器）。

其结构组成主要为——U形弯传热管、翅片、小弯头、分叉管、进（出）口管以及端板等（如图1），其加工工艺流程如图2。

一、空气流量环境温度Tair=35，35℃进出口温差ΔT=10℃，空气进口温度Ti=35℃，空气出口温度T0=45℃，冷凝器中的平均温度Tm=40℃；空气的密度ρm=1.092Kg/m3；空气的定压比热Cp=1.01E+03J/（KgK）；冷凝器的热负荷Qk=77000W；空气的体积流量Vair=6.96E+00m3/S二、结构初步规划选定迎面风速Wf=2.5m/s沿气流方向的排数nl=3冷凝器采用正三角*排翅片厚度δf=0.190.19mm 翅片节距Sf=1.8；1.8mm翅片管的纵向距离S1=25mm；翅片管的横向距离S2=21.65mm；翅片管的基管直径Db=9.9mm；单位管长翅片面积Ff=0.515902389m2；单位管长翅片间基管面积Fb=0.0278047m2；单位管长翅片管的总面积F0=0.543707089m2；翅片管的中性面的直径Dm=9.1mm；单位管长内螺纹管的中性面表面积Fm=0.028574m2；翅片管的的内径Di=8.68mm；内螺纹管的内表面积Fi=0.0272552m2；翅化系数β=F0/Fi19.94874699；最小截面与迎面截面面积之比0.540244444；最小截面的风速Wmax=4.627534861m/s；冷凝器的当量直径Deq=2.909754638mm由冷凝器的平均温度Tm，查空气的物性参数动力粘度νf=1.75E-05m2/s导热系数λf=0.0264W/（Mk）密度ρf=1.0955m3/Kg故雷偌数Ref=7.69E+02长径比L/Deq=22.32146971 对于平套片管空气的换热系数A=0.518-0.02315*L/Deq+0.000425*（L/Deq）^2-3E-6*(L/Deq)^3 A=0.179648497C=A*（1.36-0.24*Ref/1000）2.09E-01n=0.45+0.0066*L/Deq0.5973217m=-0.28+0.08*Ref/1000-2.18E-01 对于*排换热系数比顺排高10%则α0=1.1*0.02643*C*Refn/Deq*（L/Deq）^m5.62E+01W/(M2k) 对于*排管簇L=S125mmB=S221.65mmρ=B/Db2.186868687ρ'=1.27*ρ*(L/B-0.)^0.52.56768664h'=Db*(ρ'-1)*(1+0.35*lnρ')/20 .010321268m=(2α0/(λf*δf))^0.553.99064795故翅片的效率ηf=th（mh’）/mh0.907911856表面效率ηs=1-Ff/F0（1-ηf）0.912621162 计算管内的换热系数αi假设壁温Tw=50.5℃液膜平均温度Tm=52.25温度rs1/4Bm4020.19271.655019.81166.84Tm19.7252865.75775 管内换热系数αi=0.683*rs1/4*Bm/di1/4*(Tk-Tw)-1/4 忽略铜管管壁和接触热阻,由管内外热平衡:αi*3.14*di*(Tk-Tw)=ηs*α0*f0*(Tw-Tm)0.683*rs1/4*Bm/di1/4*(Tk-Tw)-1/4*3.14*di*(Tk-Tw)=ηs*α0*f0*(Tw-Tm)Tw'=4.97E+01℃Δ=|Tw'-Tw|/Tw8.19E-01取壁温Tw=5.05E+01℃则αi=2.12E+03W/(M2k)5计算传热系数及传热面积取污垢系数ri=0,r0-0.0086(M2k)/W 计算传热系数K0=1/((1/αi+ri)*f0/fi+δ/λ*f0/fm+1/(ηs*α0))3.46E+01传热温差Θm=(ta2-ta1)/ln((tk-ta1)/(tk-ta2))13.38303969℃所需传热面积F=Qk/（K0*Θm）1.66E+02m2翅片管的总长L=F/f03.06E+02m 确定冷凝器的结构尺寸,选取垂直方向的排数,沿气流方向的排数NL N=40则宽A=L/(N*NL*2)1.27E+00m取A=1.4m则传热面积A'=12.2103296m2则实际风速Wf=2.49E+00m/s 计算空气侧阻力气流流过横向整套片的阻力损失由于*排比顺排阻力要大20%Δpa=(1+0.2)*9.81*A*(L/Deq)*(ρ*νmax)1.746.89073292Pa风机的全压P=50.31417042Pa选两台CFE710-6T_-C10-S 风量大概15000*2重新计算压力13150m3/h迎面风速Wf=2.609127m/s迎面风速Wmax=4.82953m/sΔpa=(1+0.2)*9.81*A*(L/Deq)*(ρ*νmax)1.77.06E+01Pa蒸发器的校核计算热负荷Q0=54000W制冷剂流量g=354g/s内表面的热流量qi=4422.485041W/m2取质量流速g=150kg/(m2s)总流通面积A=0.00236m2每根管的有效流通面积Ai=5.91438E-05m2蒸发器的分路数Z=39.90275631取Z'=40每一分路R22流量Gd=0.00885kg/s查的B值B=1.38则αi=B*Gd^0.2*qi^0.6/di^0.61424.149983 2、确定空气在蒸发器的状态变化由进口的空气参数t1=7℃，ts1=6℃，查焓湿图得I1=20.56KJ/kgd1=5.368g/kg干空气的密度ρρ=1.2Kg/m3空气的定压比热容Cp=1.005KJ/（kg℃）水蒸气的定压比热容Cp=4.19KJ/（kg℃）出口的干球温度t2由能量守衡Q0=Cp*ρ*V*（t2-t1）t2=0.870949℃假设出口的干球温度为t2‘=2℃由能量守衡Q0=ρ*V*（I1-I2）I2=14.4003KJ/KgI=Cpg*t+（2500+Cpq*t）*dd=0.00494Kgts2=2.81℃Tw=1.75℃,Iw=12.47KJ/Kg,dw=4.274g/kgTw=1.75℃Iw=12.47KJ/kgdw=4.274g/kg干在蒸发器中空气的平均焓值Im=Iw+（I1-I2）/Ln（（I1-Iw）/（I2-Iw））Im=16.76861KJ/kg由Tm可得Tm=4.6℃dm=4.833g/kg求析湿系ξ=1+2.46*（dm-dw）/（tm-tw）ξ=1.482505空气的气体常数Ra=287.4T！=280K进口状态的比容ν1=Ra*T1*（1+0.0016d1）/Pbν1=0.801058m3/kg故空气的体积流量空气侧的换热系数空气的迎面风速Wf=Wf=2.609127m/s则空气侧的换热系数α0=57.8W/(M2k)凝露工况下的翅片效率m=（2*α0*ξ/（λf*δf））^0.5m=47.78611则ηf=ηf=0.926096故凝露工况下的换热系数αj=αj=79.67994W/(M2k)设翅片侧热阻以及翅片与管壁热阻之和4.80E-03m2k/WK0=1/（f0/fi/αi+r+1/αj）3.19E+01传热温差Θm=（t1-t2）/ln（（t1-t0）/（t2-t0））6.80519则传热量Q=K0*Θm*F3.61E+04哪有这么麻烦，最简单12平米/hp设计冷凝器，风量10度温差，蒸发器肯定够。

