冷凝器和蒸发器精编版.doc

第一章 冷凝器和蒸发器冷凝器和蒸发器都属于热交换器。所谓热交换，就是两种或两种以上温度不同的流体间相互传热的设备，所以也称为热交换设备。蒸发器：蒸发吸热制冷冷凝器：冷却冷凝，放出热量课题：冷凝器 课时：2节教学要求：1. 掌握冷凝器的传热及其影响 2. 冷凝器的分类、工作原理和结构特点教学方法： 讲授法复习提问： 冷凝器的作用是什么？冷凝器的定义？第一节 冷凝器导课：冷凝器是制冷装置中主要的热交换设备之一，它的作用是将制冷机升压排出的制冷剂过热蒸汽冷却冷凝成制冷剂液体，并放热于冷却介质中。常用的冷却介质是：水和空气。讲授新课：一 冷凝器的传热及其影响（一） 冷凝器的传热1. 冷凝器负荷：有效制冷量、无效制冷量、外界耗能。2. 冷凝器：冷却冷凝，冷凝热占80.3. 冷凝器散热靠显热进行传热。4. 冷凝器要定期的清洗，保证传热的良好性。（二） 影响冷凝器传热的因素冷凝器的传热量跟换热面积、传热温差、传热系数成正比。例：通过翅片增加换热面积，通过增加铜管的数量增加换热面积。温差越大，换热效果越好。生活中，天气冷，热量凉的快，天气热，热水难降温。传热系数跟所用的材料、流体流动情况等有关，不同的材料传热的效果不一样，就是因为不同材料的传热系数不一样。象我们小型的制冷设备，基本都采用铜管，而没有采用钢。因为铜管的传热效果好。1. 制冷剂及其传热特性对冷凝器传热的影响 影响传热特性主要是制冷剂的比热、导热系数、密度、粘度等。导热系数大的制冷剂传热效果好;比热和密度大的制冷剂能携带更多的热量，换热效果好；制冷剂粘度大，流动阻力大，换热效果不好。 制冷剂蒸汽在冷凝器中的凝结主要属于膜状凝结。凝结过程中，制冷剂与液膜同向换热效果好，反向效果不好，所以尽量提高蒸汽流速，是制冷剂与液膜同向，提高换热效果。珠状凝结由于膜状凝结。2. 冷却介质及流动特性对冷凝器传热的影响 冷却介质：空气和水。水的比热容远远大于空气的比热容，所以水的冷却效果明显优于空气。 例： 烧开水时，锅里有水，锅烧不穿，一旦锅里没有水，那就只有空气，那锅就很快烧穿。分析原因：因为水的比热容大，它能将锅炉产生的热量及时带走，所以锅底的温度不会很高，空气的比热容小，锅炉产生的热量空气不能及时带走，导致锅底温度急剧升高，当达到锅的熔点时，锅溶化烧穿。 冷凝器内最佳流动速度水：0.8m1.5m/s 空气：2-4 m/s3. 不凝性气体对冷凝器传热的影响 不凝性气体来源系统开放，制冷剂和润滑油高温气化影响：当不凝性气体含量为0.2，传热效果下降20-30当不凝性气体含量为0.5传热效果下降50当不凝性气体含量为1传热效果下降66 设空气分离气排除不凝性气体，或直接从放空气管排出不凝性气体。4. 传热面状态对冷凝器传热的影响 冷却面光滑、清洁，液膜流动阻力就小，传热效果好 厚度为0.2mm的油膜相当于33mm的钢板的热阻。所以当润滑油跟制冷剂不凝时，必须要设油分离器。5. 冷凝器结构型式对冷凝器传热的影响无论何种结构的冷凝器，多应设法使制冷剂冷凝液迅速地从冷却壁面离开。现代卧式壳管式冷凝器在设计上向增大长径比方向发展，以提高冷凝器的传热系数。二 冷凝器的种类、工作原理和结构特点按冷却介质分：水冷式冷凝器、空气冷却式冷凝器、空气与水联合冷却式（一） 水冷式冷凝器定义：利用水吸收制冷剂放出的冷却冷凝热量的冷凝器叫水冷却式冷凝器水冷式冷凝器类型：壳管式、套管式和螺旋板式。1. 立式壳管式冷凝器立式壳管式冷凝器多用于氨制冷系统，它垂直安放在室外混凝土的水池上。立式壳管式冷凝器包括：进气管、安全管，均压管、压力表、混合气体管管接头、出液管和放油管等接头。导流管头的作用是使冷却水成膜状流动，即冷却水经导流管头斜槽钢管内壁形成薄膜水层作螺旋状向下流动，从而延长冷却水流的路程和时间，同时空气在管子中心向上流动，从而加强热量交换，提高冷却能力，节约用水。立式壳管式冷凝器的优缺点优点：传热系数高、冷却冷凝能力大，可以安装在室外，节省机房面积，对水质要求不高，清洗时不需要停止制冷系统工作。