冷凝器的作用及原理图，冷凝器工作原理动态图（冷凝器的种类和工作原理）

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1、冷凝器的作用及原理图：冷凝器的种类和工作原理，你了解多少？

冷凝器是制冷装置的主要热交换设备之一。它的任务是将压缩机排出的高压过热制冷剂蒸气，通过其向环境介质放出热量而被冷却、冷凝成为饱和液体，甚至过冷液体。

按照冷凝器使用冷却介质和冷却方式的不同，有水冷式、空气冷却式和水-空气冷却三种。

冷凝器按冷却方式：

空气冷却式、水冷式、蒸发冷却式（水-空气冷却）

空气冷却式冷凝器中根据管外空气流动方式：

自然对流空气冷却式冷凝器、强制对流空气冷却式冷凝器

一、水冷式冷凝器

这种型式的冷凝器用水作为冷却介质，带走制冷剂冷凝时放出的热量。冷却水可以一次性使用，也可以循环使用。用循环水时，必须配有冷却塔或冷水池，保证水不断得到冷却。根据其结构不同，主要有壳管式和套管式以及现在多用的板式换热器。

卧式壳管式冷凝器

1. 壳管式冷凝器：制冷装置中使用的制冷剂不同，其结构特点也有所不同。一般立式壳管式冷凝器适用于大型氨制冷装置，而卧式壳管式冷凝器则普遍使用大、中型氨或氟利昂制冷装置中。管板与传热管的固定方式一般采用胀接法，以便于修理和更换传热管。

2. 卧式壳管式冷凝器特点：传热系数高，冷却水用量少，操作管理方便；但是对冷却水水质要求高。目前大、中型制冷装置普遍采用这种装置。

立式管壳式冷凝器

1—出液管；２—压力表接头；３—进气管；４—配水箱；５—安全阀接头；６—均压管；７—放空管；8—放油管

3. 套管式冷凝器：它是由不同直径的管子套在一起，并弯制成螺旋形或蛇形的一种水冷式冷凝器。如图所示，制冷剂蒸气在套管间冷凝，冷凝液从下面引出，冷却水在直径较小的管道内自下而上流动，与制冷剂成逆流式，因此传热效果较好。

套管式冷凝器

4. 板式冷凝器：

板式冷凝器是由一组不锈钢波纹板串接而成，在传热板两侧形成冷、热流体通道，在流动过程中通过板壁进行换热。

换热版厚度约为0.5mm左右，板间距一般为2-5mm。

板式换热器体积小，重量轻，传热效率高，所需制冷剂充注量少，可靠性高近年来得到广泛应用。但其内容积小，冷凝后的液态制冷剂应及时排除，对冷却水质要求高，难以清洗，内部渗漏不易修复。

冷却水上进下出，制冷剂蒸气从上面进入，液态制冷剂从下面流出。

二、空气冷却式冷凝器

这种冷凝器以空气为冷却介质，制冷剂在管内冷凝，空气在管外流动，吸收管内制冷剂蒸气放出的热量。由于空气的换热系数较小，管外（空气侧）常常要设置肋片，以强化管外换热。分为空气自由流动和空气强制流动两种型式。

1. 空气自由流动的空冷冷凝器：

该冷凝器利用空气在管外流动时吸收制冷剂排放的热量后，密度发生变化引起空气的自由流动而不断地带走制冷剂蒸气的凝结热。它不需要风机，没有噪声，多用于小型制冷装置。如下图所示：

空气强制流动的空冷冷凝器：如下图所示，它由一组或几组带有肋片的蛇管组成。制冷剂蒸气从上部集管进入蛇管，其管外肋片用以强化空气侧换热，补偿空气表面传热系数过低的缺陷。在结构方面，沿空气流动方向的管排数愈多，则后面排管的传热量愈小，使换热能力不能得到充分利用。为提高换热面积的利用率，管排数以取4-6排为好。