冷凝器換熱面積計算方法(製冷量+壓縮機功率)/200~250=冷凝器換熱面例如：〔3SS1-1500壓縮機〕CT=40℃：CE=-25℃製冷量12527W+壓縮機功率11250W23777/230=氣冷凝器換熱面積103m2水冷凝器換熱面積與氣冷凝器比例=概算1比18；〔103/18〕= 6m2蒸發器的面積根據製冷量〔蒸發溫度℃×Δt進氣溫度〕製冷量=溫差×重量/時間×比熱×安全係數例如：有一個速凍庫1庫溫-35℃，2冷凍量1ton/H、3時間2/H內，4冷凍物品〔鮮魚〕；5環境溫度27℃； 6安全係數計算：62℃×1000/2/H××1.23=31266kcal/n可以查壓縮機蒸發溫度CT=40；CE-40℃；製冷量=31266kcal/hNFB與MC選用無熔絲開關之選用考慮:框架容量AF(A)、額定跳脫電流AT(A)、額定電壓(V)，低電壓配線建議選用標準(單一壓縮機)AF 取大於AT 一等級之值.(為接點耐電流的程度假设開關會熱表示AF選太小了)AT(A ) = 電動機額定電流×1 .5 ~2 .5(如保險絲的IC值)(多台壓縮機)AT(A )=(最大電動機額定電流×1 .5 ~2 .5)+ 其餘電動機額定電流總和ＩＣ啟斷容量，能容許故障時的最大短路電流，如果使用ＩＣ：５ｋＡ的斷路器，而遇到１０ｋＡ的短路電流，就無法承受，ＩＣ值愈大則斷路器內部的消弧室愈大、體積愈大，愈能承受大一點的故障電流，擔保用電安全。

要搭配電壓來表示220V 5KA 電壓380V時IC值是。

電磁接觸器之選用考慮使用電壓、控制電壓，連續電流I t h 之大小〔亦即接點承受之電流大小〕，連續電流I th 的估算方式建議為I t h=馬達額定電流×√ 3。