缺点：用水量大，水泵耗量大，金属消耗大，比较笨重，搬运安装不方便，制冷剂泄漏不易发现，易结水垢，需经常清洗。立式壳管式冷凝器适用于水质差、水温较高而水量充分地区的大、中型氨制冷系统。2. 卧式壳管式冷凝器卧式壳管式冷凝器较普遍地应用于大、中、小型的氨、氟利昂制冷系统中，尤其在船舶制冷和空调制冷用冷凝机组、冷水机组广泛应用。（1） 氨用卧式壳管式冷凝器壳体内采用由多根D25*2.2mm或D38*3mm无缝钢管组成一个横卧管簇，筒体两端配有分水筋，端盖和端面夹有橡皮垫片并用螺栓固定。卧式和立式壳管式冷凝器均属于间壁式热交换器，其原理相同，但冷却水的流动特性不同。冷却水下进上出可充分保证运行过程中的冷凝器管内充满着水，启动时有利于排除管内的空气，另外也符合冷、热流体间的传热流动特性。淡水的流速：0.8-1.2m/s，海水流速：0.7m/s,对数平均温差为4-60c，其传热系数可达K=698-930W（m2.0C);单位热负荷qf=1071-5234W/m2（2） 氟用卧式壳管式冷凝器采用铜管其优点：导热系数比钢大，相同的传热面积可提高传热系数约10左右，铜管的延伸性好，可滚压成外形像螺纹的薄壁低肋片铜管。优点：传热系数高，冷却用水比立式用水量少，单位传热面积冷却水消耗量约为0.5-0.9，占空间高度小，有利于有限空间的利用，结构紧凑、便于机组化，运行可靠，操作方便缺点：泄漏不易发现，对冷却水质要求高，水温要低，清洗时制冷系统要停止工作，卸下端盖才能进行清洗，材料消耗大，造价高。使用于水源丰富和水质好的地区，以及船舶、室内、操作地方狭窄等场所。3. 套管式冷凝器（1) 氨用套管式冷凝器（2） 氟用套管式冷凝器4. 螺旋板式冷凝器（二） 空气冷却式冷凝器以空气为冷却介质的冷凝器称为空气冷却式冷凝器，也称为风冷式冷凝器。采用材料：一般用D10*0.7mm-D16*1mm直径较小的铜管完制成蛇形盘管，在管外套有0.2-0.6mm的铜片或铝片做肋片。热交换方式：制冷剂蒸汽进入蛇形盘管跟外面的空气进行热量交换，利用风扇强制空气对流，加强换热效果。适用要求：因为空气为冷却介质，冷凝器冷凝温度和冷凝压力都比水冷式冷凝器高，因此适用于冷凝温度高，而冷凝压力低的R12,R133,R144,R142等制冷系统，以及供水困难和可移动的制冷装置中。（三） 空气和水联合冷却式冷凝器1. 淋浇式冷凝器又称为淋水式冷凝器或大气式冷凝器，它主要用于大、中型氨制冷系统中。工作过程：工作时，氨蒸汽由进气总管从蛇形管下部进入，在管内自下向上流动，沿途凝结的液体分别从蛇形管一端的支管及时导出，流入凝液立管及集管，并经过冷凝器出液管流入贮液器。优点：结构简单，可就地加工制作；安装方便；便于清洗水垢和检修，检修可分组进行，可不必停产；对水质要求低；用水量必壳管式冷凝器要少。2. 蒸发式冷凝器（1） 吸风式蒸发式冷凝器（2） 吹风式蒸发式冷凝器（3） 有预冷的蒸发式冷凝器小结：本节我们学习了冷凝器的定义，传热因素的影响，冷凝器的种类，工作原理和性质。作业：1. 影响冷凝器传热的因素有哪些？2. 制冷系统不凝性气体的来源在那里？课题：冷凝器的选用 课时：2节教学要求： 掌握冷凝器的选用要求教学方法： 讲授法复习提问： 水冷和空冷冷凝器有什么区别？三. 冷凝器的选用冷凝器的选用取决于当地的水温、水质、水量、气候等自然条件和制冷剂的种类。1. 冷凝器型式的选用表1-2 各种冷凝器的选用方案冷凝器型式使用条件安放位置立式壳管式冷凝器水质较差、水温较高、水量充裕的地区，常用于氨制冷系统安装在室外，可于冷却塔垂直布置卧式壳管式冷凝器水质较好，水温较低地区，氨和氟利昂制冷系统都可以采用一般布置在室内和用于船舶制冷装置淋浇式冷凝器大气温度较低，水质较差和风力较大的地区布置在室外高外或通风良好的地方蒸发式冷凝器水源不足，水质良好，气候干燥的地区设置在厂房的屋顶或通风良好的地方螺旋板式冷凝器水温较低，水质良好的地区室内、外皆可空气冷却式冷凝器无法供水的地方，主要用于小型氟利昂制冷装置中室外（二） 常用冷凝器的传热性能表1-3 常用冷凝器的传热系数与单位面积热负荷推荐数据制冷剂冷凝器型式传热系数（W/m2）单位面积热负荷相关条件氨立式壳管式700-8003500-40001.