冷凝器的选择计算制冷技术及设备11课件讲解.pptx

;冷凝器的选择计算;（二）冷凝器传热面积的计算

1、冷凝器传热面积的计算公式

冷凝器传热基本方程式

Φk=KA△t（5-1）

式中ΦK——冷凝器的热负荷（KW）；

K——冷凝器的传热系数[W/（m2·℃）]；

A——冷凝器的传热面积（m2）；

△t——冷凝器的传热平均温差（℃）。

因此，冷凝器传热面积计算公式为

ΦKΦK

A=——=——（5-2）

K△tψ

式中ψ——冷凝器的热流密度（W/m2）。

;2、冷凝器的热负荷ΦK

冷凝器的热负荷是指制冷剂在冷凝器中放给冷却水（或空气）的热量。如果忽略掉压缩机和排气管表面散失的热量，那么，高压制冷剂蒸气在冷凝器中所放给冷却水（或空气）的热量应等于制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物体的热量（制冷量ΦO），再加上低压制冷剂蒸气在压缩机中压缩成高压制冷剂蒸气所消耗的功转化成热量。这样，冷凝器的热负荷为

ΦK=Φo+Pi（5-3）

由于压缩机的指示功率Pi与制冷量有关，因此上式也可简化为

ΦK=φΦo（5-4）

式中φ——冷凝负荷系数。它与冷凝温度tk、蒸发温度to、制冷剂种类等因素有关。蒸发温度愈低，冷凝温度愈高，φ值就愈大。φ值可由图5-7、5-8和图5-9查得；也可由制冷工程设计手册中查得。;图5-7R717制冷压缩机冷凝负荷系数图5-8R12制冷压缩机冷凝负荷系数;3、冷凝器的传热系数K

1）对于水冷式（立式壳管式和卧式壳管式）冷凝器，按外表面计算

1dO1

K=——+R1+——（R2+——）（5-5）

αodiαW

式中αO·αW——分别为制冷剂的凝结放热系数和水侧的放热系数[W/（m2·℃）]；

R1·R2——分别为油膜热阻和水垢热阻[（m2·℃）/W]；

do·di——分别为传热管的外径和内径（m）。

2）采用肋片铜管的壳管式冷凝器，按外表面（包括肋片的面积）计算

11

K=———+τ（R2+———）（5-6）

ηαoαW

式中η——肋干管总效率，对于低肋管η=1；

τ——外表面与内表面的面积比。;4、传热平均温差△t

制冷剂在冷凝器中冷却冷凝时是一个变温过程。进入冷凝器的制冷剂是过热蒸气，通过与冷却介质发生热量交换，由过热蒸气冷却冷凝为饱和蒸气→饱和液体→过冷液体。因此，在冷凝器内制冷剂的温度并不是定值，如下页图5-10所示。即分为过热区、饱和区和过冷区三个区。冷却水一侧则由进水温度升高到出水温度，空气也一样。这样计算两者之间的传热平均温差就很复杂，考虑到制冷剂的放热主要在中间的冷凝段，即由饱和蒸气凝结成饱和液体，而此时的温度是一定的，为了简化计算，把制冷剂的温度认定为冷凝温度，因此在计算传热平均温差时应用下面的公式。

（5-7）

式中t1·t2——分别为冷却剂的进出口温度（℃）；

tk——制冷剂的冷凝温度（℃）。

由此可见，只要确定制冷剂的冷凝温度tk和冷却介质进出口温度t1、t2，就可求得△t。

知道了φk、K和△t之后，即可利用公式（5-2）计算传热面积。各种冷凝器的K值和ψ值见表5-1。;图5-10冷凝器中制冷剂和冷却剂温度变化示意图

（a）无过冷（b）有过冷1—过热蒸气冷却2—凝结3—液态制冷剂过冷4—冷却剂温度;表5-1各种冷凝器的k和ψ值表;（三）冷却介质流量的计算