直接啟動時，電磁接觸器之主接點應選用能啟閉其額定電流之10倍。

額定值通常以電流A、馬力HP或千瓦KW標示，一般皆以三相220V電壓之額定值為準。

冷凝器计算程序1冷凝器计算程序1冷凝器是一种重要的热交换设备，广泛应用于各种工业生产过程中的蒸汽压缩循环系统中。

冷凝器的主要功能是将蒸汽或气体的热量转移到冷却介质中，将其冷凝成液体。

在设计冷凝器时，需要进行一系列的计算和选择，包括冷凝器的换热面积、冷却介质的流量以及冷却介质的温度。

冷凝器的换热面积是根据工艺需求来确定的，通常可以通过以下的计算方法来确定：1.计算冷凝器的传热负荷，传热负荷可以通过以下公式计算：Q=m*(h1-h2)其中，Q为传热负荷，m为蒸汽或气体的质量流量，h1为入口蒸汽或气体的焓值，h2为出口液体的焓值。

2.根据传热负荷和传热系数来计算换热面积，换热面积可以通过以下公式计算：A=Q/(U*ΔΤm)其中，A为换热面积，U为总传热系数，ΔΤm为对数平均温差。

冷凝器的冷却介质的流量可以通过以下的计算方法来确定：1.根据换热面积和传热系数来计算冷却介质的流量，冷却介质的流量可以通过以下公式计算：m_c=Q/(c*ΔT_c)其中，m_c为冷却介质的质量流量，c为冷却介质的定压比热容，ΔT_c为冷却介质的进出口温差。

2.根据冷却介质的流速来计算冷却介质的流量，冷却介质的流量可以通过以下公式计算：m_c=ρ_c*A_c*V_c其中，ρ_c为冷却介质的密度，A_c为冷凝器的截面积，V_c为冷却介质的流速。

冷凝器的冷却介质的温度可以通过以下的计算方法来确定：1.根据冷却介质的进口温度和换热面积来计算冷却介质的出口温度，冷却介质的出口温度可以通过以下公式计算：T_c2=T_c1+Q/(m_c*c_c)其中，T_c1为冷却介质的进口温度，T_c2为冷却介质的出口温度，c_c为冷却介质的定压比热容。

2.根据冷却介质的流速、换热系数和对数平均温差来计算冷却介质的温度，冷却介质的温度可以通过以下公式计算：T_c2=T_c1+(Q/(m_c*c_c)-U*A/m_c)*(1/U*A)其中，T_c1为冷却介质的进口温度，T_c2为冷却介质的出口温度，U 为总传热系数，A为换热面积，m_c为冷却介质的质量流量，c_c为冷却介质的定压比热容。

蒸发器冷凝器设计计算蒸发器和冷凝器是化工设备中常见的两种换热器，用于实现物料的蒸发和冷凝过程。

设计计算是设计这两种换热器的主要过程之一，本文将详细介绍蒸发器和冷凝器的设计计算。

一、蒸发器设计计算：蒸发器是将液体物料转化为蒸汽的设备，常见的蒸发器有单效蒸发器、多效蒸发器和蒸发浓缩塔等。

蒸发器的设计计算主要包括传热面积和换热系数的确定。

1.传热面积的确定：传热面积是蒸发器设计的重要参数，它直接影响到蒸发器的传热效果。

传热面积的确定需要根据物料的流量、物料的入口温度和出口温度以及蒸汽的温度等参数来进行计算。

常用的计算公式为：传热面积=传热负荷/(换热系数×温差)其中，传热负荷是蒸发器在单位时间内传递的热量，可以根据物料的蒸发热进行计算；换热系数是蒸发器的换热性能，可以根据物料的性质和流体的动力参数来进行计算；温差是物料的入口温度和出口温度之差。

2.换热系数的确定：换热系数是蒸发器传热性能的重要指标，它直接影响到蒸发器的传热效果。

换热系数的确定需要考虑多种因素，如物料的热传导性、物料的流动状态、传热面的清洁程度等。

常用的换热系数计算方法有经验公式法、理论分析法和实验测定法等。

蒸发器的设计计算还需要考虑物料的性质、工艺要求和设备的结构等因素，以确保蒸发器的性能和可靠性。

二、冷凝器设计计算：冷凝器是将蒸气转化为液体的设备，常见的冷凝器有泡沫塞式冷凝器、表面冷凝器和混合冷凝器等。

冷凝器的设计计算主要包括传热面积、传热系数和冷却介质的流量等参数的确定。

1.传热面积的确定：传热面积是冷凝器设计的重要参数，它直接影响到冷凝器的传热效果。

传热面积的确定需要考虑蒸汽的流量、蒸汽的入口温度和出口温度以及冷却介质的温度等参数。

常用的计算公式为：传热面积=传热负荷/(换热系数×温差)其中，传热负荷是冷凝器在单位时间内传递的热量，可以根据蒸汽的焓值进行计算；换热系数是冷凝器的换热性能，可以根据蒸汽和冷却介质的性质和流体的动力参数来进行计算；温差是蒸汽的入口温度和出口温度之差。

