第九章冷凝器与蒸发器

冷凝器蒸发器设计计算冷凝器和蒸发器是制冷循环中非常重要的组件，它们分别被用于制冷循环的冷凝和蒸发过程。

在设计冷凝器和蒸发器时，我们需要考虑如下因素：制冷剂的特性、制冷负载、传热和传质等。

首先，我们需要了解制冷剂的特性。

制冷剂的性质包括其工作压力范围、蒸发压力、饱和温度和流态等。

对于不同的制冷剂，其特性将直接影响到冷凝器和蒸发器的设计和计算。

其次，制冷负载是设计冷凝器和蒸发器的另一个重要因素。

制冷负载是指被冷却或加热的介质需要的冷量或热量。

制冷负载的大小将决定冷凝器和蒸发器的尺寸和性能需求。

接下来，传热是设计冷凝器和蒸发器的关键环节之一、传热是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。

对于冷凝器来说，传热是指热量从制冷剂气态状态转变为液态状态的过程。

而对于蒸发器来说，传热是指热量从被冷却的介质转移到制冷剂的过程。

传热的计算中，我们需要考虑到传热系数、表面积和温度差等因素。

传质也是设计冷凝器和蒸发器的一个重要因素。

传质是指物质从一个位置移到另一个位置的过程。

对于冷凝器来说，传质是指从制冷剂的气态变为液态的过程。

对于蒸发器来说，传质是指从制冷剂的液态变为气态的过程。

在传质计算中，我们需要考虑到传质系数、表面积和浓度差等因素。

综上所述，设计冷凝器和蒸发器需要考虑到制冷剂的特性、制冷负载、传热和传质等因素。

在进行设计和计算之前，我们需要详细了解冷凝器和蒸发器的工作原理和特性。

同时，我们还要根据具体的制冷需求和工作条件来选择合适的制冷剂、调整尺寸和优化设计，以确保冷凝器和蒸发器的性能和效率。

第九章冷凝器与蒸发器第一节冷凝器的传热分析冷凝器的位置：制冷循环中，冷凝器在制冷压缩机后（高温高压制冷剂蒸气从压缩机出来后进入冷凝器）。

冷凝器的作用：使用不同的冷却介质，将制冷压缩机出口的高温高压制冷剂气体等压冷却成制冷剂液体。

一、影响制冷剂侧蒸气凝结放热的因素1.制冷剂蒸气的流速和流向当蒸气与凝结的液膜做同向运动时，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。

而当气流与液膜层流向相反时,放热系数的大小取决于制冷剂蒸气的流速。

考虑到制冷剂蒸气的流速和流向对传热的影响，立式壳管式冷凝器的蒸气进口一般总是设在冷凝器高度2/3处的筒体侧面，以便不使冷凝液膜太厚而影响传热。

2.传热壁面粗糙度的影响壁面光滑、清洁，液膜流动阻力小，凝结的液体能较快流出，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%。

冷凝管表面应保持光滑和清洁，以保证有较大的凝结传热系数。

3.制冷剂蒸气中含油时对凝结放热的影响制冷剂蒸气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，形成附加热阻，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得超过规定范围，否则，会使传热系数降低。

在冷凝器的设计和运行中，应设置高效的油分离器，以减少制冷剂蒸气中的含油量，从而降低其对凝结放热的不良影响4.制冷剂蒸气中含有空气或其他不凝性气体的影响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气进入冷凝器，附着在凝结液膜附近，使制冷剂蒸气的分压力减低，不及时排除会使制冷剂放热系数大大下降、影响制冷剂蒸气的凝结放热。