2. 空气冷却式冷凝器与水冷式冷凝器比较：

（1）在冷却水充足的地方水冷式设备的初投资和运行费用均低于风冷式；

（2）由于夏季室外空气温度较高，冷凝温度一般可达50℃，为了获得同样的制冷量，风冷式设备制冷压缩机的容量约需增大15%；

（3）采用风冷式冷凝器的制冷设备系统组成简单，可缓解水源紧张；

三、蒸发式冷凝器

1. 蒸发式冷凝器：以水和空气作为冷却介质。它利用水蒸发时吸收热量使管内制冷剂蒸气凝结。水经水泵提升再由喷嘴喷淋到传热管的外表面，形成水膜一部分吸热蒸发变成水蒸汽，然后被进入冷凝器的空气带走。未被蒸发的水滴则落到下部的水池内。箱体上方设有挡水栅。用于阻挡空气中的水滴散失。蒸发式冷凝器结构原理如图所示。

2. 蒸发式冷凝器特点：

（1）利用水汽化带走冷凝热，其所消耗的冷却水量只是补给的散失水量，冷却水耗量少；

（2）蒸发式冷凝器进口空气湿球温度对换热量影响很大。同样的冷凝温度和风量，进口湿球温度越小，冷却水蒸发量越大，冷凝效果越好；

（3）蒸发式冷凝器耗水量小，所需空气量不足风冷式1/2，因此特别适合于干燥缺水地区；

2、冷凝器的作用及原理图，冷凝器工作原理动态图

一、简单空调原理及结构

简单制冷系统：

制冷系统主要四大件：压缩机、冷凝器、节流部件和蒸发器。

如下图常见的制冷系统：

（红线表示高温管路，蓝线表示低温管路）

四大部件作用：

1、压缩：

来自室内机蒸发器的低温低压制冷剂气体，被压缩机吸入压缩成高温高压气体。

2、冷凝

排入室外机冷凝器，通过轴流风扇的作用，与室外的空气进行热交换而成为低温高压的制冷剂液体，。

3、节流

经过毛细管的节流降压降温后进入蒸发器。

4、蒸发

在室内机的贯流风扇作用下，吸收房间内的热量（即降低房间内的温度）而成为低温低压的制冷剂气体；再被压缩机压缩，制冷剂的流动方向为：A→B→C→D→E→F→G→A，如此周而复始地循环达到制冷的目的。

制冷系统主要位置压力和温度见表

二、蒸发器

1、结构及组成

蒸发器实物外形见图：

2、作用

作用是吸收房间内的热量，降低房间温度。

工作时毛细管排出的液体进入蒸发器后，低温低压的液体蒸发吸热，使蒸发器表面温度很低，室内风机运行，将冷量输送至室内，降低房间温度。

3、分类（一）

按照冷却流体的不同，蒸发器分为冷却液体和冷却空气两大类。

(1)冷却液体载冷剂蒸发器

又称为间接冷却式蒸发器，简称液体蒸发器，常用的液体载泠剂有水和盐水。在标准大气压下，盐水的凝固点在0℃以下，比水的凝固点（0℃）低，如Nacl(氯化钠)溶液的浓度为13%时，其凝固点为-10℃；而水的比热比盐水大。所以水可冷却到0℃，适用于空调系统；盐水可冷却到-10~20℃，广泛应用于冷冻食品和制冰等。这类蒸发器的主要工作特征：先由制冷剂在蒸发器吸热蒸发，将液体载冷剂冷却，再由液泵将低温液体载冷剂送往冷间降温。

(2)冷却空气载冷剂蒸发器

又称直接冷却式蒸发器，制冷剂在管内吸热蒸发而把管外空气的温度降低。按空气流动的原因，它可分为自然对流式和强迫对流式两种。自然对流式冷却空气的蒸发器又称排管，这类蒸发器主要应用于冷库中。制冷剂在排管内流动吸收周围空气的热量汽化，依靠空气的热压作用自然对流，使库内空气冷却，并维持库内低温状态。强迫对流式冷却空气的蒸发器这种蒸发器应用于小型空调系统中，如房间空调器等。它由几排胀接上纯铝质翅片的盘管组成。胀接翅片的目的是增加传热面积，加强空气的扰动性，提高蒸发器的传热效率。铝翅片一般经过阳极化处理，以提高其抗腐蚀性能。翅片厚度通常为0.12~0.20mm，片距1.5~2.5mm，套片管管径Ф8~Ф16mm。

