[理学]第五章__压缩式制冷系统的设备和自控

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1、第五章压缩式制冷系统的设备和自控装置第一节冷凝器和蒸发器一、冷凝器的种类、构造和工作原理冷凝器的作用是将压缩机排出的高温高压制冷剂蒸气的热量传递给冷却介质（空气或水）后冷凝为高压液体，以达到制冷循环的目的。冷凝器按其冷却介质的不同，可分为水冷式、空冷式（风冷式）、水-空气冷却式三类。（一）水冷式冷凝器这一类冷凝器是以水作为冷却介质，常用的冷却水有江水、河水、自来水等。冷却水可以一次流过冷凝器，也可以经过冷却塔冷却后再循环使用。常用的水冷式冷凝器有立式壳管式冷凝器、卧式壳管式冷凝器和套管式冷凝器等，现分别介绍如下。第一

2、节冷凝器和蒸发器1、立式壳管式冷凝器这种冷凝器的构造如图5-1所示，其外壳是由钢板卷焊而成的大圆筒，上下两端各焊一块多孔管板，板上用胀管法或焊接法固定着许多无缝钢管。冷凝器顶部装有配水箱，箱内设有均水板。冷却水自顶部进入水箱后，被均匀地分配到各个管口，每根钢管图5-1立式壳管式冷凝器图5-2导流管嘴1—导流管嘴2—管板顶端装有一个带斜槽的导流管嘴，如上页图5-2所示。冷却水通过斜槽沿切线方向流入管中，并以螺旋线状沿管内壁向下流动，在管内壁形成一层水膜，这样可使冷却水充分吸收制冷剂的热量而节省水量。沿管壁顺流而下的冷却

3、水流入冷凝器下部的钢筋混凝土水池内，通常在冷凝器的一侧需装设扶梯，便于攀登到配水箱进行检查和清除污垢。高温高压的氨气从冷凝器上部管接头进入管束外部空间，凝结成的高压液体从下部管接头排至贮液器。此外，在冷凝器的外壳上还设有液面指示器、压力表、安全阀、放空气管、平衡管（即均压管）、放油管和放混合气（即不凝性气体）等管接头，以便与相应的设备和管路相连接。立式壳管式冷凝器的优点是，垂直安装，占地面积小，可安装在室外，无冻结危险，便于清除水垢，而且清洗时不必停止制冷系统的运行，对冷却水的水质要求不高。主要缺点是耗水量大、笨重、

4、搬运不方便，制冷剂在里泄漏不易发现。尽管如此，目前我国大中型氨制冷装置中多采用此种冷凝器。第一节冷凝器和蒸发器2、卧式壳管式冷凝器图5-3为卧式壳管式冷凝器。卧式壳管式冷凝器用钢板焊成卧式圆筒形壳体，壳体内装有许多根无缝钢管，用焊接或胀接法固定在筒体两端的管板上，两端管板的外面用带有隔板的封盖封闭，使冷却水在筒内分成几个流程。冷却水在管内流动，从一端封盖的下部进入，按顺序通过每个管组，最后从同一端封盖上部流出。这样可以提高冷却水的流动速度，增强传热效果。高压高温的氨气从上部进入冷凝器管间，与管内冷却水充分发生热量交换

5、后，氨气冷凝为氨液从下部排至贮液器。筒体上设有安全阀、平衡管、放空气管和压力表、冷却水进出口等管接头。此外，在封盖上还设有放空气阀和放水阀，在冷凝器开始运转时，可打开放空气阀，以排除冷却水管内的空气，冷凝器检修或停止运转时，可利用放水阀将其冷却水排出。卧式壳管式冷凝器的主要优点是传热系数较高，耗水量较少，操作管理方便，但是要求冷却水的水质要好，清洗水垢时不太方便，需要停止冷凝器的工作。这种冷凝器一般应用在中、小型制冷装置中，特别是压缩式冷凝机组中使用最为广泛。第一节冷凝器和蒸发器图5-3卧式壳管式冷凝器第一节冷凝器和

6、蒸发器氟利昂用卧式壳管式冷凝器与氨用卧式壳管式冷凝器不同之处在于用铜管代替无缝钢管，由于氟利昂侧放热系数较低，所以在铜管外表面轧成肋片状。此外，由于氟利昂能和润滑油相溶解，润滑油随氟利昂一起在整个系统内循环，所以不需要设放油管接头。冷凝器的下侧还设有一个安全塞，它是用易熔合金制成，当遇火灾或严重缺水时，熔塞自行熔化，氟利昂能自动地从冷凝器排出，避免发生爆炸。3、套管式冷凝器套管式冷凝器一般用于小型氟利昂制冷机组，例如柜式空调机、恒温恒湿机组等。其构造见下页图5-4。它的外管采用φ50的无缝钢管，内管套有一根或若干根紫

7、铜管或低肋铜管，内外管套在一起后，用弯管机弯成圆螺旋形。冷却水在内管流动，流向为下进上出，制冷剂在大管内小管外的管间流动，制冷剂由上部进入，凝结后的制冷剂液体从下面流出。制冷剂与冷却水的流动方向相反，呈逆流换热，因此，它的传热效果好。第一节冷凝器和蒸发器套管式冷凝器的优点是结构简单、制造方便、体积小、紧凑、占地少、传热效果好。缺点是冷却水流动阻力大、清洗水垢不方便、单位传热面积的金属消耗量大。图5-4套管式冷凝器图5-5空气冷却式冷凝器第一节冷凝器和蒸发器（二）空冷式冷凝器空冷式冷凝器又称风冷式冷凝器，它是用空气作为

8、冷却介质使制冷剂蒸气冷凝为液体。根据空气流动的方式可分为自然对流式和强迫对流式。自然对流冷却的空冷式冷凝器传热效果差，只用在电冰箱或微型制冷机中，强迫对流冷却的冷凝器广泛应用于中小型氟利昂制冷和空调装置。上页图5-5所示为空气冷却式冷凝器，制冷剂蒸气从进气口进入各列传热管中，空气以2~3m/s的迎面流速横向掠过管束，带走制冷剂的冷凝热，制冷剂液