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行業(yè)新聞

蒸發(fā)器和冷凝器

來源: 時(shí)間:2024-04-17 18:05:59 瀏覽次數(shù):

近期有伙伴在問有關(guān)空調(diào)最基礎(chǔ)的問題,那我們就從空調(diào)“四大件”開始說起。空調(diào)系統(tǒng)有四大件:壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流部件。今天先講蒸發(fā)器和冷凝器。

近期有伙伴在問有關(guān)空調(diào)最基礎(chǔ)的問題,那我們就從空調(diào)“四大件”開始說起。

近期有伙伴在問有關(guān)空調(diào)最基礎(chǔ)的問題,那我們就從空調(diào)“四大件”開始說起??照{(diào)系統(tǒng)有四大件:壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流部件。今天先講蒸發(fā)器和冷凝器。

一、空調(diào)原理及結(jié)構(gòu)


為了學(xué)習(xí)基本制冷系統(tǒng),我們可以將其簡(jiǎn)化為一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng),如下:

現(xiàn)在,我們將上述簡(jiǎn)單系統(tǒng)中的部件換成實(shí)際部件:一臺(tái)壓縮機(jī)、一個(gè)冷凝器、一個(gè)毛細(xì)管 和 一個(gè)蒸發(fā)器。

如下圖,這就接近于真實(shí)的制冷系統(tǒng)了。


如此可見,蒸發(fā)器和冷凝器(兩器)在空調(diào)系統(tǒng)中的重要性。下面來解釋下原理:

(紅線表示高溫管路,藍(lán)線表示低溫管路)

1、壓縮:

來自室內(nèi)機(jī)蒸發(fā)器的低溫低壓制冷劑氣體,被壓縮機(jī)吸入壓縮成高溫高壓氣體。

2、冷凝

排入室外機(jī)冷凝器, 通過軸流風(fēng)扇的作用, 與室外的空氣進(jìn)行熱交換而成為低溫高壓的制冷劑液體,。

3、節(jié)流

經(jīng)過毛細(xì)管的節(jié)流降壓降溫后進(jìn)入蒸發(fā)器。

4、蒸發(fā)

在室內(nèi)機(jī)的貫流風(fēng)扇作用下, 吸收房間內(nèi)的熱量(即降低房間內(nèi)的溫度)而成為低溫低壓的制冷劑氣體;再被壓縮機(jī)壓縮, 制冷劑的流動(dòng)方向?yàn)椋篈→B→C→D→E→F→G→A,如此周而復(fù)始地循環(huán)達(dá)到制冷的目的。

制冷系統(tǒng)主要位置壓力和溫度見表

二、蒸發(fā)器


1、結(jié)構(gòu)及組成

蒸發(fā)器實(shí)物外形見圖:


2、作用

作用是吸收房間內(nèi)的熱量, 降低房間溫度。

工作時(shí)毛細(xì)管排出的液體進(jìn)入蒸發(fā)器后,低溫低壓的液體蒸發(fā)吸熱,使蒸發(fā)器表面溫度很低, 室內(nèi)風(fēng)機(jī)運(yùn)行,將冷量輸送至室內(nèi),降低房間溫度。

3、分類(一)

按照冷卻流體的不同,蒸發(fā)器分為冷卻液體和冷卻空氣兩大類。

(1)冷卻液體載冷劑蒸發(fā)器
又稱為間接冷卻式蒸發(fā)器,簡(jiǎn)稱液體蒸發(fā)器,常用的液體載泠劑有水和鹽水。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,鹽水的凝固點(diǎn)在0℃以下,比水的凝固點(diǎn)(0℃)低,如Nacl(氯化鈉)溶液的濃度為13%時(shí),其凝固點(diǎn)為-10℃;而水的比熱比鹽水大。所以水可冷卻到0℃,適用于空調(diào)系統(tǒng);鹽水可冷卻到-10~20℃,廣泛應(yīng)用于冷凍食品和制冰等。這類蒸發(fā)器的主要工作特征:先由制冷劑在蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā),將液體載冷劑冷卻,再由液泵將低溫液體載冷劑送往冷間降溫。

