第六章制冷設備11162(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 節 概 述 本節課內容 第六章 制 冷 設 備 第二節 制冷裝置的換熱設備 第三節 制冷裝置的節流機構 第四節 其他制冷換熱器及輔助設備 ? (2)、立式蒸發器： 立式蒸發器可由平行直管或螺旋管組成。 它們均沉浸在液體載冷劑中工作．由于攪拌器的作用，液體載冷劑在容器內循環流動，以增強傳熱效果。制冷劑液體在管內蒸發吸熱，使管外載冷劑降溫。 制冷劑液體從設置 中間部位 的進液管進入蒸發器中 (圖 6— 8c)。由于進液管一直伸到靠近下集管，使其可利用氨液的沖力 ,促使制冷劑在立管內循環流動。 制冷劑在蒸發過程中產生的 氨氣 沿上集管進入氣液分離器中，因流動方向的改變和速度的降低，將氨氣中攜帶的液滴分離出來。蒸氣由上方引出，液體則返回到下集管投入新一輪的循環。 在集油器中沉積的潤滑油通過放油閥可 定時排放 。沉浸在載冷劑容器中的蒸發器管組，可以是一組，也可以多組并列安裝。組數的多少由熱負荷大小確定。 氨直管式蒸發器，全部采用無縫鋼管制成。每一個管組均有上、下兩個水平集管。立管沿兩集管的軸線方向焊接，其管徑較集管要小。 進液管設置在一個較粗的立管中。上集管的一端焊接有一個 氣液分離器 ，下集管的一端與 集油器 連通。 當用水作為載冷劑時，可將水冷卻到接近于 0℃ ，適用于空調系統； 當用鹽水作為載冷劑時，可將水冷卻到－ 10～－20℃ ，適用于鹽水池制冰或食品的冷加工 一般情況下， 直管式 用于冷卻淡水時，水速若為 時，則傳熱系數 K值在 520— 580W／ (m2K)范圍。 而 螺旋管式 蒸發器在 t0＝ 5~00C， 水速 ,K值在280450()范圍。如果水速 提高 到 ， K值可增大到430580W／ (m2K)。 制造時還可省工 75％，鋼材耗量減少 15％。 直管式蒸發器制造過程中，直管與上下集管連接的焊接工作量很大，為此其泄漏的機會也增多。 為了降低成本，提高產品質量，制造廠商將直管改變為 螺旋管 使同樣傳熱面積的蒸發器的焊接工作量大為減少，而且其傳熱系數 還有所提高。 ? 直管式和螺旋管式蒸發器的特點是在 蒸發溫度降低 時也 不會發生傳熱管凍裂 (水箱充水量大 ) 。由于蒸發器管數多，載冷劑系統一般為開式循環系統，在使用鹽水作載冷劑時，因其與空氣接觸易造成傳熱管嚴重腐蝕。因此應注意加強系統與空氣隔離的措施。從 傳熱性能和經濟性分析 ，宜采用 螺旋管式蒸發器 取代直管式蒸發器。 干式蒸發器 ? 干式蒸發器是一種制冷劑液體在傳熱管內能夠完全汽化的蒸發器。 其傳熱管外側的被冷卻介質是載冷劑 (水 )或空氣，制冷劑側在管內吸熱蒸發，其流量約為傳熱管內容積的 20％ ~30％。 增加制冷劑的 質量流量 ，可增加制冷劑液體在管內的濕潤 面積（同時其進出口處的壓差隨流動阻力增大而增加，以至使制冷系數降低。 ? 干式蒸發器按其冷卻介質的不同分為冷卻液體介質型和冷卻空氣介質型兩類。 (1)、冷卻液體介質的干式蒸發器 殼管式干式蒸發器包括 直管式和 u形管式 的結構型式。 共同特點是殼內裝有多塊圓缺形折流板 。目的在于提高管外 載冷劑流速、增強換熱效果 。 折流板的數量取決于 流速的大小。折流板穿裝在傳熱管簇上，用拉桿將其固定在確定位置。 1)直管式殼管式干式蒸發器：采用 光管或內肋管 作傳熱管。 由于載冷劑側表面 傳熱系數較高 ，所以管外不設肋片。內肋片管的采用，其目的是為了提高管內制冷劑的 表面傳熱系數 。 