冷凝器的选用课件

项目5冷凝器的选用5.1换热器的基本原理5.1.1换热器的工作原理按构造不同，普通制冷与空调设备中的换热器形式主要有：管壳式、套管式和肋片管式。（1）管壳式由一个大的外壳和许多管子组成，管外各管设有一些圆缺形的档板。一种流体在管外(壳内)流动，档板可提高它的流速，使流体可充分流经全部管面，并使流体对管子表面的冲刷角尽量接近90度，从而提高管外侧换热系数。另一种流体在管内流动。这种流体从管的一端单程流到管的另一端称为管程。冷水机组的蒸发器和冷凝器大多都是管壳式换热器，制冷剂在壳内流动，而冷水或冷却水在管内流动。项目5冷凝器的选用5.1换热器的基本原理5.1.1换热器的工作原理(2)套管式——是将小口径铜管套在大口径钢管或铜管中，用弯管机弯成圆螺旋形制成，冷却水在内管中流动，下进上出；而气态制冷剂则由上部进入外套管内。冷凝液从下部流出，制冷剂与冷却水呈逆流。(3)肋片管式——它是在盘管束外侧加肋，肋片与管的连接方式有张力缠绕式、嵌片式、胀管连接、焊接、整体轧制、铸造或机加工(如车削)等。这种换热器适用于两侧流体换热系数相差较大的情况。例如风冷式冷凝器，冰箱或冷库用的盘管式蒸发器，风机盘管空调器等。管外侧空气的换热系数较管内流动的冷水、热水或制冷剂的换热系数要小得多，都采用肋片管式换热器。项目5冷凝器的选用5.1换热器的基本原理5.1.2换热器强化传热措施传热方程式：Q=K·F·△t，提高传热系数K、扩展传热面积及增大传热温差，都可使换热器传热量增大。换热器强化传热措施：扩展传热面积。应着眼于合理地提高设备单位体积的传热面积，这上要通过改进传热面的结构，如采用肋片管、波纹管、板翅式换热面等来实现。提高热流体的温度和降低冷流体的温度。可加大传热温差，但这会受到工艺或设备条件的限制。设法减小传热总热阻。这以减小各串联热阻中最大热阻的阻值最有效。增大流体流速。采用小管径，在管内加插入物增加流体的扰动与混合。定期清洗传热面，去除污垢。对于实际的换热设备，应进行具体的综合分析，兼顾设备制造的难易、运行检修是否方便，与工艺要求有无矛盾、能耗和经济性各个方面来考虑采用哪些强化传热的措施。项目5冷凝器的选用5.2冷凝器基本结构与工作原理冷凝器的作用:使制冷压缩机排出的过热蒸气冷却冷凝为高压液体。冷凝器分类:按冷却方式:水冷式、空气冷却式、蒸发式和淋激式冷凝器等。项目5冷凝器的选用5.2冷凝器基本结构与工作原理6.2.1水冷式冷凝器——在水冷式冷凝器中，制冷剂放出的热量被冷却水带连。冷却水可以一次流过，也可以用冷却塔冷却后循环使用。水冷式冷凝器形式主要有：壳管式、套管式等。项目5冷凝器的选用5.2冷凝器基本结构与工作原理5.2.1水冷式冷凝器1．立式壳管冷凝器优点:占地面积小，可以装在室外缺点:是冷却水消耗量较大。立式壳管冷凝器多用于大、中型氨制冷系统.项目5冷凝器的选用5.2冷凝器基本结构与工作原理5.2.1水冷式冷凝器2、卧式壳管冷凝器外壳两端焊有两块圆形的管板，传热管两端用涨管或焊接法固定在管板的管孔中。筒体两端装有端盖，端盖内设有隔板，将管子按一定的管数和流向分成几个流程，使冷却水按一定的流向在管内依次流过。项目5冷凝器的选用5.2冷凝器基本结构与工作原理5.2.1水冷式冷凝器2、卧式壳管冷凝器冷却水从端盖的下部进入，从端盖的上部流出。制冷剂端从圆筒体的上部进入，从下部流出。氨卧式壳管冷凝器通常用声(25—32)mm的无缝钢管制造；氟利昂卧式壳管冷凝器大多数采用滚压肋片铜管，以提高制冷剂侧的传热效果。优点：传热系数较高，冷却水耗用量较少。应用广泛.项目5冷凝器的选用5.2冷凝器基本结构与工作原理5.2.1水冷式冷凝器3、套管式冷凝器制冷剂蒸气从上部进入外套管内，冷凝后的液体由下部流出。冷却水由下部进入内管，吸热后从上部流出.套管式冷凝器应用于立柜式空调机组的制冷系统中。