冷热源工程课件制冷系统设备与机组lyh.ppt

1、冷热源工程刘映辉刘映辉建筑工程学院建筑工程学院第第4 4章制冷系统设备与机组章制冷系统设备与机组本章主要内容本章主要内容4.1冷凝器与蒸发器冷凝器与蒸发器4.2节流机构节流机构4.3辅助设备辅助设备4.4制冷机组制冷机组34.1.1 冷凝器冷凝器立式壳管式立式壳管式：用水量多，水质可差：用水量多，水质可差卧式壳管式卧式壳管式：水质要好，水温低：水质要好，水温低套管式：小型水冷系统套管式：小型水冷系统 类型类型自然对流式自然对流式强制对流式强制对流式蒸发式：蒸发式：用水少，空气干燥用水少，空气干燥4.14.1冷凝器与蒸发器冷凝器与蒸发器水冷式水冷式风冷式风冷式4一、水冷式冷凝器一、水冷式冷凝器1

2、、立式管壳冷凝器、立式管壳冷凝器1）结构特点：）结构特点：外壳是用钢板卷制成的大圆筒，圆筒两端焊有管板，板上用涨管法或焊接固定着无缝钢管。冷却水自上而下在管内流过，氨气在壳体内管族之间冷凝后沿管外壁流下，经出液管流入贮液器。5配水箱分水器向下流动钢管内侧构成薄膜状提高冷却效果节省水。62 2）优缺点：）优缺点：A A）垂直安装，占地面积小；）垂直安装，占地面积小；B B）无冻结危险，可以安装在室外；）无冻结危险，可以安装在室外；C C）冷却水自上而下直通流动，便于清除铁锈和）冷却水自上而下直通流动，便于清除铁锈和污垢，可在制冷系统运行情况下清洗，对冷却水质污垢，可在制冷系统运行情况下清洗，对冷

3、却水质量要求不高量要求不高;D D）气态制冷剂从中部进入，方向垂直于管束，）气态制冷剂从中部进入，方向垂直于管束，能很好地冲刷钢管外表面，使之不致形成较厚的液能很好地冲刷钢管外表面，使之不致形成较厚的液膜，故传热系数较高膜，故传热系数较高;E E）缺点缺点是冷却水耗量大，体形比较笨重。是冷却水耗量大，体形比较笨重。立式管壳冷凝器适用于水源充足、水质较差的立式管壳冷凝器适用于水源充足、水质较差的地区。地区。用于大、中型氨制冷系统中用于大、中型氨制冷系统中。72、卧式管壳冷凝器、卧式管壳冷凝器 卧式壳管冷凝器的外壳是用钢板卷制焊接而成的圆筒体。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

4、定在管板的管孔中。8 筒体两端装有端盖，筒体两端装有端盖，端盖内设有隔板端盖内设有隔板，将管子按一定的，将管子按一定的管数和流向分成管数和流向分成几个流程几个流程（几个管组）。（几个管组）。卧式卧式 通常通常采用偶数流程采用偶数流程，以便把冷却水进出管安装在同，以便把冷却水进出管安装在同一端盖上。冷却水从端盖的下部进入，按顺序通过每个管组一端盖上。冷却水从端盖的下部进入，按顺序通过每个管组（这样由于冷却水的行程长，冷却水进出口的温差可以有较（这样由于冷却水的行程长，冷却水进出口的温差可以有较大提高，因此可以使冷却水用量较少，操作管理方便），大提高，因此可以使冷却水用量较少，操作管理方便），从从

5、端盖的上部流出。另一端盖的上侧装有放气旋塞，以便在充端盖的上部流出。另一端盖的上侧装有放气旋塞，以便在充水时排出空气；下部装有放水旋塞，在冬季冷凝器停止使用水时排出空气；下部装有放水旋塞，在冬季冷凝器停止使用时将水排尽，以免冻裂管子。时将水排尽，以免冻裂管子。9 卧式壳管冷凝器的优点是传卧式壳管冷凝器的优点是传热系数较高，冷却水耗用量较热系数较高，冷却水耗用量较少（但对水质要求较高），目少（但对水质要求较高），目前己广泛应用于氨（大、中、前己广泛应用于氨（大、中、小型）和氟利昂制冷系统中。小型）和氟利昂制冷系统中。10优点优点：结构简单、制作方便，它可以套放在全封闭制：结构简单、制作方便，它可

6、以套放在全封闭制冷压缩机的周围，节省占地面积。冷压缩机的周围，节省占地面积。缺点：缺点：清洗水垢比清洗水垢比较困难，单位传热面积的金属耗量大。较困难，单位传热面积的金属耗量大。一般仅用于小型氟利昂制冷装置中。一般仅用于小型氟利昂制冷装置中。3、套管式冷凝器、套管式冷凝器在一根较大直径的无缝钢管内在一根较大直径的无缝钢管内套有一根或数根小直径的铜管套有一根或数根小直径的铜管(光管或低肋管光管或低肋管)，并弯制成螺，并弯制成螺旋型或蛇形。旋型或蛇形。冷却水与制冷剂冷却水与制冷剂成逆向流动成逆向流动，以增强传热效果。，以增强传热效果。1112二、空气冷却式冷凝器二、空气冷却式冷凝器 自然和强制自然和