(2)冷卻空氣載冷劑蒸發(fā)器
又稱直接冷卻式蒸發(fā)器,制冷劑在管內(nèi)吸熱蒸發(fā)而把管外空氣的溫度降低。按空氣流動(dòng)的原因,它可分為自然對(duì)流式和強(qiáng)迫對(duì)流式兩種。
自然對(duì)流式冷卻空氣的蒸發(fā)器
又稱排管,這類蒸發(fā)器主要應(yīng)用于冷庫中。制冷劑在排管內(nèi)流動(dòng)吸收周圍空氣的熱量汽化,依靠空氣的熱壓作用自然對(duì)流,使庫內(nèi)空氣冷卻,并維持庫內(nèi)低溫狀態(tài)。
強(qiáng)迫對(duì)流式冷卻空氣的蒸發(fā)器
這種蒸發(fā)器應(yīng)用于小型空調(diào)系統(tǒng)中,如房間空調(diào)器等。它由幾排脹接上純鋁質(zhì)翅片的盤管組成。脹接翅片的目的是增加傳熱面積,加強(qiáng)空氣的擾動(dòng)性,提高蒸發(fā)器的傳熱效率。鋁翅片一般經(jīng)過陽極化處理,以提高其抗腐蝕性能。翅片厚度通常為0.12~0.20mm,片距1.5~2.5mm,套片管管徑Ф8~Ф16mm。


翅片管換熱器的型式主要有三種型式,即L型、平直型、和V型。V型蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu):
翅片有平、波紋、沖縫翅片三種。

平翅片雖然加工容易,但剛性差、傳熱性能不好,現(xiàn)已逐漸淘汰;

波紋翅片與平翅片相比,剛性好,傳熱面積增加,且空氣流過波紋翅片時(shí),增加了擾動(dòng)和攪拌效應(yīng),因此傳熱效率提高1/5左右;

而沖逢翅片會(huì)使通過翅片的空氣在槽縫中竄來竄去,因此其擾動(dòng)和攪拌性能比波紋管還好,使傳熱效率比波紋片高1/3,但沖縫翅片空氣阻力大,容易積塵結(jié)垢,反而可能使空調(diào)器的制冷量急劇下降。
為了提高蒸發(fā)器在制冷劑側(cè)的傳熱系數(shù),在國際上大力推廣和應(yīng)用強(qiáng)化制冷劑管內(nèi)蒸發(fā)和冷凝的內(nèi)螺紋管代替光管,即在管內(nèi)表面上加工出許多微細(xì)的螺旋槽,與光管相比,可提高傳熱系數(shù)1.5~2.0倍,而其管內(nèi)的壓力損失與光管差不多。

4、分類(二)

按蒸發(fā)器的充滿程度和蒸發(fā)情況,分為四種:
干式(非滿液式)蒸發(fā)器、再循環(huán)式蒸發(fā)器、滿液式蒸發(fā)器、噴淋式蒸發(fā)器。

(1)干式蒸發(fā)器

干式蒸發(fā)器是制冷劑液體在管內(nèi)一次完全汽化的蒸發(fā)器,它具有充液量少、不需儲(chǔ)液器或需小的儲(chǔ)液器、便于把蒸發(fā)器中的潤滑油排回壓縮機(jī)、冷量損失小、可減少凍結(jié)的危險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn),但是傳熱系數(shù)低,一般常用于冷庫或蓄冷空調(diào)中。其工作過程如下圖:


干式蒸發(fā)器按其冷卻對(duì)象的不同,又可分為:冷卻液體型( U型管式、直管式、板式蒸發(fā)器)、冷卻空氣型(光滑管式、肋片管式)。如下面4圖:

 

(2)再循環(huán)式蒸發(fā)器

再循環(huán)式蒸發(fā)器是制冷劑液體需經(jīng)幾次循環(huán)才能完全汽化的蒸發(fā)器。它具有較高的換熱系數(shù)、但體積大,需要的制冷劑量多,運(yùn)行費(fèi)用高的特點(diǎn)。


(3)滿液式蒸發(fā)器

滿液式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱效果好、易于安裝、使用方便;但制冷劑的充注量大,底部的蒸發(fā)溫度稍高減少了傳熱溫差,對(duì)于氟利昂蒸發(fā)器,潤滑油較難排出,制冷劑易發(fā)生凍結(jié)。


(4)其他蒸發(fā)器

三、冷凝器
1、外形結(jié)構(gòu)及組成

冷凝器實(shí)物外形見圖


2、作用

作用是將壓縮機(jī)排出的高溫高壓的氣體變?yōu)榈蜏馗邏旱囊后w。

壓縮機(jī)排出高溫高壓的氣體進(jìn)入冷凝器后, 吸收外界的冷量, 此時(shí)室外風(fēng)機(jī)運(yùn)行, 將冷凝器表面的高溫排向外界, 從而將高溫高壓的氣體冷凝為低溫高壓的液體。