冷凝器(t k=40,t o=2）换热计算1.设计参数： Q k =SRF-120 压缩机W制冷剂： R22冷却介质： H2O冷凝温度： t k =40℃进水温度： t1 =30℃出水温度： t2 =35℃水侧污垢系数：γo =0.000086m2K/W 2.换热管参数：2.1换热管管内参数：内径： di =0.01348m 2.2换热管管外参数：坯管外径： do = d m =0.01588m 换热管光管段长度： l z = 2×0.050.1m 翅片外径： D w =0.01588m 翅片根径： D g =0.01418m 翅片高： h =0.00085m 翅片间隙： S =0.0004m 翅片距： P =0.00085m 翅片间当量直径： de = 4sh/(2h+s) =0.0006476m 传热面积系数：ηc =0.8单位管长外表面积： F ol = ηc[π(D w2-D g2)/2+πD g·S]/P =0.09232㎡/m 2.3拟取冷凝器参数：冷凝管根数： n n =113根过冷管根数： n g =0根管程数： Z =2程有效管长： l =2m 垂线上的平均管子数：N cg =9根似取冷凝面积（内表面） F in = n n×π×d i×l =9.57079923.水在定性温度下的物性值：定性温度： t m = (t1+t2)/2 =32.5定压比热： C p =4179J/kg·K 密度：ρw =994.9kg/m3动力粘度：μ =7.62E-04Pa·S 普兰德准数： P rw = 5.15导热系数：λ =0.6248w/mK 4.制冷剂在定性温度下的物性值：定性温度： t mf = t k =40℃导热系数：λf =0.0772W/mK 运动粘度：υf = 1.94E-07㎡/s 表面张力：σf = 5.80E-04㎏/m 密度：ρf =1133㎏/m3冷凝潜热： h fg =166220J/㎏普兰德准数： Pr f = 3.745.管内水侧给热系数：5.1冷却水流量： V = Q k/[C pρw(t2-t1)] =0m3/s0m3/h 5.2管内水速：ω= 4·Z·V/[(n n+n g)πd i2] =0m/s 5.3雷诺数： Re w = d iωρw/μ =05.4水侧给热系数：αi =0.023(λ/di)Re w0.8P rw0.4) =0w/㎡K6.管外制冷剂的给热系数：6.1毛细作用系数：βc =1－4{σf／[ρf ·(D g+h)de]}0.5／π=0.70800876.2单位面积热负荷：q = Q k/(n n·π·d o·l·ηc) =06.3雷诺数：Ref = 4qd m P/[ρfυf · h fg(2h+S)] =06.4伽利略准数：G a = gF ol3/υf2 = 2.051E+116.5表面张力作用系数：βσ= σf（1/0.0001+2/S)/(h·ρf) =9.03379896.6管外给热系数：6.6.1各种系数：①Co = 0.193βc0.5Re f-0.32Pr f0.31βσ0.15G a0.1(0.013/S)2000S =#DIV/0!②不凝气体影响系数；设不凝气体含量为： A =0.012η1 = EXP(-15.6×A) =0.8292779③制冷剂含油影响系数：设含油量为：B =0.01η2 = [EXP(-8.5×B)]0.8 =0.9342605④管束效应系数：η3 = N cg-0.25 =0.57735036.6.2管外给热系数：αo = η1η2η3C o(λf3·g/υf2)1/3 =#DIV/0!W/㎡K7.总传热系数：（按内表面计算）K i = A[1/αi+d i/(d mαo)+γo]-1 =#DIV/0!8.对数平均温差：Δt m = (t2-t1)/ln[(t k-t1)/(t k-t2)] =7.21347529.传热面积（内表面）：F i' = Q k/(Δt m K i) =#DIV/0!取5%的面积裕量,则 F i =1.05F i' =#DIV/0!10.校核：F in/F i =#DIV/0!∵ 1≤F in/F i≤1.05 ∴计算合格。

(完整版)冷凝器热量及面积计算公式引言冷凝器是工业生产中常见的设备之一，用于将蒸汽或气体冷凝成液体，并释放热量。

为了正确设计冷凝器，我们需要通过计算来确定所需的热量和面积。

本文档将详细介绍冷凝器热量计算和面积计算的公式及步骤。

冷凝器热量计算冷凝器热量计算的公式如下：热量 = 比热容 ×质量 ×温度差其中，- 比热容指的是液体在单位质量下温度变化的热容量。

- 质量是液体的质量。

- 温度差是冷凝器进口液体的温度与出口液体的温度之差。

通过测量进口液体和出口液体的温度，以及知道液体的比热容和质量，即可计算出冷凝器需要释放的热量。

冷凝器面积计算冷凝器面积计算的公式如下：面积 = 热量 / (传热系数 ×温度差)其中，- 热量是前面计算得到的冷凝器需要释放的热量。

- 传热系数是冷凝器内部传热过程的系数。

- 温度差是冷凝器进口液体温度与环境温度之差。

通过测量进口液体温度和环境温度，以及知道热量和传热系数，即可计算出冷凝器所需的面积。

示例为了更好地理解和应用上述公式，以下是一组示例数据：假设冷凝器进口液体温度为80°C，出口液体温度为40°C，液体的比热容为2.1 J/(g°C)，质量为1000 g，传热系数为50 J/(m²·°C)，环境温度为30°C。