冷却水温升20C2.传热温差50C3.光钢管4.冷却水温度较高时，取最小值卧式壳管式800-10004000-50001.冷却水温升50C2.传热温差50C3.水速0.6-1m/s4.冷却水温较高时，取最小值。淋水式600-7002900-35001.单位面积冷却水耗量0.8-1.02.补充水量为循环量的5-103.光钢管蒸发式600-7501800-25001. 单位面积冷却水耗量0.12-0.162.补充水量为循环量的5-103.光钢管氟利昂卧式壳管式1200-1600（R22）870-1300（R12）1.冷却水温升50C2.传热温差80C3.水速1.5-2.5m/s4.低肋螺纹铜管风冷式25-30250-3001.空气流速2-3m/s2.传热温差100C3.空气温升一般为80C蒸发式500-7001500-22002. 单位面积冷却水耗量0.12-0.162.补充水量为循环量的5-103.光钢管小结：本结我们学习了冷凝器的选用要求，通过学习，我们要会查表设计。作业： 冷凝器选用要求包括那些，试作简单分析？第二节 蒸发器课题：蒸发器的传热及其影响 课时：2节教学要求：1. 掌握蒸发器的传热及其影响 2. 蒸发器的种类、工作原理和结构特点教学方法： 讲授法复习提问： 蒸发器的定义？导课：蒸发器是制冷系统中用于制冷剂与低温热源间进行热交换的设备，也是制冷装置中的主要热交换设备之一。在蒸发器中，制冷剂液体在低压低温下汽化吸收被冷却介质的热量，成为低温低压下的制冷剂干饱和气体或过热蒸汽，从而在制冷系统中产生和输出冷量。蒸发器位于节流阀和制冷机回气总管之间或连接于汽液分离设备的供液和回气管之间，并安装在需要冷却、冻结的冷间或场所。讲授新课：一、 蒸发器的传热及影响因素（一） 蒸发器的传热通过间壁式传热的方式（二） 影响蒸发器传热的因素蒸发器是制冷装置中主要的热交换设备，和冷凝器一样，其传热量和热交换面积、传热温差和传热系数有关。1. 制冷剂特性对蒸发器传热的影响泡状沸腾：制冷剂液体在蒸发器内吸热后，当温度达到该压力对应的饱和温度时，在加热表面上形成很多气泡，并在液体内部逐渐增大而向上升起、破裂而达到沸腾，这种状态称为泡状沸腾。制冷剂在泡状沸腾时的放热系数和热流密度随温差的增大而增大。膜状沸腾：随着温度差的增大，制冷剂在加热表面上的汽化核心数目会急剧增多，众多的气泡来不及离开加热表面而汇集成一片，在加热表面上形成一层气膜，这种状态称为膜状沸腾。膜状沸腾时，由于气膜存在增大了传热热阻，此时放热系数值会急剧下降。临界状态：介于泡状沸腾和膜状沸腾之间的状态称为临界状态。2. 被冷却介质特性对蒸发器传热的影响水、盐水和空气是制冷装置中常见的被冷却介质，其放热强度除与其物理性质有关外，与其流动速度，流速的几何形状以及流动的途径等外界因素有管。3. 换热面状况对蒸发器传热的影响常用的一些制冷剂液体均具有良好的润湿性能，因此有良好的放热性能。氨比氟利昂的润湿性能更好。4. 蒸发器结构型式对蒸发器传热的影响无论何种蒸发器，我们都希望制冷剂蒸汽很快离开传热表面和保持合理的液面高度，有效的充分利用传热表面。小结：本结我们学习了蒸发器的传热及传热因素的影响因素，蒸发器和冷凝器都属于热交换器，通过学习，我们对热交换器有更深的理解。作业： 影响蒸发器传热的因素有哪些？课题：蒸发器的种类、工作原理和结构特点 课时：2节教学要求：1.冷却液体的蒸发器 2. 冷却气体的蒸发器教学方法： 讲授法复习提问： 影响蒸发器传热的因素有哪些？讲授新课： 二. 