常見型式:常見外觀形狀有單片式、 雙片式或更多。

3、分類 (一)

風(fēng)冷翅片式冷凝器是利用常溫的空氣來冷卻的,按空氣在冷凝器盤管外側(cè)的流動(dòng)原因,可分為空氣自然對(duì)流和強(qiáng)迫對(duì)流兩種型式。

空氣自然對(duì)流冷凝器
這種冷凝器的空氣對(duì)流依靠熱壓作用,不設(shè)置風(fēng)機(jī),無風(fēng)機(jī)噪聲,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不易發(fā)生故障,但傳熱效率低,通常用制冷量很小的制冷裝置,如家用冰箱等。


強(qiáng)迫對(duì)流式冷凝器
有風(fēng)機(jī)噪聲,但傳熱效率較高,單位熱負(fù)荷的體積小,使用方便,不需水源,應(yīng)用廣泛。家用空調(diào)系統(tǒng)就是用這種型式的冷凝器來進(jìn)行換熱的。它由幾組蛇形盤管組成,在盤管外加有肋片。盤管組的一側(cè)設(shè)置軸流風(fēng)扇。盤管多采用Ф10~Ф16的小徑銅管錯(cuò)排;肋片片厚為0.1~0.6mm,片間節(jié)距為1.5~4mm。這種冷凝器通常做成長方形或L型。

4、分類 (二)

按照冷卻方式可分為:空氣冷卻式冷凝器、水冷式冷凝器(殼管式冷凝器、套管式冷凝器、殼-盤管式冷凝器、螺旋板式冷凝器、沉浸式冷凝器)、蒸發(fā)式和噴淋式冷凝器。

(1)空氣冷卻式冷凝器

空氣冷卻式冷凝器常應(yīng)用于冰箱、冷柜、小型空調(diào)器、冷場(chǎng)車、汽車空調(diào)等一些小型制冷裝置中。它不需水,安裝簡(jiǎn)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。但一般僅用于氟利昂制冷機(jī)中。
分類:據(jù)空氣的流動(dòng)情況,可分為自然對(duì)流冷卻冷凝器和強(qiáng)制對(duì)流冷卻冷凝器。

圖:自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器


圖:強(qiáng)制對(duì)流冷卻冷凝器

(2)水冷式冷凝器

圖:殼管式水冷冷凝器


圖:套管式水冷冷凝器


圖:盤管式水冷冷凝器


圖:螺旋板式冷凝器

(3)蒸發(fā)式冷凝器


圖:蒸發(fā)式冷凝器

(4)噴淋式冷凝器

今天先講蒸發(fā)器和冷凝器。

一、空調(diào)原理及結(jié)構(gòu),為了學(xué)習(xí)基本制冷系統(tǒng),我們可以將其簡(jiǎn)化為一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng),如下:

現(xiàn)在,我們將上述簡(jiǎn)單系統(tǒng)中的部件換成實(shí)際部件:一臺(tái)壓縮機(jī)、一個(gè)冷凝器、一個(gè)毛細(xì)管 和 一個(gè)蒸發(fā)器。

如下圖,這就接近于真實(shí)的制冷系統(tǒng)了。


如此可見,蒸發(fā)器和冷凝器(兩器)在空調(diào)系統(tǒng)中的重要性。下面來解釋下原理:

(紅線表示高溫管路,藍(lán)線表示低溫管路)

1、壓縮:

來自室內(nèi)機(jī)蒸發(fā)器的低溫低壓制冷劑氣體,被壓縮機(jī)吸入壓縮成高溫高壓氣體。

2、冷凝

排入室外機(jī)冷凝器, 通過軸流風(fēng)扇的作用, 與室外的空氣進(jìn)行熱交換而成為低溫高壓的制冷劑液體,。

3、節(jié)流

經(jīng)過毛細(xì)管的節(jié)流降壓降溫后進(jìn)入蒸發(fā)器。

4、蒸發(fā)

在室內(nèi)機(jī)的貫流風(fēng)扇作用下, 吸收房間內(nèi)的熱量(即降低房間內(nèi)的溫度)而成為低溫低壓的制冷劑氣體;再被壓縮機(jī)壓縮, 制冷劑的流動(dòng)方向?yàn)椋篈→B→C→D→E→F→G→A,如此周而復(fù)始地循環(huán)達(dá)到制冷的目的。

