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冷库系统的冷凝器和蒸发器
冷库系统的冷凝器和蒸发器
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更新时间:2018-05-16 09:18:33浏览次数:343

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【简单介绍】
冷库系统中的冷凝器和蒸发器统称为换热器,换热器的性能直接影响制冷系统的性能,而且金属材料消耗大,体积大,它的质量要占整个制冷系统质量的50%~70%,它所占据的空间直接影响制冷冷库设备的体积大小,因此,研制生产高效换热器是极为重要的,且具有现实意义。
【详细说明】

冷库系统中的冷凝器和蒸发器统称为换热器,换热器的性能直接影响制冷系统的性能,而且金属材料消耗大,体积大,它的质量要占整个制冷系统质量的50%~70%,它所占据的空间直接影响制冷冷库设备的体积大小,因此,研制生产高效换热器是极为重要的,且具有现实意义。

一、冷凝器

  冷凝器的主要作用是使制冷压缩机排出的高压过热蒸气冷却、冷凝为液体,负责将制冷剂在蒸发过程和压缩过程中得到的热量排放给冷却介质。冷凝器按冷却方式不同可分为水冷式、蒸发式及风冷式,其中水冷式和风冷式利用冷却介质的显热,即水或空气温度升高,蒸发式同时利用水沮降低的显热和水蒸气的满热,而冷却水再将热量传给空气。用于冷库中的典型冷凝器有水冷卧式壳管式、水冷套管式、风冷式和蒸发式冷凝器。

 (一)水冷卧式壳管式冷凝器

  该冷凝器的外壳是由容器钢板卷制的大圆简,两端焊上圆管板,管板上钻有许多小孔,两板每一相对应小孔中装一极无缝钢管(或纯钢管),管与管板的连接可用胀管或焊接来密封固定,管板两端装有端盖,端盖上有分水肋,使冷却水分成许多个来回流动的流程,以提高冷却水流速。增加传热效果。这样,在冷凝器内有两个相互隔开的空间,即以管板、冷凝管外壁与筒体内壁组成的一个空间,此空间内流动的是制冷剂:另外一个是由许多管子的内壁与两个端盖水室所组成的空间,内流冷却水。后端盖有进出水孔各一个,下进上出,筒体上焊有制冷剂的进出管,制冷剂蒸气在筒体上部进入,蒸气在筒体内与冷凝管外壁接触。温度下降并逐渐凝结为液体,滴入容器下部积聚起来,然后由出液管输出。冷凝器的前端盖底部有两个放水闷头,冬季当制冷设备不用时,应将冷凝器内积存的冷却水放净,以避免冷却管结冰而胀裂。

  水冷冷凝器冷却水流速一般取0.8~3.0m/s,冷却水温升可取4~6℃,使用循环水时可使用下限,平均传热温度可取7℃。

  对于大、中型冷库装置,水冷冷凝器耗水量很大,一般都希望能将冷却水循环使用,即采用冷却塔。

  冷却塔的作用是使水冷冷凝器流出的高温水在塔内与空气进行热交换而得到温度较低的冷却水,再供冷凝器循环使用,其基本结构,它主要由塔体、风机、布水器、淋水装置等组成。

  塔体由上、中、下三部分及进风百叶组成,塔体一般采用玻璃钢制造,风机为冷却塔抽风之用。一般由立式防水电机和风机组成。对中小型冷却塔,风叶直接装于电机出头,而大型冷却塔,风机则经减速箱驱动。布水器一般为旋转式,利用水的反冲力自动旋转布水,使水均匀向下喷洒,与向上气流充分接触,强化冷水的蒸发冷却。大型冷却塔为布水均匀和旋转灵活,其布水转轴设置了轴承。

  填料是冷却塔的热交换部件,它具有布水均匀,空气阻力小等特点一般多采用耐腐蚀的改性聚氯乙烯和聚丙烯,当冷却水温高达80℃以上时,则采用玻璃钢或铝皮填料。

(二)蒸发式冷凝器

  蒸发式冷凝器主要利用水蒸发时吸收热量,而使管内制冷剂蒸气冷凝,制冷剂蒸气由上部进入蛇形盘管,冷凝后的液体从盘管的下部流出。冷却水储存在箱底部水池中,用浮球阀保持一定的水位。水池中的冷却水用水泵送到喷水管,经喷嘴喷琳在传热管的外表而上,形成一层水膜。水膜中部分水吸热后蒸发为水蒸气被空气带走,未蒸发的水仍滴回水池内。在箱体上方装有挡水栅,用来阻挡空气中夹带的水滴,以减少水的飞散损失。水池中的水由于水的蒸发而不断减少,同时水中的含盐浓度也不断增加,故需要经常补充经过软化处理的冷却水。

  为了强化盘管的放热效果,在冷凝器的侧而装有轴流式风机,使空气强制流经盘特,将产生的水蒸气带走,以提高冷却效果。

  蒸发式冷凝器的钢管传热管外表面需镀锌。一般蒸发式冷凝器的冷凝温度近似等于35~37℃,空气流速为3~4m/s。喷嘴前水压为0.05~0.1MPa(表压),配风量为(40~45m3/s)/1000kw冷凝器负荷,循环水量为(0.01~0.017m3/s)/l000kw冷凝器负荷,补充水量约为循环水量的5%~10%。

(三)套管式冷凝器

  该冷凝器是由两种不同直挂的管子套在一起,并弯制成螺旋形或蛇形的一种水冷式冷凝器。制冷剂蒸气在套管间冷凝,冷凝液从下面引出,冷却水在直径较小的管道内自下而上流动,与制冷剂成逆流式,因此传热效果较好。由于水在管内流程较长,因而进出口温差较大,约在8~10℃之间。当水速为l~2m/s时,其传热系数K为900~1200w/(m2·K)。

  套管式冷凝器的优点是:①结构紧凑、制造简单;②冷却水与制冷剂成逆向流动,因而制冷利液体的过冷度较大;③由于冷却水温升高,因而耗水量较少。其缺点是:①水流限力较其他冷凝器大;②清除水垢较困难,要求冷却水的水质好。该冷凝器一般用于制冷量较小的制冷装置中。

(四)风冷式冷凝器

  风冷冷凝器是以空气为冷却介质,制冷剂在冷凝管中流动,空气在管外掠过由于空气的导热系数很小,所以空气侧的放热系数很低,影响了冷凝器的传热系数。为了提高空气侧的传热性能。需在管外加翅片,增加空气侧的传热面积,并在风机的鼓风下,提高了空气侧的传热能力。

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