蒸发器的种类、工作原理和结构特点蒸发器按冷却介质不同，可分为冷却液体、冷却空气和接触式三种类型（一）冷却液体的蒸发器这类蒸发器冷却的载冷剂液体有水、盐水和其它液体。1. 沉浸式蒸发器其主要应用于盐水制冰。盐水的凝固点要低于水的凝固点，所以能采用盐水做为载冷剂。通过搅拌器的工作将盐水溶液循环于蒸发器和冰桶之间，使冰桶中的水结成冰。（1） 立管式蒸发器材料：采用无缝钢管焊制而成。润滑油积存在处于蒸发器最低位置的集油包中，定期放出。（2） 螺旋管式蒸发器优点：具有焊接接头少，节省加工，结构紧凑，降低金属材料消耗等优点。螺旋管式蒸发器是水箱型氨蒸发器常用的一种，具有载冷剂容量大，冷量贮存多，热稳定性好，可直接观察到载冷剂流动情况，便于操作管理维修，不会应结冰而冻坏设备等优点。（3） 蛇管式蒸发器常用于小型氟利昂制冷装置中。制冷剂液体从蒸发器上部供入，吸热气化后的蒸汽由下部导出，利用较大的回汽流动速度将润滑油带回制冷压缩机。2. 卧式壳管式蒸发器卧式壳管式蒸发器主要用于冷却载冷剂，有满液式和干式两大类。（1） 满液式卧式壳管式蒸发器在满液式卧式壳管式蒸发器中，制冷剂走壳程，载冷剂走管程，并且在蒸发器中载冷剂下进上出。保证了充注量及排空。工作过程：制冷剂液体节流后进入筒体内管簇空间，与自下而上作多程流动的载冷剂通过管壁交换热量。制冷剂液体汽化吸热后上升回到汽液分离器，润滑油沉积在集油包，由放油管通过集油器放出。满液式壳管式蒸发器在工作时要保持一定的液面高度，液面过低会使蒸发器内产生过多的过热蒸汽而降低蒸发器的传热效果；液面过高易使湿蒸汽进入压缩机引起液击。优点：结构紧凑，占地面积小，传热性能好，制造和安装方便，以及用盐水作为载冷剂时不易腐蚀和避免盐水浓度被空气中水分稀释，广泛用于船舶制冷、制冰、食品冷冻和空气调节中。缺点：制冷剂充注量大，由于制冷剂液体静压力的影响，使其下部液体蒸发温度提高，从而减小了蒸发器的传热温差。（2） 干式卧式壳管式蒸发器主要用于氟利昂制冷系统中。这种蒸发器的制冷剂液体走管程，因而制冷剂充注量较少。干式蒸发器：制冷剂在管内一次完全汽化的蒸发器。直管式干式蒸发器U型管式干式蒸发器（二） 冷却空气的蒸发器冷却自然对流空气的蒸发器称为冷却排管；而蒸发器装在箱体内冷却强迫对流空气的常称为冷风机，也称为空气冷却器。1. 冷却墙排管（1） 立管式墙排管（2） 盘管式墙排管2. 冷却顶排管（1） 盘管式顶排管（2） 集管式顶排管两层集管式光滑顶排管四层集管式翅片顶排管四层集管式光滑顶排管顶排管优缺点：结构简单，便于现场制作，结霜也较均匀，但传热系数不高，一般布置在库房中间的顶排管要比靠近墙吊装的顶排管传热性能好，近墙管布置的顶排管又比墙排管的传热性能好。3. 搁架式冷却排管（1） 氨用搁架式冷却排管具有结构紧凑，空间利用率高，制作简单等优点。但钢材耗用量多、冻结食品进出库劳动强度大且不利于机械化操作。可在里面设置风机，强制循环空气。（2） 氟用搁架式冷却盘管4. 干式冷风机组成：箱体、蒸发器和通风机干式冷风机依靠通风机强迫空气通过箱体内的蒸发管组进行热交换，达到降低库温或室内温度的目的。（1） 落地式冷风机氨用落地式冷风机氟用落地式冷风机落地式冷风机具有结构紧凑，安装方便，融霜水容易排除，操作维护简便，降温快而均匀及容易实现自动化等优点。广泛用于冷库中的冻结间、冷却间中。（2） 吊顶式冷风机优缺点：结构紧凑，不占库房使用面积，不足之处是当融霜水处理不当时会溅滴到室内食品或地坪上：当气流组织不好时，会形成室内温度不均匀及死角。多用于小型冻结间、冷却间、中低温穿堂及冷藏车、船上。5. 表面式空气冷却器组成：换热管簇、箱体和支架（1） 皱褶式绕片（2） 套片式（3） 轧片式（4） 其他片式（三） 接触式蒸发器接触式蒸发器又称接触式平板冻结装置，是将冻结或冷却的食品直接与空心平板外侧传热壁面接触，平板内腔流通制冷剂或低温盐水与食品进行热交换。1. 卧式平板冻结器2. 立式平板式冻结器三 、蒸发器选用（一） 蒸发器型式的选用1. 