制冷原理与装置-制冷设备培训课件
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冷却水在冷凝器内流过一次称做一个流程。
采用多流程设计主要是为了减小水的流通面 积，提高冷却水流速，增强水侧换热效果。 国产卧式壳管式冷凝器一般为 4~10 个流程。
传热管可采用钢管，也可采用铜管。采用 铜管时传热系数可提高10%左右。铜管易于 在管外加工肋片，以利于氟利昂侧的传热， 一般在采用铜质肋片管以后，其氟利昂侧换 热系数较相同规格光管大1.5~2倍。
从传热性能和经济性分析，宜采用螺旋管式蒸 发器取代直管式蒸发器。
2.干式蒸发器 干式蒸发器是一种制冷剂液体在传热管内能够
完全气化的蒸发器。其传热管外侧的被冷却介质 是载冷剂（水）或空气，制冷剂则在管内吸热蒸 发，其流量约为传热管内容积的20%~30%。增加 制冷剂的质量流量，可增加制冷剂液体在管内的 湿润面积。同时其进出口处的压差随流动阻力增 大而增加，以至使制冷系数降低。
(1) 冷却液体介质的干式蒸发器：
干式壳管式蒸发器的特点是：
①能保证进入制冷系统的润滑油顺利返回压缩机； ②所需要的制冷剂充注量较小，仅为同能力满液 式蒸发器的1/3; ③用于冷却水时，即使蒸发温度达到 0C ，也不 会发生冻结事故；
④可采用热力膨胀阀供液，这比满液式的浮球阀 供液更加可靠。
此外，对于多程式干式蒸发可能会发生同流程 的传热管气液分配不均的情况。
4、掌握制冷装置中各种管道的计算方法。 5、了解制冷装置中常用的绝热材料及计算方法。
第二节 制冷装置的换热设备
一、制冷装置热交换设备的结构 （一）冷凝器 1. 水冷式冷凝器 工作原理：用水作为冷却介质，带走制冷剂冷凝时放出的 热量。 (1) 壳管式冷凝器：
特点：水在管内流动，制冷剂蒸气在管外凝结。 壳管式冷凝器的形式及适用场合：
（二）蒸发器 蒸发器按其冷却的介质不同分为冷却液体载冷
剂的蒸发器和冷却空气的蒸发器。根据供液方式 的不同，有满液式、干式、循环式和喷淋式等。
1. 满液式蒸发器 结构型式: （1）卧式壳管式、（2）直管式、 （3）螺旋管式等。
(1)卧式壳管式满液式蒸发器：
工作原理：制冷剂在壳内管外蒸发；载冷剂在管内流动， 一般为多程式。载冷剂的进出口设在端盖上，取下进上出 走向。制冷剂液体从壳底部或侧面进入壳内，蒸气由上部 引出后返回到压缩机。壳内制冷剂始终保持约为壳径的 70%~80%静液面高度。
(2)立式蒸发器（直管式和螺旋管式蒸发器）：
工作特点：制冷剂液体在管内蒸发吸热，载冷剂 在管外循环流动，通过搅拌器以增强传热效果， 使管外载冷剂降温。
优点：在蒸发温度降低时也不会发生传热管冻裂。 缺点：在使用盐水作载冷剂时，因其与空气接触 易造成传热管严重腐蚀。因此应注意加强系统与 空气隔离的措施。
第六章 制冷设备
学习要点：
1、掌握制冷装置中的主要换热设备包括: 冷凝器、 蒸发器、冷凝－蒸发器、中间冷却器、回热器、过冷 器等的结构特点、工作原理及设计计算。
2、掌握热力膨胀阀、电子膨胀阀及毛细管节流装 置的工作原理、结构特点及计算方法。
3、了解各种辅助设备包括: 油分离器、空气分离器、 气液分离器、贮液器、过滤干燥器以及膨胀容器等的 工作原理及结构特点。
(2) 冷却空气的干式蒸发器： 1) 冷却自由运动空气的蒸发器：
a) 墙排管 b)顶排管 c)搁架式排管
管：φ4～6mm, 邦迪管（钢 管外镀铜）
管间距：4～10cm 翅片：φ1.4~1.6丝 翅片间距：4~10mm 传热系数：
15~17.5W/(m2 K)
(2) 空气强制流动的空冷冷凝器
肋片一般采用 0.2 ~ 0.4mm 铝片制成，
套在 10 ~ 16mm 铜管外，由弯头连接成蛇
管管组。肋片根部用二次翻边与管外壁接触，
2）立式壳管式冷凝器： 结构特点：与卧式壳管式冷凝器的不同点在 于它的壳体两端无端盖，制冷剂过热蒸气由 竖直壳体的上部进入壳内，在竖直管簇外冷 凝成为液体，然后从壳体下部引出。壳体的 上端口设有配水槽，管簇的每一根管口装有 一个水分配器，冷却水通过该分配器上的斜 分水槽进入管内，并沿内表面形成液膜向下 流动，以提高表面传热系数，节约冷却水循 环量。冷却水由下端流出并集中到水池内， 再用泵送到冷却塔降温后，可循环使用。