5.冷凝器结构形式的影响无论何种结构的冷凝器，都应设法使冷凝液体迅速地从冷却壁面离开。

二、影响冷却介质侧放热的因素通常采用水或空气，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。

一、冷凝器的种类及特点冷凝器按其冷却介质不同，可分为水冷式、空气冷却式、蒸发式三大类。

（一）水冷式冷凝器水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温升带走冷凝热量。

冷却水一般循环使用，但系统中需设有冷却塔或凉水池。

水冷式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器和套管式冷凝器两种，常见的是壳管式冷凝器。

1、立式壳管式冷凝器立式冷凝器的主要特点是：1°由于冷却流量大流速高，故传热系数较高，一般K=600～700(kcal/m2? h?℃)。

2°垂直安装占地面积小，且可以安装在室外。

3°冷却水直通流动且流速大，故对水质要求不高，一般水源都可以作为冷却水。

4°管内水垢易清除，且不必停止制冷系统工作。

二、蒸发器分类：根据被冷却介质的种类不同，蒸发器可分为两大类：(1)冷却液体载冷剂的蒸发器。

用于冷却液体载冷剂——水、盐水或乙二醇水溶液等。

这类蒸发器常用的有卧式蒸发器、立管式蒸发器和螺旋管式蒸发器等。

(2)冷却空气的蒸发器。

这类蒸发器有冷却排管和冷风机。

以下主要介绍空调系统中常用的冷却液体载冷剂的蒸发器。

一、卧式蒸发器卧式蒸发器又称为卧式壳管式蒸发器。

其与卧式壳管式冷凝器的结构基本相似。

按供液方式可分为壳管式蒸发器和干式蒸发器两种。

1、卧式壳管式蒸发器卧式壳管式蒸发器是满液式蒸发器。

即载冷剂以1～2m/s的速度在管内流动，管外的管束间大部分充满制冷剂体，二者通过管壁进行充分的热交换。

吸热蒸发的制冷剂蒸汽，经蒸发器上部的液体分离器，进入压缩机。

为了保证制冷系统正常运行，这种蒸发器中制冷剂的充满高度应适中。

液面过高可能使回气中夹带液体而造成压缩机发生液击；反之，液面过低会使得部分蒸发管露出液面而不起换热作用，从而降低蒸发器的传热能力。

因此，对于氨蒸发器其充满高度一般为筒体直径的70～80％，对于氟利昂蒸发器充满高度一般为筒体直径的55～65％。

卧式壳管式蒸发器广泛使用于闭式盐水循环系统。

停机后,蒸发器与冷凝器压力不一致的原因文章标题：探讨停机后蒸发器与冷凝器压力不一致的原因目录1. 蒸发器和冷凝器的作用2. 正常运行情况下的蒸发器和冷凝器压力3. 停机后蒸发器和冷凝器压力不一致的原因3.1 残留液体引起的蒸发器压力3.2 残留气体引起的冷凝器压力4. 解决停机后蒸发器和冷凝器压力不一致的方法5. 个人观点和理解6. 结语1. 蒸发器和冷凝器的作用蒸发器和冷凝器是制冷循环中至关重要的组件。

蒸发器负责将制冷剂从液态转化为气态吸收热量，从而实现制冷的效果；而冷凝器则负责将制冷剂从气态转化为液态释放热量。

两者在制冷系统中起着至关重要的作用。

2. 正常运行情况下的蒸发器和冷凝器压力在正常运行情况下，蒸发器和冷凝器会维持一定的压力。

这些压力是由制冷剂的状态和温度决定的，而状态和温度则受到外界条件和制冷系统本身的影响。

正常情况下，蒸发器和冷凝器的压力应该是一致的，符合制冷系统设计时的要求。

3. 停机后蒸发器和冷凝器压力不一致的原因然而，当制冷系统停机后，蒸发器和冷凝器的压力可能会出现不一致的情况。

这种情况通常由以下原因所导致：3.1 残留液体引起的蒸发器压力一部分制冷剂在蒸发器内可能会残留为液体状态，尤其是在停机后。

由于蒸发器内温度的变化或者设计缺陷，这些残留液体可能无法完全蒸发，导致蒸发器内压力升高，进而与冷凝器的压力产生差异。

3.2 残留气体引起的冷凝器压力另在冷凝器内，由于停机后的温度变化或者设计不当，残留的气体也可能无法完全冷凝液化，从而导致冷凝器压力的异常。

4. 解决停机后蒸发器和冷凝器压力不一致的方法要解决停机后蒸发器和冷凝器压力不一致的问题，首先需要设计合理的制冷系统，确保在停机后能够尽量排空残余制冷剂，避免残留气体或液体。

