第六章冷凝器

1、第六章冷凝器冷凝器的種類立式殼管式臥式殼管式套管式殼管式水冷冷凝器風(fēng)冷冷凝器蒸發(fā)式冷凝器淋激式冷凝器傳熱系數(shù)高，占地面積小，清洗方便；耗水量大，體型笨重傳熱系數(shù)高，耗水量小，占空間小；水質(zhì)要求高，清洗不易，留出拔管空間傳熱系數(shù)高，機組占地面積小，結(jié)構(gòu)簡單；金屬耗量大，清洗困難，水阻力大不需水，安裝簡單，可置于屋面；傳熱系數(shù)小，受環(huán)境溫度影響大，惡化環(huán)境，除塵困難省水，造價低，結(jié)構(gòu)簡單，水垢易清除，體積小用水作為冷卻介質(zhì)，帶走制冷劑冷凝時放出的熱量。冷卻水可以一次性使用（地下水和地表水），也可以循環(huán)使用。用循環(huán)水時，必須配有冷卻塔或冷水池，保證水不斷得到冷卻。優(yōu)點：制冷能力大，運行經(jīng)濟性好。缺點

2、：水系統(tǒng)比空氣冷卻系統(tǒng)復(fù)雜 水冷式冷凝器殼管式冷凝器套管式冷凝器螺旋板式冷凝器 常用的水冷式冷凝器殼管式冷凝器立式殼管式冷凝器冷卻水靠重力沿管內(nèi)流下的開式殼管式冷凝器，常用于大型氨制冷裝置中。臥式殼管式冷凝器 冷卻水在壓力下流過水平管束的閉式殼管式冷凝器，常用于大、中型氨或氟利昂制冷裝置中。 殼管式冷凝器立式殼管式冷凝器結(jié)構(gòu)及工作原理1-放氣管2-均壓管3-安全閥接管4-配水箱5-管板6-進氣管7-無縫鋼管8-壓力表接管9-出液管10-放油管分水器結(jié)構(gòu)立式殼管式冷凝器外型氣態(tài)制冷劑從中上部進入，很好地沖刷鋼管外表面， 使之不致于形成較厚的液膜，提高傳熱系數(shù)；冷卻水溫升24，換熱系數(shù)約70080

3、0W/（m2），換熱管長約45m。 立式殼管式冷凝器適用水源充足、水質(zhì)較差的地區(qū)，常用于大、中型氨制冷系統(tǒng)中 立式殼管式冷凝器的特點垂直安裝，占地面積?。?無凍結(jié)危險，可安裝在室外，不占用室內(nèi)建筑面積；換熱管是直管，便于清除鐵銹和污垢，且清洗時不必停止系統(tǒng)的運行，對冷卻水水質(zhì)要求不高。冷卻水用量大；制冷劑泄漏不易發(fā)現(xiàn)；體型比較笨重。立式殼管式冷凝器的優(yōu)、缺點臥式殼管式冷凝器結(jié)構(gòu)及工作原理兩流程和四流程端蓋內(nèi)側(cè)圖臥式殼管式冷凝器外形圓缺形加擋板：增大殼程流體的湍動，提高殼程的多管程：增大管內(nèi)流體u，提高管內(nèi)的圓盤形圓盤形圓缺形降液管(液體通道)平頂型溢流堰(液層氣液接觸面積)受液區(qū)開孔區(qū)(氣體通

4、道)一、板式塔類型、結(jié)構(gòu)及特點：優(yōu)點：彈性大、操作穩(wěn)定可靠。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，壓降大，液泛氣速 低，故生產(chǎn)能力較小。板式塔 特點：結(jié)構(gòu)簡單、造價低、壓降小、生產(chǎn)能 力大、操作彈性可達23、板式塔特點：結(jié)構(gòu)上較泡罩簡單，比篩板復(fù)雜，操作彈性大、 生產(chǎn)能力大。板式塔壓延孔板旋流塔板 斜孔塔板 板式塔氟利昂臥式殼管式冷凝器臥式殼管式冷凝器種類臥式殼管式冷凝器1-出口2-端蓋3-墊片4-管板5-放空氣閥接頭6-氣態(tài)制冷劑進口7-擋氣板8-管架10-安全閥接頭11-水室放氣旋塞12-水室放水旋塞13-泄放閥接頭14-冷卻管15-液態(tài)制冷劑出口16-水入口(1)安全閥：冷劑壓力過高打開，通過管路