翅片管换热器的型式主要有三种型式，即L型、平直型、和V型。V型蒸发器的结构：翅片有平、波纹、冲缝翅片三种。

平翅片虽然加工容易，但刚性差、传热性能不好，现已逐渐淘汰；

波纹翅片与平翅片相比，刚性好，传热面积增加，且空气流过波纹翅片时，增加了扰动和搅拌效应，因此传热效率提高1/5左右；

而冲逢翅片会使通过翅片的空气在槽缝中窜来窜去，因此其扰动和搅拌性能比波纹管还好，使传热效率比波纹片高1/3，但冲缝翅片空气阻力大，容易积尘结垢，反而可能使空调器的制冷量急剧下降。为了提高蒸发器在制冷剂侧的传热系数，在国际上大力推广和应用强化制冷剂管内蒸发和冷凝的内螺纹管代替光管，即在管内表面上加工出许多微细的螺旋槽，与光管相比，可提高传热系数1.5~2.0倍，而其管内的压力损失与光管差不多。

4、分类（二）

按蒸发器的充满程度和蒸发情况，分为四种：干式（非满液式)蒸发器、再循环式蒸发器、满液式蒸发器、喷淋式蒸发器。

（1）干式蒸发器

干式蒸发器是制冷剂液体在管内一次完全汽化的蒸发器，它具有充液量少、不需储液器或需小的储液器、便于把蒸发器中的润滑油排回压缩机、冷量损失小、可减少冻结的危险等优点，但是传热系数低，一般常用于冷库或蓄冷空调中。其工作过程如下图：

干式蒸发器按其冷却对象的不同，又可分为：冷却液体型（ U型管式、直管式、板式蒸发器）、冷却空气型（光滑管式、肋片管式）。如下面4图：

（2）再循环式蒸发器

再循环式蒸发器是制冷剂液体需经几次循环才能完全汽化的蒸发器。它具有较高的换热系数、但体积大，需要的制冷剂量多，运行费用高的特点。

（3）满液式蒸发器

满液式蒸发器结构紧凑、传热效果好、易于安装、使用方便；但制冷剂的充注量大，底部的蒸发温度稍高减少了传热温差，对于氟利昂蒸发器，润滑油较难排出，制冷剂易发生冻结。

（4）其他蒸发器

三、冷凝器

1、外形结构及组成

冷凝器实物外形见图

2、作用

作用是将压缩机排出的高温高压的气体变为低温高压的液体。

压缩机排出高温高压的气体进入冷凝器后，吸收外界的冷量，此时室外风机运行，将冷凝器表面的高温排向外界，从而将高温高压的气体冷凝为低温高压的液体。

常见型式：常见外观形状有单片式、双片式或更多。

3、分类（一）

风冷翅片式冷凝器是利用常温的空气来冷却的，按空气在冷凝器盘管外侧的流动原因，可分为空气自然对流和强迫对流两种型式。

空气自然对流冷凝器这种冷凝器的空气对流依靠热压作用，不设置风机，无风机噪声，结构简单，不易发生故障，但传热效率低，通常用制冷量很小的制冷装置，如家用冰箱等。强迫对流式冷凝器有风机噪声，但传热效率较高，单位热负荷的体积小，使用方便，不需水源，应用广泛。家用空调系统就是用这种型式的冷凝器来进行换热的。它由几组蛇形盘管组成，在盘管外加有肋片。盘管组的一侧设置轴流风扇。盘管多采用Ф10~Ф16的小径铜管错排；肋片片厚为0.1~0.6mm，片间节距为1.5~4mm。这种冷凝器通常做成长方形或L型。

4、分类（二）

按照冷却方式可分为：空气冷却式冷凝器、水冷式冷凝器（壳管式冷凝器、套管式冷凝器、壳-盘管式冷凝器、螺旋板式冷凝器、沉浸式冷凝器）、蒸发式和喷淋式冷凝器。

（1）空气冷却式冷凝器

空气冷却式冷凝器常应用于冰箱、冷柜、小型空调器、冷场车、汽车空调等一些小型制冷装置中。它不需水，安装简单，可置于屋面；传热系数小，受环境温度影响大，恶化环境，除尘困难。但一般仅用于氟利昂制冷机中。分类：据空气的流动情况，可分为自然对流冷却冷凝器和强制对流冷却冷凝器。