首先，计算热量：热量 = 2.1 × 1000 × (80 - 40) = J然后，计算面积：面积 = / (50 × (80 - 30)) = 168 m²因此，根据给定的数据，我们得出冷凝器所需的面积为168平方米。

结论通过本文档的介绍，我们了解了冷凝器热量计算和面积计算的公式及步骤。

这些公式可以帮助我们正确设计和计算冷凝器所需的热量和面积，从而提高冷凝器的效率和性能。

冷凝器換熱面積計算方法(製冷量+壓縮機功率)/200~250=冷凝器換熱面例如：（3SS1-1500壓縮機）CT=40℃：CE=-25℃製冷量12527W+壓縮機功率11250W23777/230=氣冷凝器換熱面積103m2水冷凝器換熱面積與氣冷凝器比例=概算1比18；（103/18）= 6m2蒸發器的面積根據製冷量（蒸發溫度℃×Δt進氣溫度）製冷量=溫差×重量/時間×比熱×安全係數例如：有一個速凍庫1庫溫-35℃，2冷凍量1ton/H、3時間2/H內，4冷凍物品（鮮魚）；5環境溫度27℃；6安全係數1.23計算：62℃×1000/2/H×0.82×1.23=31266kcal/n可以查壓縮機蒸發溫度CT=40；CE-40℃；製冷量=31266kcal/hNFB與MC選用無熔絲開關之選用考慮:框架容量AF(A)、額定跳脫電流AT(A)、額定電壓(V)，低電壓配線建議選用標準(單一壓縮機)AF取大於AT一等級之值.(為接點耐電流的程度若開關會熱表示AF選太小了) AT(A ) =電動機額定電流×1 .5 ~2 .5(如保險絲的IC值)(多台壓縮機)AT(A )=(最大電動機額定電流×1 .5 ~2 .5)+其餘電動機額定電流總和ＩＣ啟斷容量，能容許故障時的最大短路電流，如果使用ＩＣ：５ｋＡ的斷路器，而遇到１０ｋＡ的短路電流，就無法承受，ＩＣ值愈大則斷路器內部的消弧室愈大、體積愈大，愈能承受大一點的故障電流，擔保用電安全。

要搭配電壓來表示220V 5KA電壓380V時IC值是2.5KA。

電磁接觸器之選用考慮使用電壓、控制電壓，連續電流I t h之大小（亦即接點承受之電流大小），連續電流I th的估算方式建議為I t h=馬達額定電流×1.25/√3。