5、將冷劑泄往舷外。冷凝器(2)放空氣閥：裝在殼體最高處，泄放不凝性氣體。注意：應(yīng)在壓縮機停車時進行放氣。冷凝器(3)水室放氣旋塞：裝在端蓋最高處，泄放水側(cè)空氣。冷凝器(3)水室泄水旋塞：裝在端蓋最低處，檢修或長期停用時泄放存水。冷凝器 臥式殼管式冷凝器種類（1）氨用410個水程；淡水流速0.8 1.2m/s,海水0.7m/s，技術(shù)數(shù)據(jù)（2）氟利昂用薄壁低肋片銅管（螺紋管），提高放熱系數(shù)高，技術(shù)數(shù)據(jù)冷卻水的行程較長，流速高，水側(cè)的換熱系數(shù)大；提高冷卻水進出口的溫差，減少冷卻水用量；氨系統(tǒng)用光滑鋼管；氟利昂系統(tǒng)采用低肋銅管，強化氟利昂側(cè)的冷凝放熱。臥式殼管式冷凝器的特點冷卻水溫升：46氨系統(tǒng)：冷卻水

6、流速0.51.5m/s，傳熱溫差5，換熱系數(shù)700900W/（m2），單位面積熱負荷10715234 W/m2；氟系統(tǒng)：冷卻水流速1.83.0m/s，傳熱溫差7，換熱系數(shù)9001600W/（m2）臥式殼管式冷凝器的特點冷卻水流速高，傳熱系數(shù)較立式高；結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積較??；冷卻水溫升較大，冷卻水耗用量較少。冷卻水阻力較大；清洗不方便，要求冷卻水水質(zhì)較好。 臥式殼管式冷凝器的優(yōu)缺點2、套管式冷凝器結(jié)構(gòu)及工作原理氟利昂套管式冷凝器氨套管式再冷器內(nèi)管中冷卻水下進上出，外套管內(nèi)高壓氣態(tài)制冷劑上進下出，為逆流式換熱，傳熱效果好，傳熱系數(shù)1100 W/m2左右；套管式冷凝器的特點 結(jié)構(gòu)緊湊，制造簡單，價格

7、便宜、傳熱特性好； 冷凝液體過冷度大；冷卻水耗量較少。制冷劑側(cè)和冷卻水側(cè)阻力都較大清洗不方便，要求冷卻水水質(zhì)好；單位體積換熱面積?。s20m2/m3，殼管式為100200 m2/m3）。套管式冷凝器的優(yōu)點3、螺旋板式冷凝器與殼管式冷凝器比較，螺旋板式冷凝器不但體積小、重量輕，而且傳熱系數(shù)高。主要缺點：不適用于高壓，內(nèi)部不易清洗和檢修，只能利用軟化水或中等硬度的冷卻水。 螺旋管式冷凝器 板式冷凝器 優(yōu)點：系統(tǒng)簡單，不需要冷卻水，適用于缺水或供水困難的地區(qū)；風(fēng)冷熱泵：從空氣取熱量。缺點 ：傳熱系數(shù)低；在水源充足的地方，水冷式設(shè)備的初投資和運行費用均低于風(fēng)冷設(shè)備；冷凝溫度高，壓縮機容量比水冷式大15

8、。 風(fēng)冷式冷凝器的優(yōu)缺點自然對流式風(fēng)冷冷凝器噪聲小但冷凝器傳熱系數(shù)低自然對流式風(fēng)冷冷凝器的特點優(yōu)點流程短， 壓力損失小，減少排氣壓力及壓縮機功耗； 進出管通徑是變化的，氣態(tài)時通徑大，液態(tài)時通徑小，使換熱面積被充分利用，減小設(shè)備尺寸； 使冷凝器內(nèi)制冷劑溫度及流量分配均勻，提高放熱性能； 加快了流速，提高放熱性能；傳熱效率比管片式提高3040，通路阻力降低2533，內(nèi)容積減少20，大幅度提高其放熱性能。缺點：制造加工工藝更復(fù)雜。 管帶式風(fēng)冷冷凝器的優(yōu)缺點平行流冷凝器外形強制對流式風(fēng)冷冷凝器結(jié)構(gòu)1-肋片 2-傳熱管 3-上封板 4-左端板 5-進氣集管6-彎頭7-出液集管 8-下封板 9-前封板10

