冷凝器工作原理動態圖（蒸發器和冷凝器的介紹）

2023-05-13 15:07:04

一、簡單空調原理及結構

簡單製冷系統：

製冷系統主要四大件：壓縮機、冷凝器、節流部件 和 蒸發器。

如下圖常見的製冷系統：

（紅線表示高溫管路，藍線表示低溫管路）

四大部件作用：

1、壓縮：

來自室內機蒸發器的低溫低壓製冷劑氣體，被壓縮機吸入壓縮成高溫高壓氣體。

2、冷凝

排入室外機冷凝器，通過軸流風扇的作用，與室外的空氣進行熱交換而成為低溫高壓的製冷劑液體，。

3、節流

經過毛細管的節流降壓降溫後進入蒸發器。

4、蒸發

在室內機的貫流風扇作用下，吸收房間內的熱量（即降低房間內的溫度）而成為低溫低壓的製冷劑氣體；再被壓縮機壓縮，製冷劑的流動方向為：A→B→C→D→E→F→G→A，如此周而復始地循環達到製冷的目的。

製冷系統主要位置壓力和溫度見表

二、蒸發器

1、結構及組成

蒸發器實物外形見圖：

2、作用

作用是吸收房間內的熱量，降低房間溫度。

工作時毛細管排出的液體進入蒸發器後，低溫低壓的液體蒸發吸熱，使蒸發器表面溫度很低，室內風機運行，將冷量輸送至室內，降低房間溫度。

3、分類（一）

按照冷卻流體的不同，蒸發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器

又稱為間接冷卻式蒸發器，簡稱液體蒸發器，常用的液體載泠劑有水和鹽水。在標準大氣壓下，鹽水的凝固點在0℃以下，比水的凝固點（0℃）低，如Nacl(氯化鈉)溶液的濃度為13%時，其凝固點為-10℃；而水的比熱比鹽水大。所以水可冷卻到0℃，適用於空調系統；鹽水可冷卻到-10~20℃，廣泛應用於冷凍食品和製冰等。這類蒸發器的主要工作特徵：先由製冷劑在蒸發器吸熱蒸發，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器

又稱直接冷卻式蒸發器，製冷劑在管內吸熱蒸發而把管外空氣的溫度降低。按空氣流動的原因，它可分為自然對流式和強迫對流式兩種。自然對流式冷卻空氣的蒸發器又稱排管，這類蒸發器主要應用於冷庫中。製冷劑在排管內流動吸收周圍空氣的熱量汽化，依靠空氣的熱壓作用自然對流，使庫內空氣冷卻，並維持庫內低溫狀態。強迫對流式冷卻空氣的蒸發器這種蒸發器應用於小型空調系統中，如房間空調器等。它由幾排脹接上純鋁質翅片的盤管組成。脹接翅片的目的是增加傳熱面積，加強空氣的擾動性，提高蒸發器的傳熱效率。鋁翅片一般經過陽極化處理，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型蒸發器的結構：翅片有平、波紋、衝縫翅片三種。

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，增加了擾動和攪拌效應，因此傳熱效率提高1/5左右；

而衝逢翅片會使通過翅片的空氣在槽縫中竄來竄去，因此其擾動和攪拌性能比波紋管還好，使傳熱效率比波紋片高1/3，但衝縫翅片空氣阻力大，容易積塵結垢，反而可能使空調器的製冷量急劇下降。為了提高蒸發器在製冷劑側的傳熱係數，在國際上大力推廣和應用強化製冷劑管內蒸發和冷凝的內螺紋管代替光管，即在管內表面上加工出許多微細的螺旋槽，與光管相比，可提高傳熱係數1.5~2.0倍，而其管內的壓力損失與光管差不多。

4、分類（二）

按蒸發器的充滿程度和蒸發情況，分為四種：乾式（非滿液式)蒸發器、再循環式蒸發器、滿液式蒸發器、噴淋式蒸發器。

（1）乾式蒸發器

乾式蒸發器是製冷劑液體在管內一次完全汽化的蒸發器，它具有充液量少、不需儲液器或需小的儲液器、便於把蒸發器中的潤滑油排回壓縮機、冷量損失小、可減少凍結的危險等優點，但是傳熱係數低，一般常用於冷庫或蓄冷空調中。其工作過程如下圖：

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

（2）再循環式蒸發器

再循環式蒸發器是製冷劑液體需經幾次循環才能完全汽化的蒸發器。它具有較高的換熱係數、但體積大，需要的製冷劑量多，運行費用高的特點。

（3）滿液式蒸發器

滿液式蒸發器結構緊湊、傳熱效果好、易於安裝、使用方便；但製冷劑的充注量大，底部的蒸發溫度稍高減少了傳熱溫差，對於氟利昂蒸發器，潤滑油較難排出，製冷劑易發生凍結。

（4）其他蒸發器

三、冷凝器

1、外形結構及組成

冷凝器實物外形見圖

2、作用

作用是將壓縮機排出的高溫高壓的氣體變為低溫高壓的液體。

壓縮機排出高溫高壓的氣體進入冷凝器後，吸收外界的冷量，此時室外風機運行，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的流動原因，可分為空氣自然對流和強迫對流兩種型式。

空氣自然對流冷凝器 這種冷凝器的空氣對流依靠熱壓作用，不設置風機，無風機噪聲，結構簡單，不易發生故障，但傳熱效率低，通常用製冷量很小的製冷裝置，如家用冰箱等。強迫對流式冷凝器 有風機噪聲，但傳熱效率較高，單位熱負荷的體積小，使用方便，不需水源，應用廣泛。家用空調系統就是用這種型式的冷凝器來進行換熱的。它由幾組蛇形盤管組成，在盤管外加有肋片。盤管組的一側設置軸流風扇。盤管多採用Ф10~Ф16的小徑銅管錯排；肋片片厚為0.1~0.6mm，片間節距為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）、蒸髮式和噴淋式冷凝器。

（1）空氣冷卻式冷凝器

空氣冷卻式冷凝器常應用於冰箱、冷櫃、小型空調器、冷場車、汽車空調等一些小型製冷裝置中。它不需水，安裝簡單，可置於屋面；傳熱係數小，受環境溫度影響大，惡化環境，除塵困難。但一般僅用於氟利昂制冷機中。分類：據空氣的流動情況，可分為自然對流冷卻冷凝器和強制對流冷卻冷凝器。