直接啟動時，電磁接觸器之主接點應選用能啟閉其額定電流之10倍。

冷凝器换热计算第一部分：设计计算一、 设计计算流程图二、 设计计算（以HLR45S 为例）1、已知参数换热参数：冷凝负荷：Q k =61000W 冷凝温度：t k =50℃ 环境风温度：t a1=35℃ 冷凝器结构参数：铜管排列方式：正三角形叉排 翅片型式：开窗片，亲水膜 铜管型式：光管铜管水平间距：S 1＝25.4mm 铜管竖直方向间距：S 2＝22mm 紫铜光管外径：d 0＝9.52mm 铜管厚度：δt ＝0.35mm 翅片厚度：δf ＝0.115mm 翅片间距：S f ＝1.8mm 冷凝器尺寸参数排数：N C ＝3排 每排管数：N B ＝52排2、计算过程1）冷凝器的几何参数计算翅片管外径：f b d d δ20+=＝ 9.75 mm 铜管内径：t i d d δ-=0＝8.82 mm当量直径：)()(2))((4411f f b f f b eq S d S S d S U Ad δδ-+---==＝3.04 mm 单位长度翅片面积：322110/)4(2－⨯-=f b f S d S S f π＝0.537 m 2/m单位长度翅片间管外表面积：310/)(－⨯-=f f f b b s S d f δπ＝0.0286 m 2/m 单位长度翅片管总面积：b f t f f f +=＝0.56666 m 2/m 翅片管肋化系数：it i t d ff f πβ==＝20.46 2）空气侧换热系数迎面风速假定：f w ＝2.6 m/s最窄截面处风速：))(/(11max b f f f f d S S w S S w --=δ＝4.5 m/s 冷凝器空气入口温度为：t a1＝35℃ 取出冷凝器时的温度为：t a2＝43℃确定空气物性的温度为：2/)(21a a m t t t +=＝39℃ 在tm ＝39℃下，空气热物性：v f =17.5×10－6m 2/s ，λf =0.0264W/mK ，ρf =1.0955kg/m 3，C Pa ＝1.103kJ/(kg*℃) 空气侧的雷诺数：f eq f v d w /Re max = =783.7由《制冷原理与设备》中公式（7－36），空气侧换热系数meq eq nf f O d d C ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=γλαRe '=50.3 W/m 2K 其中：362)(103)(000425.0)(02315.0518.0eqeqeqd d d A γγγ-⨯-+-=＝0.1852⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-=1000Re 24.036.1f A C ＝0.217 eqd n γ0066.045.0+=＝0.59311000Re 08.028.0f m +-=＝-0.217铜管差排的修正系数为1.1，开窗片的修正系数为1.2，则空气侧换热系数为：(开窗片、波纹片的修正系数有待实验验证)'o o αα=×1.1×1.2＝66.41 W/m 2K对于叉排翅片管簇：fd s 1=ρ＝25.4/9.75=2.6051 3.027.121'-=l l ρρ=2.7681 式中：21,l l 为正六边形对比距离，21l l =翅片当量高度：)'ln 35.01)(1'(5.0'ρρ+-=f d h ＝0.01169 mδλαa om 2==75.4 m -1翅片效率：')'(mh mh tgh f =η ＝0.802 表面效率：)1(1f tf s f f ηη--=＝0.8123） 冷媒侧换热系数冷媒在水平光管内冷凝换热系数公式为： 对R22在管内冷凝C=0.683，25.0sm r B ，如下表：取管内壁温度为：t w =46.5℃， 冷凝温度：t k =50℃冷媒定性温度：2/)(k w m t t t +=t m =48.25℃ 插值得：25.0s r ＝19.877，m B ＝67.68 因而：4/125.0)(1⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=w k i m s i t t d B Cr α＝2998×(t k －t w ) －0.25如忽略铜管壁热阻和接触热阻，由管内外热平衡关系：2998×(50-t w ) －0.25×3.14d i （50-t w ）=0.812×66.4×0.56666×（t w -35） 解方程可得：t w =46.3℃，与假设的46.5℃接近，可不必重算。

空冷式冷凝器设计计算设计空冷式冷凝器时，需要考虑以下几个关键参数：1.需要冷凝的气体或蒸汽的流量2.进入冷凝器的气体或蒸汽的温度和压力3.冷却介质的流量和温度接下来我们将详细介绍空冷式冷凝器的设计计算过程。