9、-軸流風(fēng)機 11-裝配螺釘特點有噪聲，但傳熱系數(shù)有所上升 管片式風(fēng)冷冷凝器結(jié)構(gòu)翅片盤管的結(jié)構(gòu)及端板形式70.35，9.520.35， 12.70.5，15.80.75 排列方式正三角形正方形直列正方形錯列換熱器中傳熱管的規(guī)格和排列方式傳熱管規(guī)格優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單，加工方便 缺點：流程長;進出管徑一樣大，管道內(nèi)空間未被充分利用，對充分進行熱交換不利，而且增加了排氣壓力和壓縮機功耗; 清理焊接氧化皮不方便，且散熱效率較低。管片式風(fēng)冷冷凝器的特點蒸發(fā)式冷凝器和淋水式冷凝器吸入式壓送式蒸發(fā)式冷凝器蒸發(fā)式冷凝器實物圖填料型（水預(yù)冷型）蒸發(fā)式冷凝器 水預(yù)冷型蒸發(fā)式冷凝器通過循環(huán)水預(yù)先冷卻可將換熱盤管面積減少

10、515%，但要增加預(yù)冷填料、風(fēng)道等設(shè)施，使設(shè)備體積增大。此蒸發(fā)式冷凝器的操作原理和冷卻塔基本相似。 逆流型蒸發(fā)式冷凝器與水預(yù)冷型蒸發(fā)式冷凝器相比由于冷凝、換熱盤管還要肩負著對未汽化的滴落下來的水的冷卻作用，換熱盤管面積需要稍大一些。但由于減少了預(yù)冷填料、風(fēng)道等設(shè)施，整個設(shè)備體積相對小巧一些，綜合看兩者制造成本基本一致。帶翅片預(yù)冷器的蒸發(fā)式冷凝器該蒸發(fā)式冷凝器的顯著特點是高溫工質(zhì)在進入盤管組件前，先通過翅片部件利用從盤管和熱交換器中排出的濕空氣排入大氣前對其進行大風(fēng)量、大溫差的冷卻，使翅片管內(nèi)的高溫工質(zhì)得到預(yù)冷后進入蒸發(fā)式冷凝器進行常規(guī)冷卻和冷凝。循環(huán)水量比水冷式少得多（只有水冷冷凝器的510）

11、，補水量少（只有水冷冷凝器的1/501/25），適合于缺水和氣候干燥地區(qū)使用；風(fēng)機流量?。ú坏斤L(fēng)冷冷凝器的50）；換熱量受濕球溫度影響很大，氣候越干燥效果越好；吸入式蒸發(fā)式冷凝器氣流均勻地經(jīng)過冷凝盤管，傳熱效果比壓送式好，但風(fēng)機在高溫高濕下運行，易發(fā)生故障；水泵功率小，節(jié)省運行費用；初投資高。冷卻水不斷循環(huán)使用，水垢層增長較快，需要使用經(jīng)過軟化處理的水。蒸發(fā)式冷凝器的特點注意：進口空氣的濕球溫度ts1與當(dāng)?shù)貧庀髼l件有關(guān)風(fēng)量配備與ts1有關(guān)。ts1越高則所要求的送風(fēng)量就越大，送風(fēng)耗能也越多。所以送風(fēng)量的配備應(yīng)從節(jié)能和性能要求兩方面綜合考慮水量配備以保證潤濕全部換熱表面為原則。隨意增大配水量會造成

12、水泵功耗上升，水的 飛散損失增大，運行成本提高。蒸發(fā)式冷凝器的特點蒸發(fā)式冷凝器在實際應(yīng)用中的問題 1、噴頭堵塞，引起冷凝管組沒有被均勻潤濕，使冷凝壓力升高，需要經(jīng)常清洗。 2、管組結(jié)垢 ：配置先進的電子水除垢儀 ，另外還可通過控制循環(huán)水使用周期，以及排污來控制雜質(zhì)的積聚。3、水量的合理分布問題4、腐蝕問題 2、淋水式冷凝器2、淋水式冷凝器通常采用水平盤管的型式 一般是露天布置 而且常裝在冷卻水塔的下面缺點：占地面積大,金屬耗量大,目前生產(chǎn)和使用較少。冷凝器型式Kc(W/m2K)（W/m2）tm（K）立式殼管式（氨）臥室殼管式（氨 （氟利昂）風(fēng)冷冷凝器蒸發(fā)式冷凝器套管式冷凝器7008008001000700150025355007501000120035004500450060003500700025035015002800400060005757578123446各種冷凝器的熱力性能自然對流式空氣冷卻器冷卻排管具有存液量少，其充液量約為排管內(nèi)容積的40%左右，操作維護方便等優(yōu)點。但存在管內(nèi)制冷劑流動阻力大，蒸發(fā)后的蒸