7、强制对流冷却丝管式冷凝器 自然对流自然对流13 强制强制对流冷却以空气作为冷却介质的，由几组蛇型盘管组成。在盘管外加肋片，采用风机加速空气的流动，以加强空气侧的传热效果。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。14 空气冷却式冷凝器最大的优点是不用冷却水，因此特别适用于缺乏水源的地区。空气冷却式冷凝器已广泛应用于中、小型氟利昂空调机组中(如窗式空调器、立柜式空调机组等)，而且在大型的冷、热水机组中也开始逐步采用。缺点是传热系数小。15汽车空调冷凝器 风冷式冷凝器 翅片式冷凝器 16三、蒸发式冷凝器三、蒸发式冷凝器 制冷剂蒸气是在管内冷凝，冷凝时放出的热量同时制

8、冷剂蒸气是在管内冷凝，冷凝时放出的热量同时被水和空气带走。被水和空气带走。制冷剂蒸气从蛇形盘管上部进入，冷制冷剂蒸气从蛇形盘管上部进入，冷凝后由下部排出。凝后由下部排出。水盘内的冷却水由循环水泵送到盘管水盘内的冷却水由循环水泵送到盘管上部，经喷嘴喷淋在盘管的外表面，一上部，经喷嘴喷淋在盘管的外表面，一部分冷却水吸热而蒸发，未蒸部分冷却水吸热而蒸发，未蒸发的喷淋发的喷淋水仍流进水盘内。水仍流进水盘内。装设风机装设风机，以使空气加大流速自下而，以使空气加大流速自下而上地流经盘管，不断带走水蒸气，上地流经盘管，不断带走水蒸气，加速加速喷淋水的汽化喷淋水的汽化。为防止末汽化的水滴被空气带走，在为防止末

9、汽化的水滴被空气带走，在箱体上部还装有箱体上部还装有挡水板挡水板。压送式压送式17吸入式吸入式，风机放在挡水板上方，风机放在挡水板上方，条件比较恶劣，但气流均匀。条件比较恶劣，但气流均匀。18 蒸发式冷凝器主要是利用冷却水的汽化来吸收制冷剂蒸气冷凝时放出的热量的（水的潜热约2500KJ，而1KG水在水冷式中只带走25-35KJ的热量），所以耗水量很小耗水量很小。理论上耗水量是水冷式的 。蒸发式冷凝器特别适用于缺水地区，通常安装在制冷机房的屋顶上。用于大中型氨机。194.1.2 蒸发器蒸发器冷却空气的蒸发器冷却空气的蒸发器空气自然对流时空气自然对流时多采用光盘管结构多采用光盘管结构空气强制对流时

10、空气强制对流时采用翅片管结构采用翅片管结构冷却液体（水或其它液冷却液体（水或其它液体载冷剂）的蒸发器体载冷剂）的蒸发器分类：分类：201、按供液方式的不同分按供液方式的不同分：满液式、非满液式、循环：满液式、非满液式、循环式和喷淋式四种。式和喷淋式四种。a）满液式蒸发器内充满了液态制冷剂，使传热面）满液式蒸发器内充满了液态制冷剂，使传热面与液态制冷剂接触，所以满液式蒸发器的沸腾与液态制冷剂接触，所以满液式蒸发器的沸腾放热系放热系数较大数较大。缺点是。缺点是要加入大量的制冷剂要加入大量的制冷剂，另外，如果采，另外，如果采用与润滑油溶解的制冷剂，润滑油将难于返回压缩机。用与润滑油溶解的制冷剂，润滑

11、油将难于返回压缩机。属于这类的有立管式、螺旋管式和卧式壳管蒸发器等属于这类的有立管式、螺旋管式和卧式壳管蒸发器等。(氨机常用）氨机常用）21 b b）非满液式蒸发器）非满液式蒸发器主要用于主要用于氟利昂氟利昂制冷系统制冷系统。制冷。制冷剂经膨胀阀节流后直接进入蒸发器，在蒸发器内制冷剂处剂经膨胀阀节流后直接进入蒸发器，在蒸发器内制冷剂处于气、液共存的状态。传热效果比满液式的差。优点是于气、液共存的状态。传热效果比满液式的差。优点是充充液量少液量少，润滑油容易返回压缩机润滑油容易返回压缩机。属于这类蒸发器的有干。属于这类蒸发器的有干式壳管蒸发器、直接蒸发式空气冷却器和冷却排管。式壳管蒸发器、直接蒸