冷库中的冷却间、冻结间和冷却物冷藏间宜采用于干式冷风机2. 冻结盘装、箱装或小包装食品时，可采用搁架式排管或平板冻结器3. 冻结物冷藏间宜采用墙排管、顶排管。4. 包装间的室温低于-0.50C，宜选用蒸发盘管；若室温高于-0.50C时，宜采用冷风机。5. 冷藏船上的冷藏货舱宜用光滑顶排管，若设光滑墙排管时需要有防撞装置。6. 冷藏船上采用简接冷却系统时，可选用卧式壳管式蒸发器。7. 冰库的建筑净高在6m以下时，只用光滑顶排管铺开布置，不用墙排管；若建筑净高在6m以上时，可以布置光滑墙排管，但要安装在堆冰高度以上。8. 制冰池和冷水箱中可选用螺旋管式、立管式及蛇管式蒸发器。9. 在空调系统中，可根据工艺要求选择壳管式蒸发器或干式、湿式、干湿混合式冷风机。（二） 常用蒸发器的传热性能小结：本节我们学习了蒸发器类型，及各类型的优缺点。学习了怎么选择蒸发器。作业：简要说说蒸发器的种类，说几种蒸发器的工作原理？课题：蒸发器-冷凝器组和蒸发冷凝器 课时：2节教学要求：掌握蒸发器-冷凝器组和蒸发冷凝器的型号以及工作原理。 教学方法： 讲授法复习提问： 冷凝器的作用是什么？蒸发器的定义是什么？作用是什么？冷凝器的定义？导课： 蒸发冷凝器一般都用于复叠式制冷循环系统中，以前我们学习制冷原理时，我们都知道其工作的原理，下面我们继续更深的去学习、了解蒸发冷凝器的类型和特点。讲授新课： 一.蒸发器-冷凝器组蒸发器-冷凝器组是离心式冷水机组的主要换热设备，它将原分开设置的冷凝器和蒸发器合并在一个圆筒形的密闭容器内，来同时完成制冷循环中的冷凝、节流和蒸发过程。FLZ-1000A型蒸发冷凝器组主要性能参数：冷却水进水温度不高于320C，冷却水流量250m3/h，冷媒水流量200m3/h，制冷量1163KW。FLZ-1000A型蒸发冷凝器组工作原理：离心式压缩机排出的制冷剂高压高温的蒸汽由进气口进入冷凝器，通过均气板是气体均匀分布在冷凝器管簇外壁表面，与管内流动的 冷却水进行交换热量，使制冷剂冷却冷凝成制冷剂液体。制冷剂液体经浮球阀节流后进入筒低供液槽，再流向液体分配槽喷嘴，喷洒在蒸发器管簇外壁表面，吸收管内冷媒水的热量成为饱和蒸汽，由出气口流往离心式制冷压缩机吸气管。蒸发器管内被冷却的冷媒水送往空调系统。单筒式蒸发器-冷凝器部分要做隔热层。二：蒸发冷凝器蒸发冷凝器主要用于覆叠式制冷机中的热交换设备。蒸发冷凝器是高温部分制冷剂的蒸发器，又是低温部分制冷剂的冷凝器。其结构形式主要有壳管式、盘管式及套管式等。（1） 立式壳管式蒸发冷凝器工作时，高温部分的制冷剂在管程内汽化吸热；低温部分的制冷剂在壳程内冷却冷凝放热。这种蒸发冷凝器的结构简单，但高温制冷剂充灌量较大，并且制冷剂液体的静液柱对蒸发温度的影响也较大。（2) 立式或卧式盘管式蒸发冷凝器这种蒸发冷凝器是将一组多头盘管装在一个圆筒形壳体中构成的，高温部分的制冷剂液体经液体分配器后进入盘管内，在管程内汽化后从另一端引出；低温部分的制冷剂在壳程内盘管间冷凝。（3） 套管式蒸发冷凝器套管式蒸发冷凝器是将两根直径不同的铜管套在一起后弯曲而成。高温部分的制冷剂在管间汽化吸热，低温部分的制冷剂在小管内冷却冷凝。这种蒸发冷凝器结构简单，但横向尺寸大，一般适用于小型低温设备。小结：本节我们介绍了蒸发冷凝器的型号，工作原理，通过学习，我们对蒸发冷凝器的功用有更深的理解。蒸发冷凝器主要用于覆叠式制冷循环系统。作业：FLZ-1000A型蒸发冷凝器组主要性能参数有哪些？第二章 制冷系统辅助设备课题： 中间冷却器 课时：2节教学要求：掌握中间冷却器作用、种类、结构特点和工作原理。 教学方法： 讲授法复习提问： 双级压缩式制冷循环有哪些？各自的制冷流程包括什么制冷设备，其工作的原理是怎么样的？ 第一节 中间冷却器导课：中间冷却器是除蒸发器、冷凝器之外制冷系统中常用的热交换设备，也是较重要的冷却设备之一。讲授新课：一 中间冷却器的作用冷却低压级压缩机排出的过热蒸汽使进入蒸发器的制冷剂液体在中间冷却器的盘管中过冷，增大制冷量。