節流后的制冷劑液體從一側端蓋的 下部 進入，經過 幾個流程 后，變成蒸氣從同側端蓋的上部管口流出。 整個蒸發過程中 制冷劑蒸氣逐漸增多 ，蒸氣體積不斷增大，所以一般后一流程的 管數 總要比前一流程的多，形成各 流程管數不等 ，以滿足蒸氣比容逐漸增大的需要。 2)U形管式殼管式干式蒸發器： 一個管口為進液端，另一管口為出氣端，由此構成了制冷劑為二流程的殼管式結構。 只需要一個將制冷劑進出口分隔開的 端蓋 ，這有利于消除材料因溫度變化而引起的內應力，延長其使用壽命，而且傳熱效果較好，但不宜使用內肋管。 干式殼管式蒸發器的特點是： 1).能保證進入制冷系統的潤滑油順利返回壓縮機； 2).所需要的制冷劑充注量較小，僅為同能力滿液式蒸發器的 1/3。 3).用于冷卻水時，即使蒸發溫度達到 0度，也不會發生凍結事故； 4).可采用熱力膨脹閥供液，這比滿液式的浮球閥供液更加可靠。 此外，對于多程式干式蒸發器，可能會發生同流程的傳熱管 氣液分配不均 的情況。 這與端蓋內制冷劑轉向時產生的 氣液分層現象 有關。所以應注意將轉向室內側制成 弧形 ，同時制冷劑的進出口制成“喇叭口”形，以利于轉向和減少流動阻力。 (2)、冷卻空氣的干式蒸發器 ? 1)、冷卻自由運動空氣的蒸發器 ? 2)、冷卻強制流動空氣的蒸發器（又稱冷風機） 1)冷卻自由運動空氣的蒸發器： 由于被冷卻空氣呈自由運動狀態，其 傳熱系數較低 。所以這種蒸發器被制成光管蛇形管管組，通常稱做 冷卻排管 。一般用于冷藏庫和低溫試驗裝置中。在食品冷藏裝置中使用該設備，將有利于降低食品干耗 ，提高冷藏食品質量。 冷卻自由運動空氣的蒸發器 三種冷卻排管的結構布置情況均適用于 熱力膨脹閥供液 的小型氟利昂冷凍冷藏及低溫試驗裝置。當改用 氨 節流裝置時，可作為氨冷卻排管，其結構以立式排管居多。 冷庫盤管式墻排管蒸發器 冷卻強制流動空氣的蒸發器 ? 這種蒸發器多用于 空氣調節裝置、大 型冷藏庫，以及大 型低溫環境試驗場 合。 循環式蒸發器 ? 這種蒸發器中，制冷劑在其管內反復循環吸熱蒸發直至完全汽化，故稱做 循環式蒸發器。 ? 循環式蒸發器多應用于大型的液泵供液和重力供液冷庫系統或低溫環境試驗裝置。 ? 循環式蒸發器的優點在于 蒸發器管道內表面能始終完全潤濕，表面換熱系數很高。 但體積較大，制冷劑充注量較多。 第四節 其他制冷換熱器及輔助設備 ? 中間冷卻器 它是兩級壓縮制冷裝置的關鍵設備，用于同時冷卻低壓級壓縮機的排氣和高壓制冷劑液體，使之獲得較大的過冷度。 中間冷卻器內具有的壓力稱做 中間壓力 ，該壓力下制冷劑液體保持一定的液面高度 。 其結構見圖 ,低壓壓縮排氣經頂部的進氣管直接通入氨液中，被冷卻后與所蒸發的氨氣由上側面接管送到高壓壓縮機的吸氣側。用于冷卻高壓氨液的盤管置于中冷器底部的氨液中，其進出口一般經過下封頭伸到殼外。進氣管上部開有一個平衡孔，以防止中冷器內氨被在停機后壓力升高時進入低壓級壓縮機排氣管。 氨中間冷卻器中蒸氣流速一般取，盤管內的高壓氨液流速取 ~，端部溫差取 3~ 50C，此時，傳熱系數為 580700W／ ()。 氟利昂兩級壓縮制冷裝置的中間冷卻器，因系統常以 中間不完全冷卻 循環工作，中間冷卻器僅用于高壓液體的過冷和冷卻低壓級壓縮機排氣，結構較氨中冷器簡單。 它的供液量由其配用的熱力膨脹閥控制。盤管內的液體過冷為單向流動，管外 (殼內 )制冷劑腮大空間內的蒸發。 回熱器 ? 回熱器 一般是指氟利昂制冷裝置中的氣 — 液熱交換器，它的主要作用 是使進入節流前的液體得到必要的過冷， 以減少閃發氣體產生，保證節流效果的正常發揮。 ? 同時還可使回氣達到