12、发式空气冷却器和冷却排管。22 c c）循环式蒸发器是依靠重力或泵使制冷剂在蒸发器）循环式蒸发器是依靠重力或泵使制冷剂在蒸发器中循环吸热直至完全气化。沸腾放热系数较高，并且润滑中循环吸热直至完全气化。沸腾放热系数较高，并且润滑油不易在蒸发器中积存。设备费用较高，油不易在蒸发器中积存。设备费用较高，所以目前只在大、所以目前只在大、中型冷藏库中使用。中型冷藏库中使用。e e）喷淋式蒸发器是用泵把制冷剂送至喷嘴，然后喷）喷淋式蒸发器是用泵把制冷剂送至喷嘴，然后喷淋在传热面上，这样淋在传热面上，这样可减少制冷剂的充液量可减少制冷剂的充液量，又能消除静，又能消除静液高度对蒸发温度的影响。溴化锂吸收液高度

13、对蒸发温度的影响。溴化锂吸收式制冷机中采用。式制冷机中采用。其他场合，费用高较少使用其他场合，费用高较少使用23一、满液式蒸发器1、水箱式蒸发器直管直管或螺旋管装在矩形的水箱内。上集管的一端焊有或螺旋管装在矩形的水箱内。上集管的一端焊有液体分离器液体分离器。下集管的。下集管的一端与集油器相连。一端与集油器相连。每组蒸发管组的中部有一根穿过上集管通向下集管的每组蒸发管组的中部有一根穿过上集管通向下集管的竖管竖管（冲击力形成循（冲击力形成循环动力）。环动力）。水箱中装有水箱中装有搅搅拌器拌器和隔板，使水和隔板，使水箱中的冷冻水按一箱中的冷冻水按一定的方向和速度循定的方向和速度循环流动。水箱还装环流

14、动。水箱还装有溢水管和泄水管有溢水管和泄水管等。等。循环良好，传循环良好，传热效果较好。（氨热效果较好。（氨制冷系统）。制冷系统）。动画动画 24 螺旋管螺旋管式蒸发器与立管式蒸发器的主要区别在于它以螺式蒸发器与立管式蒸发器的主要区别在于它以螺旋管代替两集管之间的立管，当传热面积相同时，其外形尺旋管代替两集管之间的立管，当传热面积相同时，其外形尺寸比立管式的小，结构紧凑，又可减少焊接工作量，减少泄寸比立管式的小，结构紧凑，又可减少焊接工作量，减少泄露机会。露机会。252、卧式壳管卧式壳管蒸发器蒸发器 构造与卧式壳管冷凝器相似。构造与卧式壳管冷凝器相似。制冷剂在管外空间汽化，载冷剂制冷剂在管外空

15、间汽化，载冷剂在管内流动在管内流动。为了保证载冷剂在管内具有一定的流速，在两端盖内。为了保证载冷剂在管内具有一定的流速，在两端盖内铸有隔板，使载冷剂铸有隔板，使载冷剂多流程多流程通过蒸发器。通过蒸发器。制冷剂液体从进液口进入管外空间，充满筒体空间的制冷剂液体从进液口进入管外空间，充满筒体空间的70%-80%70%-80%，吸热汽化后的制冷剂蒸气上升至液体分离器，分离后的蒸气被压缩吸热汽化后的制冷剂蒸气上升至液体分离器，分离后的蒸气被压缩机机吸入，制冷剂液滴仍落入蒸发器内。吸入，制冷剂液滴仍落入蒸发器内。26 充液量：充满过高，由于蒸发器形成大量泡沫可能充液量：充满过高，由于蒸发器形成大量泡沫可

16、能造成回气中带有液体，冲缸；反之，充液不足，部分造成回气中带有液体，冲缸；反之，充液不足，部分传热面不与制冷剂接触，降低传热效果。传热面不与制冷剂接触，降低传热效果。为了能观察到蒸发器内的液体，在液体分离器和壳为了能观察到蒸发器内的液体，在液体分离器和壳体之间装设一根体之间装设一根旁通管旁通管，旁通管上的结霜处即表示蒸，旁通管上的结霜处即表示蒸发器内的液位。发器内的液位。氨蒸发器的底部焊有集油器，可定期放出沉集在其氨蒸发器的底部焊有集油器，可定期放出沉集在其中的润滑油。中的润滑油。这种形式的蒸发器具有传热性能好，结构紧凑等优这种形式的蒸发器具有传热性能好，结构紧凑等优点。但是，点。但是，当采用水为载冷剂时，操作不当，易发生当采用水为载冷剂时，操作不当，易发生冻结事故。冻结事故。27卧式满液式蒸发器结构卧式满液式蒸发器结构氟利昂系统也可用这种蒸发器，为提高制冷剂侧的放热系数，传热管大多采用低肋铜管。但由于充液量大(贵)且回油困难，建议采用干式壳管蒸发器28二、二、干式壳管干式壳管蒸发器蒸发器 a.冷却液体冷却液体构造与满液式的一样，区别在于构造与满液式的一样，区别在于:制冷剂在传热管内汽