项目5冷凝器的选用5.2冷凝器基本结构与工作原理5.2.2、空气冷却式冷凝器空气冷却式冷凝器以空气作为冷却介质；它由几组蛇型盘管组成；制冷剂蒸气从上部的分配集管进入蛇形管中，冷凝的液体沿管子流下，由下部排出。优点：不用冷却水，特别适用于缺乏水源的地区。空气冷却式冷凝器广泛应用于中、小型氟利昂空调机组中。项目5冷凝器的选用5.2冷凝器基本结构与工作原理5.2.3、蒸发式冷凝器制冷剂蒸气从蛇形盘管上部进入，冷凝后由下部排出。风机使空气加大流速自下而上地流经盘管，不断带走水蒸气，加速喷淋水的汽化；蒸发式冷凝器主要利用冷却水的汽化来吸收制冷剂蒸气冷凝时放出的热量，耗水量很小。蒸发式冷凝器特别适用于缺水地区。项目5冷凝器的选用5.3冷凝器的选用5.3.1冷凝器的选择计算1．冷凝器的热负荷Qk=Q0+Ni(kW)指示功率Ni和制冷量Q0与制冷压缩机运行工况有关，Qk也可按下式计算Qk=ψQ0(kW)式中，ψ为冷凝器的热负荷系数。项目5冷凝器的选用5.3冷凝器的选用5.3.1冷凝器的选择计算2．冷凝器的选型冷凝器的选型一般原则为：(1)立式冷凝器适用于水源丰富的地区，对水质要求不高，可布置在机房外；(2)卧式冷凝器适用于水温较低、水质较好的地区，一般布置在机房内；(3)淋激式冷凝器适用于空气相对湿度较低，水源缺少的地区，一般布置在室外通风良好的地方；(4)蒸发式冷凝器适用于空气相对湿度较低，水源缺少的地区，对水质要求较高，应布置在室外通风处。项目5冷凝器的选用5.3冷凝器的选用5.3.1冷凝器的选择计算3．传热温差冷凝器内制冷剂和冷却水之间的平均温差∆tm用下式计算。∆tm=(tw2－tw1)/2.3lg(tk－tw1)/(tk－tw2)式中tk——冷凝温度，℃；tw1——冷凝器进水温度，℃；tw2——冷凝器出水温度，℃；冷凝器进、出水温度取：立式壳管冷凝器tw2－tw1=2～4℃卧式壳管冷凝器tw2－tw1=4～6℃淋激式冷凝器tw2－tw1=2～3℃项目5冷凝器的选用5.3冷凝器的选用5.3.1冷凝器的选择计算4、传热面积：Fk=Qk/K∆tm=Qk/q（m2）式中K——冷凝器的传热系数，W／m2.K；q——热流密度，W／m2。5、冷凝器冷却水量的计算Vk=3600Qk/1000Cw(tw2－tw1)（m3/h）式中，Cw为冷却水的比热，kJ／kg.K。项目5冷凝器的选用5.3冷凝器的选用5.3.1冷凝器的选择计算6．冷却水的流动阻力∆P=[fmNl/di+1.5(n+1)]w2ρ/2式中，fm——沿程阻力系数。对于水，当雷诺数Re105时，fm=0.3164/Re0.5N——流程数；l——单根传热管长度，mdi——传热管的内径，m；w——冷却水在管内的流速，m／s；ρ——冷却水的密度，kg／m3。项目5冷凝器的选用5.3冷凝器的选用5.3.1冷凝器的选择计算项目5冷凝器的选用5.3冷凝器的选用5.3.2冷凝器选用应注意的问题一、水冷冷凝器水冷冷凝器换热效果好、冷凝温度低、受环境温度影响小、机组制冷量大等。在制冷设备中得到了广泛使用。问题：目前在市场上各厂家生产的水冷冷凝器，虽然型号相同、外形相似，但内在质量却参差不齐、有着天壤之别。选择失误后果：选用一台不合格的冷凝器将会导致系统压力升高、制冷量下降、降温速度慢、能耗增加、压缩机工作时间延长、缩短机组的使用寿命、甚至导致压缩机的损坏，造成设备不能正常工作。项目5冷凝器的选用5.3冷凝器的选用5.3.2冷凝器选用应注意的问题一、水冷冷凝器水冷冷凝器选用时应注意以下几点：1、要看该产品的供应商有没有合法的由国家质量监督总局颁发的（压力容器生产许可证）。因为水冷冷凝器使用压力为18kgf/cm2左右，属于IIME类压力容器范畴，只有在获得压力容器生产许可证后才能合法生产，用户也才能合法使用；2、要看产品的出厂证明是否齐全，如（产品质量证明书）、（主要受压元件材料明细表）、（产品主要技术特性表）、（压力试验表）、（产品竣工图）、（地方质量监督局的监检证明）等。因为只有具备了这些材料之后，用户才能到当地的质量监督局申请备案，设备也才能投入合法使用。