制冷系統(tǒng)主要位置壓力和溫度見表

二、蒸發(fā)器


1、結(jié)構(gòu)及組成

蒸發(fā)器實(shí)物外形見圖:


2、作用

作用是吸收房間內(nèi)的熱量, 降低房間溫度。

工作時(shí)毛細(xì)管排出的液體進(jìn)入蒸發(fā)器后,低溫低壓的液體蒸發(fā)吸熱,使蒸發(fā)器表面溫度很低, 室內(nèi)風(fēng)機(jī)運(yùn)行,將冷量輸送至室內(nèi),降低房間溫度。

3、分類(一)

按照冷卻流體的不同,蒸發(fā)器分為冷卻液體和冷卻空氣兩大類。

(1)冷卻液體載冷劑蒸發(fā)器
又稱為間接冷卻式蒸發(fā)器,簡(jiǎn)稱液體蒸發(fā)器,常用的液體載泠劑有水和鹽水。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,鹽水的凝固點(diǎn)在0℃以下,比水的凝固點(diǎn)(0℃)低,如Nacl(氯化鈉)溶液的濃度為13%時(shí),其凝固點(diǎn)為-10℃;而水的比熱比鹽水大。所以水可冷卻到0℃,適用于空調(diào)系統(tǒng);鹽水可冷卻到-10~20℃,廣泛應(yīng)用于冷凍食品和制冰等。這類蒸發(fā)器的主要工作特征:先由制冷劑在蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā),將液體載冷劑冷卻,再由液泵將低溫液體載冷劑送往冷間降溫。

(2)冷卻空氣載冷劑蒸發(fā)器
又稱直接冷卻式蒸發(fā)器,制冷劑在管內(nèi)吸熱蒸發(fā)而把管外空氣的溫度降低。按空氣流動(dòng)的原因,它可分為自然對(duì)流式和強(qiáng)迫對(duì)流式兩種。
自然對(duì)流式冷卻空氣的蒸發(fā)器
又稱排管,這類蒸發(fā)器主要應(yīng)用于冷庫中。制冷劑在排管內(nèi)流動(dòng)吸收周圍空氣的熱量汽化,依靠空氣的熱壓作用自然對(duì)流,使庫內(nèi)空氣冷卻,并維持庫內(nèi)低溫狀態(tài)。
強(qiáng)迫對(duì)流式冷卻空氣的蒸發(fā)器
這種蒸發(fā)器應(yīng)用于小型空調(diào)系統(tǒng)中,如房間空調(diào)器等。它由幾排脹接上純鋁質(zhì)翅片的盤管組成。脹接翅片的目的是增加傳熱面積,加強(qiáng)空氣的擾動(dòng)性,提高蒸發(fā)器的傳熱效率。鋁翅片一般經(jīng)過陽極化處理,以提高其抗腐蝕性能。翅片厚度通常為0.12~0.20mm,片距1.5~2.5mm,套片管管徑Ф8~Ф16mm。


翅片管換熱器的型式主要有三種型式,即L型、平直型、和V型。V型蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu):
翅片有平、波紋、沖縫翅片三種。

平翅片雖然加工容易,但剛性差、傳熱性能不好,現(xiàn)已逐漸淘汰;

波紋翅片與平翅片相比,剛性好,傳熱面積增加,且空氣流過波紋翅片時(shí),增加了擾動(dòng)和攪拌效應(yīng),因此傳熱效率提高1/5左右;

而沖逢翅片會(huì)使通過翅片的空氣在槽縫中竄來竄去,因此其擾動(dòng)和攪拌性能比波紋管還好,使傳熱效率比波紋片高1/3,但沖縫翅片空氣阻力大,容易積塵結(jié)垢,反而可能使空調(diào)器的制冷量急劇下降。
為了提高蒸發(fā)器在制冷劑側(cè)的傳熱系數(shù),在國際上大力推廣和應(yīng)用強(qiáng)化制冷劑管內(nèi)蒸發(fā)和冷凝的內(nèi)螺紋管代替光管,即在管內(nèi)表面上加工出許多微細(xì)的螺旋槽,與光管相比,可提高傳熱系數(shù)1.5~2.0倍,而其管內(nèi)的壓力損失與光管差不多。

4、分類(二)

按蒸發(fā)器的充滿程度和蒸發(fā)情況,分為四種:
干式(非滿液式)蒸發(fā)器、再循環(huán)式蒸發(fā)器、滿液式蒸發(fā)器、噴淋式蒸發(fā)器。