氨用中间冷却器还能分离低压级压缩机排气中夹带的润滑油(中间冷却器是用以冷却两个压缩级之间被压缩的气体或蒸气的设备。制冷系统的中间冷却器能降低低压级压缩机的排气温度（即高压级的吸气温度），以避免高压级压缩机的排气温度过高；还能使进入蒸发器的制冷剂液得到过冷，减少管中的闪发气体，从而提高压缩机的制冷能力。它应用在氟利昂或氨的双级或多级压缩制冷系统中，连接在低压级的排气管和高压级的吸气管之间。)二.中间冷却器的种类、结构特点和工作原理中间冷却器主要有氨用和氟用两类（1） 氨用中间冷却器中间冷却器系用以装置在双级氨制冷装置的低压和高压缸之间，使由低压缸排出的热气在经过本器时达到冷却的目的。同时使自贮氨器流经本器中盘管的氨液过冷以增加制冷效应。 中间冷却器操作注意下列事项： 中间冷却器内气体流速一般为0.5 0.8m/s 。 蛇形盘管内氨液流速一般为0.4 0.7m/s ，其出口氨液温度比进口低3 5 。 中间冷却器的中间压力一般在0.3MPa （表压）左右，不宜超过0.4MPa （表压）。 高压级的吸气过热度，即吸气温度比中间冷却器的中间温度高2 4 （2） 氟用中冷器 氟利昂制冷系统在双级压缩时大都采用一次节流中间不完全冷却循环，低压级排出的高温气体在管道中间与中间冷却器蒸发汽化的低温饱和气体混合后再被高压级吸入高压机。 高压液体经膨胀阀降压节流后，进入中间冷却器，吸收了蛇形盘管及中间冷却器器壁的热量而汽化，通过出气管进入低压级与高压级连结的管道里与低压级排出的高温气体混合，达到冷却低压排气的效果小结：本节我们学习了中间冷却器的作用，学习了其种类和工作原理。作业：1.氨用中间冷却器是如何实现热量综合利用的？2. 氟用中间冷却器与氨用中间冷却器的冷却原理有何不同？第二节 分离与贮存设备课题： 油分离器、高压贮液器、气液分离器 课时：2节教学要求：掌握油分离器、高压贮液器、气液分离器作用、种类、结构特点和工作原理。 教学方法： 讲授法复习提问： 制冷系统四大部件是什么？除了这四大部件以外我们还学习过其它辅助设备没有？其功用是什么？导课：制冷系统中的分离和贮存设备的作用是为了保证制冷系统高效和安全的工作，他们有油分离器、空气分离器、贮液器和兼有分离、贮存双重的汽液分离器、低压循环贮液器、排液筒及集油器。讲授新课：一 油分离器油分离器的基本工作原理：利用油和制冷剂密度不同，当通道截面突然增大，流速骤降（由1025m/s降至0.81m/s）,重量较大的油滴在重力作用下落下；在油分内部使气体流动方向改变或利用离心作用，使密度较大的油滴分离；利用制冷剂液体或冷却水管，使混合气体冷却，使其中夹带的油蒸气凝结成较大颗粒的油滴；利用过滤设备过滤。从外观结构来分，分为立式油分和卧式油分。从分油方式不同，油分主要有以下几种：² 洗涤式油分：主要适用于氨系统。工作时，桶内保持一定高度的氨液（通常由浮球阀控制），压缩机排出的氨气通过桶体上部封头处、伸入桶内的进气管进入氨液中洗涤降温，油蒸汽温度降低凝结成滴沉入桶底。氨气离开液面时改变了方向，且流速大大降低。桶体上部的伞形孔板不仅可以使油进一步分离，还可以挡住被被气体吹起的氨液滴。² 填料式油分：图2-21所示的是填料式油分的结构示意图。钢板卷焊的桶体内装有填料层。填料层上、下用两块多孔管板固定。填料可以是陶瓷、金属切屑或金属丝网，以金属丝网效果最好。这种油分的分油效率较高，可达95%左右。² 过滤式油分：目前大量的螺杆压缩机都采用过滤式油分。利用气体进入油分后，流速突然降低、流动方向突然改变、滤网层对油蒸汽的吸附作用，把润滑油分离出来。二：高压贮液器（1） 位置和作用高压贮液器一般位于冷凝器之后，安装位置必须保证冷凝器内液体能借其液位差而流入高压贮液器中。高压贮液器在制冷系统中的作用：1. 贮存冷凝器流出的制冷剂液体，使冷凝器的传热面积得到充分的发挥2. 保证供应和调节制冷系统有关设备需要的制冷剂液体循环量3. 