3、要看产品所使用的筒体材料是否是符合国家标准GB8163的（输送流体用的无缝钢管），厚度是否达到要求。如果采用的是没有经过压力试验和无损探伤检测过的有缝钢管或卷板焊接，不仅价格相差很多而且产品质量及使用安全性无法得到保障。项目5冷凝器的选用5.3冷凝器的选用5.3.2冷凝器选用应注意的问题一、水冷冷凝器水冷冷凝器选用时应注意以下几点：4、要看产品使用的换热管：目前在市场上主要采用的换热管有低肋管和高效B型管，高效B型管的换热面积要比低肋管高出25%左右，两者价格也相差不少；低肋管外表面积为0.1415m2/m、而高效B型管的换热面积为0.175m2/m，购买时可根据换热管的数量及有效长度乘以每米长的外表面积得出总外表面积来核对换热面积是否准确；5、要看性价比：购买水冷冷凝器时只注重表面价格，是不对的。因为我们在选型的时候是根据设计工况下的所需要的冷凝负荷来计算所需要的换热面积来进行选型的。对于水冷冷凝器热流密度一般为：5000～8000W/m2，因此在选用时应比对有效换热面积及使用材料与价格的性价比。项目5冷凝器的选用5.3冷凝器的选用5.3.2冷凝器选用应注意的问题二、空冷式冷凝器采用强迫对流式。强迫对流空冷式冷凝器借助于轴流风机或离心风机使空气以2～3m/s的迎面速度横掠肋管束，吸收管内制冷剂放出的热量。采用肋管强化空气侧的传热。肋管通常采用铜管铝片，也有采用钢管钢片或铜管铜片者。肋片大多为连续整片，制成肋片组，也有采用螺旋绕片者。肋片的节距一般为1.5～3mm。气态制冷剂在水平管内冷凝放热。当迎面风速为2～3m/s时，空冷式冷凝器的传热系数(以外表面积为准)约为24～28W(m2/·K)。项目5冷凝器的选用5.3冷凝器的选用5.3.2冷凝器选用应注意的问题二、空冷式冷凝器与空冷式冷凝器相比，制冷压缩机的容量需大20％。由于夏季室外温度较高(约30～35℃)，冷凝温度比较高，一般可达50℃左右，为了获得同样的制冷量。运行费也比较高。空冷式冷凝器多用于小型制冷机组。目前，由于水源紧张，空气污染造成冷却塔或蒸发式冷凝器腐蚀，空冷式冷凝器受到青睐。采用空冷式冷疑器应注意防止冬季运行时压力过低，冷凝压力过低会引起蒸发器前给液压差的不足，从而使蒸发器缺液，导致制冷能力降低。项目5冷凝器的选用5.3冷凝器的选用5.3.3冷凝器的选用一、水冷冷凝器的选用1、LN30--450B立式冷凝器立式冷凝器在制冷系统中的作用是将氨压缩机排出的高压氨气冷凝成为高压氨氨液。设计压力与试验压力试验压力：水压试验：2.5Mpa气密试验：2Mpa设计压力：2MPa1、LN30--450B立式冷凝器技术数据表一图号设计压力MPa水压试验压力MPa气密性试验压力MPa换热面积容器类别壳程管程壳程壳程壳程m2DNSLN30常压22.5230二Φ4508LN3535Φ500LN5555Φ600LN7575Φ650LN100100Φ75010LN120120Φ800LN150150Φ900LN150B150Φ100012LN200200Φ1100LN250250Φ120014LN310310Φ135016LN370B370Φ160018LN450B450Φ170020技术数据表二图号冷凝管重量Kg直径管数LN30Φ38531170LN35611350LN55971850LN751311752300LN1003100LN1202113600LN1502654450LN150BΦ511985400LN200Φ383536050LN2504417500LN3105479350LN370BΦ5148713170LN450B591156701、LN30--450B立式冷凝器技术数据表二项目5冷凝器的选用5.3冷凝器的选用5.3.3冷凝器的选用一、水冷冷凝器的选用2、DWN25-420卧式冷凝器卧式冷凝器在制冷系统中的作用是将氨压缩机压缩的高压氨气冷凝成为高压液氨。设计压力和试验压力1.试验压力：氨侧：水压试验