制冷装置的换热设备除了冷凝器和蒸发器外,为了提高制冷装置工作效率或达到所需的低温,还有其他一些换热设备,如再冷却器、回热器、中间冷却器和冷凝-蒸发器。
一、再冷却器
作用:使冷凝后的液态制冷剂达到一定的再冷度,以减小节流损失,提高制冷能力和有利于液态制冷剂输送。
如图为套管式氨再冷却器。冷却水在内管中自下而上流动,氨液在内管外部环形空间中自上而下流动。这种与冷凝器分离的再冷却器,一则可以使之进行强迫对流换热,再则可使冷却水与氨液之间呈逆流式热交换,因此再冷能力强。
二、回热器
回热器是指氟里昂制冷装置中使节流装置前制冷剂液体与蒸发器出口制冷剂蒸汽进行换热的气液热交换器。
作用:(1)对于R12、R134a和R502等,通过回热提高制冷剂装置的制冷系数;(2)使得节流装置前制冷剂液体再冷;(3)使蒸发器出口制冷剂蒸汽中夹带的液体气化,以提高制冷压缩机的效率和防止压缩机液击。
对于大中型制冷装置多采用盘管式回热器,0.5~15 kW容量的制冷装置可采用套管式和绕管式。对于电冰箱等小型制冷装置,将供液管和吸气管绑在一起或并行焊接在一起,或将作为节流装置的毛细管同吸气管绑在一起,或者直接插入吸气管中,构成最简单的回热器。
盘管式回热器如图所示。回热器外壳为钢制圆筒,内装铜制螺旋盘管。来自冷凝器的高压高温制冷剂液体在血管内流动,而来自蒸发器的低压低温制冷剂蒸气则从盘管外部空间通过,使液体再冷却。
三、中间冷却器
中间冷却器用于双级压缩制冷装置,它的结构随循环的形式而有所不同。
双级压缩氨制冷装置采用中间完全冷却,所以其中间冷却器用来同时冷却高压氨液及低压压缩机排出的氨气。氨中间冷却器结构如图。
低压级压缩机排气经顶部的进气管直接通入氨液中,冷却后所蒸发的氨气由上侧接管流出,进入高压级压缩机的吸气侧。用于冷却高压氨液的盘管置于中间冷却器的氨液中,其进出口一般经过下封头伸到壳外。进气管上部开有一个平衡孔,以防止中间冷却器内氨液在停机后压力升高时进入低压级压缩机排气管。氨中间冷却器中蒸气流速一般取0.5 m/s,盘管内的高压氨液流速取0.4~0.7 m/s,端部温差取3~5℃,此时的传热系数为600~700 W/m2k。
双级压缩氟里昂制冷装置采用中间不完全冷却,所以其中间冷却器只用来冷却高压制冷剂液体。氟里昂中间冷却器结构如图所示,比氨的简单。高压氟里昂液体由上部进入,在盘管内被冷却后由下部流出。在中间压力下氟里昂液体经节流后由右下方进入,蒸发的蒸气由左上方流出,其流量由热力膨胀阀来控制。氟里昂中间冷却器的传热系数约为350~400 W/m2k。
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