制冷换热器

制冷换热器间壁式

间壁式换热器亦称表面式换热器。它利用金属壁(管壁和板壁)把进行换热的冷、热流 体隔开，通过金属壁面与流体之间的对流换热和壁的导热来完成换热过程。这是制冷装 置中应用最广泛的一类换热器。间壁式换热器的结构类型很多，有壳管式、肋片管式、套管式、板翅式、螺旋板式和平 板式等。其中壳管式和肋片管式在制冷系统中用得最多。它们的典型结构见图5.5.5-1和图5.5.5-2，统称管式换热器。

壳管式换热器由钢板卷制和焊接而成的圆形筒体与管簇所组成。根据管簇的布置和形状， 可分为列管式和绕管式。前者由许多直管管束构成，如壳管式冷凝器、壳管式冷却器等; 后 者常由螺旋形盘管构成，一般作辅助换热器使用，如回热器、中间冷却器和过冷器等。在小型制冷装置中，常采用一种类似壳管式的套管式换热器，其结构见图5.5.5-3。套管 式换热器的内管可以是1根、3根或多根光管或纵肋管。一般高温、高压流体在管内流动， 而低温、低压流体则在管腔中逆向流动。

制冷换热器混合式

混合式热交换器是依靠冷、热流体直接接触而进行传热的，这种传热方式避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻，只要流体间的接触情况良好，就有较大的传热速率。故凡允许流体相互混合的场合，都可以采用混合式热交换器，例如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽-水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等。

它的应用遍及化工和冶金企业、动力工程、空气调节工程以及其它许多生产部门中。

稳定传热方程式为：Q=KFΔt_m kJ/h式中： Q——传热量，kJ/h;F——换热面积，m;Δt_m——冷热流体的对数平均温差，℃;K——传热系数，kJ/(m·h·℃); 其中

单层平壁传热系数：

式中： α₁、α₂——两换热面的对流放热系数，kJ/(m·h·℃)；

1/(α₁)、1/(α₂)——两换热面单位面积的放热热阻(m·h·℃)/kJ；

λ——换热壁材料的导热系数，kJ/(m·h·℃) ；1/λ——换热壁单位面积的导热热阻，(m·h·℃)/kJ；

δ——换热壁的厚度，m。

制冷装置中的换热器都是表面式换热器。换热器的结构型式有壳管式、蛇形盘管式、螺旋管式、肋片管式和板翅式等。换热器按在制冷系统中的作用，主要有冷凝器、蒸发器、回热器、过冷器和中间冷却器等。这些换热器的换热介质主要是制冷剂(氟利昂、氨等)、水、 空气或盐水。

表面式换热器是两种或多种换热介质通过换热壁面进行热交换，使热流体被冷却及冷流体被加热。换热器中，热量从热流体经过壁面传递给冷流体的过程称为传热过程。例如在制冷系统中，冷凝器内的高温制冷剂通过壁面将热量传递给冷却水； 在满液式蒸发器中，制冷剂气化，通过壁面向盐水吸收热量等。

在传热过程中，如果传热的“热流密度”不随时间而改变，称为稳定传热过程； 反之， 如果传热的热流密度随时间而改变，称为不稳定传热过程。在制冷装置中，一般传热过程认 为是稳定传热。稳定传热方程式为：

Q=KFΔt_m（kJ/h）

式中： Q——传热量，kJ/h； F——换热面积，m； Δt_m——冷热流体的对数平均温差，℃； K——传热系数，kJ/(m·h·℃)。

由换热器的传热方程可得，提高换热器的工作效率的主要途径是提高传热系数，换热器的结构对传热系数的影响已无法改变，污垢对传热系数的影响也只能靠勤清理而改善，因此，提高换热器的换热系数主要是提高换热器两侧流体的换热系数。

在传热过程中，如果传热的“热流密度”不随时间而改变，称为稳定传热过程; 反之， 如果传热的热流密度随时间而改变，称为不稳定传热过程。在制冷装置中，一般传热过程认 为是稳定传热。

蒸发器的传热效果与冷凝器一样，也是受到制冷剂侧的换热系数、传热表面污垢物的热阻及被冷却介质侧换热系数等因素的影响，其中表面污垢的热阻及冷却介质侧换热系数的影响与冷凝器的一样，但制冷剂侧的换热系数与冷凝器的有很大不同。