起到液封的作用，即防止高压制冷剂蒸汽串至低压系统管路中去。(二) 高压贮液器的种类、结构特点和工作原理1. 氨用高压贮液器2. 氟用高压贮液器三. 汽液分离器概念气液分离器可安装在气体压缩机的出入口用于气液分离，分馏塔顶冷凝冷却器后气相除雾，各种气体水洗塔，吸收塔及解析塔的气相除雾等。气液分离器也可应用于气体除尘，油水分离及液体脱除杂质等多种工业及民用应用场合。 分离方法气液分离器采用的分离结构很多，其分离方法也有：1、重力沉降；2、折流分离；3、离心力分离；4、丝网分离；5、超滤分离；6、填料分离等。 分离原理但综合起来分离原理只有两种： 一、利用组分质量（重量）不同对混合物进行分离（如分离方法1、2、3、6）。气体与液体的密度不同，相同体积下气体的质量比液体的质量小。 二、利用分散系粒子大小不同对混合物进行分离（如分离方法4、5）。液体的分子聚集状态与气体的分子聚集状态不同，气体分子距离较远，而液体分子距离要近得多，所以气体粒子比液体粒子小些。 一、重力沉降 1、重力沉降的原理简述由于气体与液体的密度不同，液体在与气体一起流动时，液体会受到重力的作用，产生一个向下的速度，而气体仍然朝着原来的方向流动，也就是说液体与气体在重力场中有分离的倾向，向下的液体附着在壁面上汇集在一起通过排放管排出。 2、重力沉降的优缺点。 优点：1）设计简单。2）设备制作简单。3）阻力小。 缺点：1）分离效率最低。2）设备体积庞大。3）占用空间多。 3、改进重力沉降的改进方法：1）设置内件，加入其它的分离方法。2）扩大体积。 4、由于气液混合物总是处在重力场中，所以重力沉降也广泛存在。由于重力沉降固有的缺陷，使科研人员不得不开发更高效的气液分离器，于是折流分离与离心分离就出现了。 气液分离器的特点一个好的气液分离器应具有如下特点： 1、分离效果好。2、适应的分离负荷范围非常宽。3、体积小。4、阻力小。5、工作稳定。一、分离效率高。 一）分离效率的现状 从气液分离器的要求来看，就要求其能将气体与液体尽可能分离，经过气液分离器之后，液体就是液体，不含有气体，而气体就是气体，不含有液体。当然一个分离器实际上其分离效率不可能100%，因种种原因实际的情况是根据不同分离要求来选择气液分离器。 1、分离要求比较低的，选择重力沉降分离。 2、分离要求一般的，选择普通的折流分离（挡板分离）或者普通的离心分离（旋流分离）。 3、要求较高的，选择填料分离。 4、要求高的，选择丝网分离。 5、要求很高的，选择微孔过滤分离。 当然这样选择也不是绝对的，实际使用中气液分离效率可能并不完全符合上述顺序。其原因以后说明。 气液分离器分离效率的选择跟待分离的液体物性有关，如果液体粘度大，分子间作用力强，相对来说容易分离一些，所以油水分离器一般分离极数比水分离器低。同样的分离要求，较粘液体的分离器的分离方式在上述顺序中可以降低一档。但较粘的液体存在的严重问题在于液体下流时间较长。 二）提高气液分离器的分离效率的好处 上面说的是气液分离器的现状，那究竟这样选择是不是最合理的呢？ 1、净化分离器。 净化分离器的作用是将气体中无用或有害的液体分离出来，也就是说分离效率越高，气体中无用或有害的液体越小，带来的好处越多：如果是无用的液体少了，也就是使净化气体的使用效率高了，也就是气体的使用成本低了；如果是有害的液体少了，就不光是净化气体使用成本低了，而且是降低了液体的危害程度，用户的运行成本因此也明显更降低了。典型的净化分离器如：油水分离器。 油水分离器一般安装在压缩机的进口或者出口。 如果安装在进口的油水分离器分离效率高，压缩机的功效会提高，为什么呢？因为压缩机可以做有用功和无用功，如果进口气体中间含有无用的油水越少，其有用功增加，其功效越高，那么从长远来看，降低的运行成本远远大于提高油水分离效率所用的成本。 如果分离效率提高了1%，也就是压缩机电耗减少了1%，而一般提高分离效率1%所用的成本只相当于半年节省的电费。 