制冷设备的保养和维护也至关重要，确保蒸发器和冷凝器的顺利工作。

5. 个人观点和理解我认为，停机后蒸发器和冷凝器压力不一致的问题是一个常见但容易被忽视的制冷系统故障。

冷凝器和蒸发器高压液体经膨胀阀降压节流后，进入中间冷却器，吸收了蛇形盘管及中间冷却器器壁的热量而汽化，通过出气管进入低压级与高压级连结的管道里与低压级排出的高温气体混合，达到冷却低压排气的效果小结：本节我们学习了中间冷却器的作用，学习了其种类和工作原理。

作业：1.氨用中间冷却器是如何实现热量综合利用的？2. 氟用中间冷却器与氨用中间冷却器的冷却原理有何不同？教研组审核： 教务实训科审核： 督导组审核：21 效和安全的工作，他们有油分离器、空气分离器、贮液器和兼有分离、贮存双重的汽液分离器、低压循环贮液器、排液筒及集油器。

讲授新课：一 油分离器油分离器的基本工作原理：利用油和制冷剂密度不同，当通道截面突然增大，流速骤降（由10～25m/s 降至0.8～1m/s ）,重量较大的油滴在重力作用下落下；在油分内部使气体流动方向改变或利用离心作用，使密度较大的油滴分离；利用制冷剂液体或冷却水管，使混合气体冷却，使其中夹带的油蒸气凝结成较大颗粒的油滴；利用过滤设备过滤。

从外观结构来分，分为立式油分和卧式油分。

从分油方式不同，油分主要有以下几种：✧ 洗涤式油分：主要适用于氨系统。

工作时，桶内保持一定高度的氨液（通常由浮球阀控制），压缩机排出的氨气通过桶体上部封头处、伸入桶内的进气管进入氨液中洗涤降温，油蒸汽温度降低凝结成滴沉入桶底。

氨气离开液面时改变了方向，且流速大大降低。

桶体上部的伞形孔板不仅可以使油进一步分离，还可以挡住被被气体吹起的氨液滴。

✧ 填料式油分：图2-21所示的是填料式油分的结构示意图。

钢板卷焊的桶体内装有填料层。

填料层上、下用两块多孔管板固定。

填料可以是陶瓷、金属切屑或金属丝网，以金属丝网效果最好。

这种油分的分油效率较高，可达95%左右。

✧ 过滤式油分：22教研组审核：教务实训科审核：督导组审核：。

蒸发器与冷凝器的配比
蒸发器和冷凝器是热交换器的两种主要形式。

它们的工作原理是互为相反的过程，蒸发器用于将液体变成气态，而冷凝器则将气态变为液态。

在某些工业应用中，蒸发器和冷凝器通常是作为一个系统使用的。

例如，在空调系统中，蒸发器将室内的热量吸收并将热空气变成冷空气，而冷凝器则将排出去的热气体重新变成液态制冷剂，以便于循环使用。

在使用蒸发器和冷凝器时，它们的配比至关重要。

如果蒸发器过大，将导致冷凝器过小，从而影响系统的性能和效率。

反之亦然，如果蒸发器过小，将导致冷凝器过大，造成能源的浪费。

因此，在设计和选择蒸发器和冷凝器时，需要考虑多种因素，如所需的制冷量、环境温度、循环速率等等。

一般来说，制冷系统应该根据制冷负荷来确定蒸发器和冷凝器的大小比例，以保证最佳的性能和效率。

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空调压缩机冷凝器和蒸发器工作原理空调压缩机、冷凝器和蒸发器是空调系统中的三大核心部件，它们共同完成制冷循环，实现空气调节和温度控制。