1）立式壳管式冷凝器，适用于大型氨制冷装置；
2） 卧式壳管式冷凝器，普遍使用大、中型氨或 氟利昂制冷装置中。
1)卧式壳管式冷凝器： 结构特点：卧式壳管式冷凝器在管板外侧设 有左右端盖，盖的内侧具有满足水流程需要 的隔腔，保证冷却水在管程中往返流动，使 冷却水从一侧端盖的下部进入冷凝器，经过 若干个流程后由同侧端盖的上部流出。
（2）套管式冷凝器：它是由不同直径的管 子套在一起，并弯制成螺旋形或蛇形的一种 水冷式冷凝器。
2. 空气冷却式冷凝器
(1)空气自由运动的空冷冷凝器：该冷凝器利用空气在 管外流动时吸收制冷剂排放的热量后，密度发生变化 引起空气的自由流动而不断地带走制冷剂蒸气的凝结 热。它不需要风机，没有噪声，多用于小型制冷装置。
采用壳管式满液式蒸发器应注意以下问题： 1) 以水为载冷剂，其蒸发温度降低到 以下时，管内可能会结冰，严重时会导致传 热管胀裂。 2) 低蒸发压力时，液体在壳体内的静液柱 会使底部温度升高，传热温差减小。 3) 与润滑油互溶的制冷剂，使用满液式蒸 发器存在着回油困难。 4) 制冷剂充注量较大。同时不适于机器在 运动条件下工作，液面摇晃会导致压缩机冲 缸事故。
经机械或液压胀管后，二者紧密接触以减少
其传热热阻。一般肋片距离在2~4mm范围。
由低噪声轴流式通风机迫使空气流过肋片间
隙，通过肋片及管外壁与管内制冷剂蒸气进
行热交换，将其冷凝成为液体。这种冷凝器
的传热系数较空气自由流动型冷凝器高，约
为
。适用于ห้องสมุดไป่ตู้、小型氟利
昂制冷装置。
3.蒸发式冷凝器 蒸发式冷凝器以水和 空气作为冷却介质。 它利用水蒸发时吸收 热量使管内制冷剂蒸 气凝结。水经水泵提 升再由喷嘴喷淋到传 热管的外表面，形成 水膜吸热蒸发变成水 蒸气，然后被进入冷 凝器的空气带走。未 被蒸发的水滴则落到 下部的水池内。箱体 上方设有挡水栅，用 于阻挡空气中的水滴散失。
采用多流程设计主要是为了减小水的流通面 积，提高冷却水流速，增强水侧换热效果。 国产卧式壳管式冷凝器一般为 4~10 个流程。
传热管可采用钢管，也可采用铜管。采用 铜管时传热系数可提高10%左右。铜管易于 在管外加工肋片，以利于氟利昂侧的传热， 一般在采用铜质肋片管以后，其氟利昂侧换 热系数较相同规格光管大1.5~2倍。
从传热性能和经济性分析，宜采用螺旋管式蒸 发器取代直管式蒸发器。
2.干式蒸发器 干式蒸发器是一种制冷剂液体在传热管内能够
完全气化的蒸发器。其传热管外侧的被冷却介质 是载冷剂（水）或空气，制冷剂则在管内吸热蒸 发，其流量约为传热管内容积的20%~30%。增加 制冷剂的质量流量，可增加制冷剂液体在管内的 湿润面积。同时其进出口处的压差随流动阻力增 大而增加，以至使制冷系数降低。
(1) 冷却液体介质的干式蒸发器：
干式壳管式蒸发器的特点是：
①能保证进入制冷系统的润滑油顺利返回压缩机； ②所需要的制冷剂充注量较小，仅为同能力满液 式蒸发器的1/3; ③用于冷却水时，即使蒸发温度达到 0C ，也不 会发生冻结事故；
④可采用热力膨胀阀供液，这比满液式的浮球阀 供液更加可靠。
此外，对于多程式干式蒸发可能会发生同流程 的传热管气液分配不均的情况。
4、掌握制冷装置中各种管道的计算方法。 5、了解制冷装置中常用的绝热材料及计算方法。
第二节 制冷装置的换热设备
一、制冷装置热交换设备的结构 （一）冷凝器 1. 水冷式冷凝器 工作原理：用水作为冷却介质，带走制冷剂冷凝时放出的 热量。 (1) 壳管式冷凝器：
特点：水在管内流动，制冷剂蒸气在管外凝结。 壳管式冷凝器的形式及适用场合：
（二）蒸发器 蒸发器按其冷却的介质不同分为冷却液体载冷
剂的蒸发器和冷却空气的蒸发器。根据供液方式 的不同，有满液式、干式、循环式和喷淋式等。
1. 满液式蒸发器 结构型式: （1）卧式壳管式、（2）直管式、 （3）螺旋管式等。