如果安装在压缩机出口，可以净化输往用户的气体，从而使用户的运行成本降低或者运行更加安全平稳，也明显比提高气液分离效率所用成本划得来。 2、工艺介质分离器 工艺介质分离器的作用是工艺介质的气液两相分离，因为一般来说，系统就是利用工艺介质气液两相性质不同来循环运行的，如果气液混合在一起，肯定会使整个系统的运行质量和效率下降。典型的工艺介质分离器如：制冷系统的蒸发器后气液分离器。 制冷系统是利用制冷剂液体相变潜热大来制冷的，工艺介质在蒸发器吸收了大量的被冷却物质的热量，从而由液相变成气相，然后送往吸收器或压缩机，然后是发生器或冷凝器，又从气相变成液相。 如果蒸发器后气液分离器的分离效率提高了1%，蒸发器的冷却效率也提高了1%，冷剂泵或压缩机电耗减少了1%，发生器或冷凝器的效率也提高了1%，而一般提高分离效率1%所用的成本只相当于压缩机半年节省的电费。 3、产品分离器 产品分离器的作用是把混合在原料气中液态产品分离下来，也就是说液体没分离下来，产品就没生产出来。典型的产品分离器如：合成氨系统中的氨分离器。 由于原料气每次反应不可能完全，所以生成的氨和未反应完的原料气是混在一起的，经过冷却器后，大部分气氨变成了液氨，经过分离器后，原料气经压缩机提压后继续进行反应。 如果分离效率提高1%，氨产量提高了1%，压缩机的电耗降低了1%，氨塔反应的推动力提高了1%，而一般提高分离效率1%所用的成本只相当于压缩机半年节省的电费。 从上面的分析来看，提高气液分离器的分离效率是很必要的，很经济的。 1、折流分离的原理简述 由于气体与液体的密度不同，液体与气体混合一起流动时，如果遇到阻挡，气体会折流而走，而液体由于惯性，继续有一个向前的速度，向前的液体附着在阻挡壁面上由于重力的作用向下汇集到一起，通过排放管排出。 2、折流分离的优缺点优点：1）分离效率比重力沉降高。2）体积比重力沉降减小很多，所以折流分离结构可以用在（高）压力容器内。3）工作稳定。缺点：1）分离负荷范围窄，超过气液混合物规定流速后，分离效率急剧下降。2）阻力比重力沉降大。 3、改进从折流分离的原理来说，气液混合物流速越快，其惯性越大，也就是说气液分离的倾向越大，应该是分离效率越高，而实际情况却恰恰相反，为什么呢？ 究其原因：1）在气液比一定的情况下，气液混合物流速越大，说明单位时间内分离负荷越重，混合物在分离器内停留的时间越短。2）气体在折流的同时也推动着已经着壁的液体向着气体流动的方向流动，如果液体流到收集壁的边缘时还没有脱离气体的这种推动力，那么已经着壁的液体将被气体重新带走。在气液比一定的情况下，气液混合物流速越大，气体这种继续推动液体的力将越大，液体将会在更短的时间内流到收集壁的边缘，而液体流到底部需要的时间不变，也就是说有更多已经着壁的液体被带走而没有分离下来。3）液体没有固定的形状，容易碎化，在着壁的同时，会产生更细的液滴重新返回气相中，随着流速的增大，液体收集壁的碰撞力越大，其碎化的倾向越大，而我们知道越细的液滴其惯性越小，越容易被气体带走。 原因分析清楚了，如何改进呢？从上述分析可以看出，第一点原因是没有办法解决的，只能从第二点、第三点原因着手。1）针对第二点，如果对已经着壁的液体进阻挡，使其不能流到收集壁的边缘，或者让气体和已经着壁的液体分开，不产生或减弱推动作用，折流分离器的分离效率将大大提高。2）针对第三点，如果对钢性收集壁进行改造，使液滴着壁的碰撞力减小，那么折流分离器的分离效率也将大大提高。 气液分离器的原理1、重力沉降的原理简述由于气体与液体的密度不同，液体在与气体一起流动时，液体会受到重力的作用，产生一个向下的速度，而气体仍然朝着原来的方向流动，也就是说液体与气体在重力场中有分离的倾向，向下的液体附着着在壁面上汇聚在一起通过排放管排出。 2、折流分离原理简述由于气体与液体的密度不同，液体与气体混合一起流动时，如果遇到阻挡，气体会折流而走，而液体由于惯性，继续有一个向前的速度，向前的液体附着在独挡壁面上由于重