首先，计算冷凝器的传热量需求。

传热量的计算可以通过以下公式得到：Q=m×(h1-h2)其中，Q表示传热量，m表示流体的质量流率，h1表示入口处的焓值，h2表示出口处的焓值。

然后，根据气体或蒸汽在冷凝过程中的特性，确定合适的冷凝温度。

冷凝温度应高于冷却介质的出口温度，以便于热量能够顺利被冷却介质吸收。

接下来，通过计算冷却介质流量和温度差，确定冷却介质的需求。

冷却介质的流量可通过以下公式计算：Q=m×c×ΔT其中，c表示冷却介质的比热容，ΔT表示冷却介质的温度差。

在确定了冷却介质的需求后，可以根据设计要求选择合适的冷却介质，比如水、空气等。

接下来，通过计算冷凝器的传热面积来满足传热量需求。

传热面积的计算可以通过以下公式得到：Q=U×ΔT×A其中，U表示传热系数，ΔT表示传热温度差，A表示传热面积。

传热系数U可以通过经验公式或实验数据进行估算。

传热面积A的计算可以根据冷凝器的结构形式进行确定，比如管束换热器、冷凝罐等。

最后，通过计算冷却介质的流速来确定冷却介质的压力损失。

流速的计算可以通过以下公式得到：ΔP=(ρ×v^2)/(2×g)其中，ΔP表示压力损失，ρ表示冷却介质的密度，v表示流速，g表示重力加速度。

通过以上的设计计算步骤，可以得到空冷式冷凝器的关键参数，进而进行设备选型和优化设计。

此外，在实际设计过程中，还需要考虑冷凝器的材料选择、结构设计、设备布局等因素，以确保冷凝器的性能和可靠性。

总结起来，空冷式冷凝器的设计计算过程主要包括传热量的计算、冷凝温度的确定、冷却介质需求的计算、冷凝器传热面积的确定和冷却介质流速的计算等步骤。

冷凝器的功能是把由压缩机排出的高温高压制冷剂气体冷凝成液体，把制冷剂在蒸发器中吸收的热量（即制冷量）与压缩机耗功率相当的热量之和排入周围环境中。

因此，冷凝器是制冷装置的放热设备，其传热能力将直接影响到整台制冷设备的性能和运行的经济性。

冷凝器按其冷却介质可分为水冷式、空冷式和水/空气混合式。

由于空冷式冷凝器使用方便，尤其适合于缺水地区，在小型制冷装置（特别是家用空调）中得到广泛应用。

空冷式冷凝器可分为强制对流式和自然对流式两种。

自然对流式冷凝器传热效果差，只用在电冰箱或微型制冷机中。

下面仅讨论强制对流式冷凝器。

二、强制对流空气冷却式冷凝器的结构及特点强制对流空气冷却式冷凝器都采用铜管穿整体铝片的结构（因此又称管翅式冷凝器）。

其结构组成主要为——U形弯传热管、翅片、小弯头、分叉管、进（出）口管以及端板等（如图1），其加工工艺流程如图2。

一、空气流量环境温度Tair=35，35℃进出口温差ΔT=10℃，空气进口温度Ti=35℃，空气出口温度T0=45℃，冷凝器中的平均温度Tm=40℃；空气的密度ρm=1.092Kg/m3；空气的定压比热Cp=1.01E+03J/（KgK）；冷凝器的热负荷Qk=77000W；空气的体积流量Vair=6.96E+00m3/S二、结构初步规划选定迎面风速Wf=2.5m/s沿气流方向的排数nl=3冷凝器采用正三角*排翅片厚度δf=0.190.19mm 翅片节距Sf=1.8；1.8mm翅片管的纵向距离S1=25mm；翅片管的横向距离S2=21.65mm；翅片管的基管直径Db=9.9mm；单位管长翅片面积Ff=0.515902389m2；单位管长翅片间基管面积Fb=0.0278047m2；单位管长翅片管的总面积F0=0.543707089m2；翅片管的中性面的直径Dm=9.1mm；单位管长内螺纹管的中性面表面积Fm=0.028574m2；翅片管的的内径Di=8.68mm；内螺纹管的内表面积Fi=0.0272552m2；翅化系数β=F0/Fi19.94874699 ；最小截面与迎面截面面积之比0.540244444；最小截面的风速Wmax=4.627534861m/s；冷凝器的当量直径Deq=2.909754638mm由冷凝器的平均温度Tm，查空气的物性参数动力粘度νf=1.75E-05m2/s导热系数λf=0.0264W/（Mk）密度ρf=1.0955m3/K g故雷偌数Ref=7.69E+02长径比L/Deq=22.32146971 对于平套片管空气的换热系数A=0.518-0.02315*L/Deq+0.000425*（L/Deq）^2-3E-6*(L/Deq)^3 A=0.179648497C=A*（1.36-0.24*Ref/1000）2.09E-01n=0.45+0.0066*L/Deq0.5973217m=-0.28+0.08*Ref/1000-2.18E-01 对于*排换热系数比顺排高10%则α0=1.1*0.02643*C*Refn/Deq*（L/Deq）^m5.62E+01W/(M2k) 对于*排管簇L=S125mmB=S221.65mmρ=B/Db2.186868687ρ'=1.27*ρ*(L/B-0.)^0.52.56768664h'=Db*(ρ'-1)*(1+0.35*lnρ')/20 .010321268m=(2α0/(λf*δf))^0.553.99064795故翅片的效率ηf=th（mh’）/mh0.907911856表面效率ηs=1-Ff/F0（1-ηf）0.912621162 计算管内的换热系数αi假设壁温Tw=50.5℃液膜平均温度Tm=52.25温度rs1/4Bm4020.19271.655019.81166.84Tm19.7252865.75775 管内换热系数αi=0.683*rs1/4*Bm/di1/4*(Tk-Tw)-1/4 忽略铜管管壁和接触热阻,由管内外热平衡:αi*3.14*di*(Tk-Tw)=ηs*α0*f0*(Tw-Tm)0.683*rs1/4*Bm/di1/4*(Tk-Tw)-1/4*3.14*di*(Tk-Tw)=ηs*α0*f0*(Tw-Tm)Tw'=4.97E+01℃Δ=|Tw'-Tw|/Tw8.19E-01取壁温Tw=5.05E+01℃则αi=2.12E+03W/(M2k)5计算传热系数及传热面积取污垢系数ri=0,r0-0.0086(M2k)/W 计算传热系数K0=1/((1/αi+ri)*f0/fi+δ/λ*f0/fm+1/(ηs*α0))3.46E+01传热温差Θm=(ta2-ta1)/ln((tk-ta1)/(tk-ta2))13.38303969℃所需传热面积F=Qk/（K0*Θm）1.66E+02m2翅片管的总长L=F/f03.06E+02m 确定冷凝器的结构尺寸,选取垂直方向的排数,沿气流方向的排数NL N=40则宽A=L/(N*NL*2)1.27E+00m取A=1.4m则传热面积A'=12.2103296m2则实际风速Wf=2.49E+00m/s 计算空气侧阻力气流流过横向整套片的阻力损失由于*排比顺排阻力要大20%Δpa=(1+0.2)*9.81*A*(L/Deq)*(ρ*νmax)1.746.89073292Pa风机的全压P=50.31417042Pa选两台CFE710-6T_-C10-S 风量大概15000*2重新计算压力13150m3/h迎面风速Wf=2.609127m/s迎面风速Wmax=4.82953m/sΔpa=(1+0.2)*9.81*A*(L/Deq)*(ρ*νmax)1.77.06E+01Pa蒸发器的校核计算热负荷Q0=54000W制冷剂流量g=354g/s内表面的热流量qi=4422.485041W/m2取质量流速g=150kg/(m2s)总流通面积A=0.00236m2每根管的有效流通面积Ai=5.91438E-05m2蒸发器的分路数Z=39.90275631取Z'=40每一分路R22流量Gd=0.00885kg/s查的B值B=1.38则αi=B*Gd^0.2*qi^0.6/di^0.61424.149983 2、确定空气在蒸发器的状态变化由进口的空气参数t1=7℃，ts1=6℃，查焓湿图得I1=20.56KJ/kgd1=5.368g/kg干空气的密度ρρ=1.2Kg/m3空气的定压比热容Cp=1.005KJ/（kg℃）水蒸气的定压比热容Cp=4.19KJ/（kg℃）出口的干球温度t2由能量守衡Q0=Cp*ρ*V*（t2-t1）t2=0.870949℃假设出口的干球温度为t2‘=2℃由能量守衡Q0=ρ*V*（I1-I2）I2=14.4003KJ/KgI=Cpg*t+（2500+Cpq*t）*dd=0.00494Kgts2=2.81℃Tw=1.75℃,Iw=12.47KJ/Kg,dw=4.274g/kgTw=1.75℃Iw=12.47KJ/kgdw=4.274g/kg干在蒸发器中空气的平均焓值Im=Iw+（I1-I2）/Ln（（I1-Iw）/（I2-Iw））Im=16.76861KJ/kg由Tm可得Tm=4.6℃dm=4.833g/kg求析湿系ξ=1+2.46*（dm-dw）/（tm-tw）ξ=1.482505空气的气体常数Ra=287.4T！=280K进口状态的比容ν1=Ra*T1*（1+0.0016d1）/Pbν1=0.801058m3/kg故空气的体积流量空气侧的换热系数空气的迎面风速Wf=Wf=2.609127m/s则空气侧的换热系数α0=57.8W/(M2k)凝露工况下的翅片效率m=（2*α0*ξ/（λf*δf））^0.5m=47.78611则ηf=ηf=0.926096故凝露工况下的换热系数αj=αj=79.67994W/(M2k)设翅片侧热阻以及翅片与管壁热阻之和4.80E-03m2k/WK0=1/（f0/fi/αi+r+1/αj）3.19E+01传热温差Θm=（t1-t2）/ln（（t1-t0）/（t2-t0））6.80519则传热量Q=K0*Θm*F3.61E+04哪有这么麻烦，最简单12平米/hp设计冷凝器，风量10度温差，蒸发器肯定够。