(1)卧式壳管式满液式蒸发器：
工作原理：制冷剂在壳内管外蒸发；载冷剂在管内流动， 一般为多程式。载冷剂的进出口设在端盖上，取下进上出 走向。制冷剂液体从壳底部或侧面进入壳内，蒸气由上部 引出后返回到压缩机。壳内制冷剂始终保持约为壳径的 70%~80%静液面高度。
(2)立式蒸发器（直管式和螺旋管式蒸发器）：
工作特点：制冷剂液体在管内蒸发吸热，载冷剂 在管外循环流动，通过搅拌器以增强传热效果， 使管外载冷剂降温。
优点：在蒸发温度降低时也不会发生传热管冻裂。 缺点：在使用盐水作载冷剂时，因其与空气接触 易造成传热管严重腐蚀。因此应注意加强系统与 空气隔离的措施。
第六章 制冷设备
学习要点：
1、掌握制冷装置中的主要换热设备包括: 冷凝器、 蒸发器、冷凝－蒸发器、中间冷却器、回热器、过冷 器等的结构特点、工作原理及设计计算。
2、掌握热力膨胀阀、电子膨胀阀及毛细管节流装 置的工作原理、结构特点及计算方法。
3、了解各种辅助设备包括: 油分离器、空气分离器、 气液分离器、贮液器、过滤干燥器以及膨胀容器等的 工作原理及结构特点。
(2) 冷却空气的干式蒸发器： 1) 冷却自由运动空气的蒸发器：
a) 墙排管 b)顶排管 c)搁架式排管
管：φ4～6mm, 邦迪管（钢 管外镀铜）
管间距：4～10cm 翅片：φ1.4~1.6丝 翅片间距：4~10mm 传热系数：
15~17.5W/(m2 K)
(2) 空气强制流动的空冷冷凝器
肋片一般采用 0.2 ~ 0.4mm 铝片制成，
套在 10 ~ 16mm 铜管外，由弯头连接成蛇
管管组。肋片根部用二次翻边与管外壁接触，
2）立式壳管式冷凝器： 结构特点：与卧式壳管式冷凝器的不同点在 于它的壳体两端无端盖，制冷剂过热蒸气由 竖直壳体的上部进入壳内，在竖直管簇外冷 凝成为液体，然后从壳体下部引出。壳体的 上端口设有配水槽，管簇的每一根管口装有 一个水分配器，冷却水通过该分配器上的斜 分水槽进入管内，并沿内表面形成液膜向下 流动，以提高表面传热系数，节约冷却水循 环量。冷却水由下端流出并集中到水池内， 再用泵送到冷却塔降温后，可循环使用。
1）立式壳管式冷凝器，适用于大型氨制冷装置；
2） 卧式壳管式冷凝器，普遍使用大、中型氨或 氟利昂制冷装置中。
1)卧式壳管式冷凝器： 结构特点：卧式壳管式冷凝器在管板外侧设 有左右端盖，盖的内侧具有满足水流程需要 的隔腔，保证冷却水在管程中往返流动，使 冷却水从一侧端盖的下部进入冷凝器，经过 若干个流程后由同侧端盖的上部流出。
（2）套管式冷凝器：它是由不同直径的管 子套在一起，并弯制成螺旋形或蛇形的一种 水冷式冷凝器。
2. 空气冷却式冷凝器
(1)空气自由运动的空冷冷凝器：该冷凝器利用空气在 管外流动时吸收制冷剂排放的热量后，密度发生变化 引起空气的自由流动而不断地带走制冷剂蒸气的凝结 热。它不需要风机，没有噪声，多用于小型制冷装置。
采用壳管式满液式蒸发器应注意以下问题： 1) 以水为载冷剂，其蒸发温度降低到 以下时，管内可能会结冰，严重时会导致传 热管胀裂。 2) 低蒸发压力时，液体在壳体内的静液柱 会使底部温度升高，传热温差减小。 3) 与润滑油互溶的制冷剂，使用满液式蒸 发器存在着回油困难。 4) 制冷剂充注量较大。同时不适于机器在 运动条件下工作，液面摇晃会导致压缩机冲 缸事故。
经机械或液压胀管后，二者紧密接触以减少
其传热热阻。一般肋片距离在2~4mm范围。
由低噪声轴流式通风机迫使空气流过肋片间
隙，通过肋片及管外壁与管内制冷剂蒸气进
行热交换，将其冷凝成为液体。这种冷凝器
的传热系数较空气自由流动型冷凝器高，约
为
。适用于ห้องสมุดไป่ตู้、小型氟利
昂制冷装置。
3.蒸发式冷凝器 蒸发式冷凝器以水和 空气作为冷却介质。 它利用水蒸发时吸收 热量使管内制冷剂蒸 气凝结。水经水泵提 升再由喷嘴喷淋到传 热管的外表面，形成 水膜吸热蒸发变成水 蒸气，然后被进入冷 凝器的空气带走。未 被蒸发的水滴则落到 下部的水池内。箱体 上方设有挡水栅，用 于阻挡空气中的水滴散失。