(1)干式蒸發(fā)器

干式蒸發(fā)器是制冷劑液體在管內(nèi)一次完全汽化的蒸發(fā)器,它具有充液量少、不需儲(chǔ)液器或需小的儲(chǔ)液器、便于把蒸發(fā)器中的潤滑油排回壓縮機(jī)、冷量損失小、可減少凍結(jié)的危險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn),但是傳熱系數(shù)低,一般常用于冷庫或蓄冷空調(diào)中。其工作過程如下圖:


干式蒸發(fā)器按其冷卻對(duì)象的不同,又可分為:冷卻液體型( U型管式、直管式、板式蒸發(fā)器)、冷卻空氣型(光滑管式、肋片管式)。如下面4圖:

 

(2)再循環(huán)式蒸發(fā)器

再循環(huán)式蒸發(fā)器是制冷劑液體需經(jīng)幾次循環(huán)才能完全汽化的蒸發(fā)器。它具有較高的換熱系數(shù)、但體積大,需要的制冷劑量多,運(yùn)行費(fèi)用高的特點(diǎn)。


(3)滿液式蒸發(fā)器

滿液式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱效果好、易于安裝、使用方便;但制冷劑的充注量大,底部的蒸發(fā)溫度稍高減少了傳熱溫差,對(duì)于氟利昂蒸發(fā)器,潤滑油較難排出,制冷劑易發(fā)生凍結(jié)。


(4)其他蒸發(fā)器

三、冷凝器
1、外形結(jié)構(gòu)及組成

冷凝器實(shí)物外形見圖


2、作用

作用是將壓縮機(jī)排出的高溫高壓的氣體變?yōu)榈蜏馗邏旱囊后w。

壓縮機(jī)排出高溫高壓的氣體進(jìn)入冷凝器后, 吸收外界的冷量, 此時(shí)室外風(fēng)機(jī)運(yùn)行, 將冷凝器表面的高溫排向外界, 從而將高溫高壓的氣體冷凝為低溫高壓的液體。

常見型式:常見外觀形狀有單片式、 雙片式或更多。

3、分類 (一)

風(fēng)冷翅片式冷凝器是利用常溫的空氣來冷卻的,按空氣在冷凝器盤管外側(cè)的流動(dòng)原因,可分為空氣自然對(duì)流和強(qiáng)迫對(duì)流兩種型式。

空氣自然對(duì)流冷凝器
這種冷凝器的空氣對(duì)流依靠熱壓作用,不設(shè)置風(fēng)機(jī),無風(fēng)機(jī)噪聲,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不易發(fā)生故障,但傳熱效率低,通常用制冷量很小的制冷裝置,如家用冰箱等。


強(qiáng)迫對(duì)流式冷凝器
有風(fēng)機(jī)噪聲,但傳熱效率較高,單位熱負(fù)荷的體積小,使用方便,不需水源,應(yīng)用廣泛。家用空調(diào)系統(tǒng)就是用這種型式的冷凝器來進(jìn)行換熱的。它由幾組蛇形盤管組成,在盤管外加有肋片。盤管組的一側(cè)設(shè)置軸流風(fēng)扇。盤管多采用Ф10~Ф16的小徑銅管錯(cuò)排;肋片片厚為0.1~0.6mm,片間節(jié)距為1.5~4mm。這種冷凝器通常做成長方形或L型。

4、分類 (二)

按照冷卻方式可分為:空氣冷卻式冷凝器、水冷式冷凝器(殼管式冷凝器、套管式冷凝器、殼-盤管式冷凝器、螺旋板式冷凝器、沉浸式冷凝器)、蒸發(fā)式和噴淋式冷凝器。

(1)空氣冷卻式冷凝器

空氣冷卻式冷凝器常應(yīng)用于冰箱、冷柜、小型空調(diào)器、冷場(chǎng)車、汽車空調(diào)等一些小型制冷裝置中。它不需水,安裝簡(jiǎn)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。但一般僅用于氟利昂制冷機(jī)中。
分類:據(jù)空氣的流動(dòng)情況,可分為自然對(duì)流冷卻冷凝器和強(qiáng)制對(duì)流冷卻冷凝器。

圖:自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器


圖:強(qiáng)制對(duì)流冷卻冷凝器

(2)水冷式冷凝器

圖:殼管式水冷冷凝器


圖:套管式水冷冷凝器


圖:盤管式水冷冷凝器


圖:螺旋板式冷凝器

(3)蒸發(fā)式冷凝器


圖:蒸發(fā)式冷凝器

(4)噴淋式冷凝器