冷凝器换热面积(miàn jī)计算方法制冷量+压缩机电机功率(gōnglǜ)/200~250=冷凝器换热面例如：（3SS1-1500压缩机）CT=40℃：CE=-25℃压缩机制冷量=12527W+压缩机电机(diànjī)功率11250W=23777/230=风冷凝器换热面积103m2水冷凝器换热面积与风冷凝器比例=概算1比18（103/18）=6m2蒸发器的面积根据压缩机制冷量（蒸发温度℃×Δt相对湿度(xiāngduì shīdù)的休正系数查表）。

制冷量的计算方法制冷量=温差(wēnchā)×重量/时间×比热×设备维护机构例如：有一个速冻库1库温-35℃2速冻量1T/H3时间2/H内4速冻物质（鲜鱼）5环境温度27℃6设备维护机构保温板计算：62℃×1000/2/H×0.82×1.23=31266kcal/n可以查压缩机蒸发温度CT=40CE-40℃制冷量=31266kcal/n关于R410A和R22翅片管换热器回路数比的探讨晨怡热管(特灵亚洲研发中心上海200001)申广玉2008-6-1520:10:07摘要:通过理论计算得出了相同换热量和相同工况下,采用5/16″管径R410A蒸发器(或冷凝器)与采用3/8″管径R22蒸发器(或冷凝器)时回路数的比值,并指出比值是两工质物性差异和盘管的内径及当量摩擦阻力系数差异共同作用的结果。

关键词:R410A;回路数;蒸发器;冷凝器中图分类号:TQ051 文献标识码: B1前言随着人类环保意识的提高,新冷媒技术的发展和应用已成为空调器发展的方向和关注的焦点。

目前,国际上一致看好的R22替代物是混合工质R407C和R410A。

其中R410A是HFC 32和HFC 125按照50%:50%的质量百分比组成的二元近共沸混合制冷剂,它的温度滑移不超过0.2℃(R407C温度滑移约7℃左右),这给制冷剂的充灌、设备的更换提供了很多方便。