本文将介绍空调压缩机、冷凝器和蒸发器的工作原理及其在空调系统中的作用。

一、压缩机的工作原理空调系统中的压缩机是制冷循环中的动力设备，其主要作用是将低温低压的蒸汽冷媒吸入、压缩、加热并排出高温高压的冷媒蒸汽。

压缩机按其工作方式可分为活塞式压缩机、回旋式压缩机、螺杆式压缩机等，但它们的工作原理基本相似。

活塞式压缩机工作原理：活塞式压缩机主要由压缩机体、活塞、气缸、活塞杆、曲轴等部件组成。

当压缩机启动时，曲轴带动活塞作往复运动，使气缸内的低温低压蒸汽冷媒被吸入活塞室，随后活塞向上运动将冷媒蒸汽压缩，同时将其温度和压力提高，最终将高温高压的冷媒蒸汽排出。

回旋式压缩机工作原理：回旋式压缩机主要由旋转机构和压缩机体两部分组成。

当压缩机启动时，旋转机构带动压缩机体中的叶轮旋转，使低温低压冷媒蒸汽在叶轮内受到压缩和加热，最终排出高温高压的冷媒蒸汽。

螺杆式压缩机工作原理：螺杆式压缩机由主动螺杆和被动螺杆组成，在螺杆式压缩机内，低温低压的冷媒蒸汽被压缩和加热形成高温高压的冷媒蒸汽。

螺杆式压缩机具有结构紧凑、振动小、噪音低等优点。

压缩机的工作原理实质上是通过提供能量，将低温低压冷媒蒸汽进行压缩，从而提高其温度和压力，使其能够流动到冷凝器中进行冷却散热。

二、冷凝器的工作原理冷凝器是压缩机排出的高温高压冷媒蒸汽的冷却器，其主要作用是将高温高压的冷媒蒸汽冷却成高压液体冷媒，并释放出热量。

冷凝器按其工作方式可分为风冷式冷凝器、水冷式冷凝器等，但它们的工作原理基本相似。

冷凝器的工作原理：当高温高压的冷媒蒸汽从压缩机排出后，进入冷凝器内部，通过冷凝器的管道结构，使冷媒蒸汽与冷却介质（通常为空气或水）进行换热，导致冷媒蒸汽温度下降，从而冷却成高压液体冷媒。

冷却介质被加热，带走了冷媒蒸汽中的热量。

高温高压的冷媒在冷凝器内部逐渐冷却凝结成为高压液体冷媒，冷凝后的冷媒液体会通过管道进入蒸发器。

冷凝器与蒸发器的区别
冷凝器和蒸发器都属于热交换器。

所谓的热交换，就是有两种或两种以上温度不同的流体间相互传热的设备，所以也称之为热交换设备。

因此冷凝器和蒸发器的结构形式虽然多种多样但是工作原理是相同的，都是通过制冷剂与流经其容器表面的外界介质换热的设备，即都是一种换热器。

在影响传热的因素上冷凝器和蒸发器也是相同的，其传热量跟换热面积、传热温差、传热系数都有管关系。

冷凝器和蒸发器的工作形式却是不同的，冷凝器是给介质降温液化，对外放热；蒸发器是介质吸热气化，吸收外界热量的，也就是制冷剂是由气态变为液态，是一个冷凝放热过程，其内压力一般很高；而蒸发器的制冷剂是由液态变为气态，是一个蒸发吸热过程，其内压力一般较低。

总结而言冷凝器是制冷装置中主要的热交换设备之一，它的作用是将制冷机升压排出的制冷剂过热蒸汽冷却冷凝成制冷剂液体，并放热于冷却介质中。

常用的冷却介质是：水和空气。

蒸发器是制冷系统中用于制冷剂与低温热源间进行热交换的设备，也是制冷装置中的主要热交换设备之一。

在蒸发器中，制冷剂液体在低压低温下汽化吸收被冷却介质的热量，成为低温低压下的制冷剂干饱和气体或过热蒸汽，从而在制冷系统中产生和输出冷量。

蒸发器位于节流阀和制冷机回气总管之间或连接于汽液分离设备的供液和回气管之间，并安装在需要冷却、冻结的冷间或场所。