卢兴龙
广东捷玛节能科技股份有限公司510700
摘要：随着我国生产生活水平的不断提高，人们对空气调节的依赖逐步增强，制冷系统作为空气调节的重要组成部分，对调节空气起到了重要作用，通过制冷系统可以满足使用者在生产和使用过程中对劳动卫生与室内气候所需要的条件，以更好地完成工作。换热设备可以更高效、更节能地进行换热，使制冷系统达到制冷目的，是制冷系统中不可缺少的重要设备。本文将对空气调节制冷系统的结构及原理进行分析，对换热设备进行探讨，仅供参考。
关键词：制冷系统；换热设备
引言：换热设备作为制冷系统的重要组成部分，人们对它的研究从未停止。制冷系统中的换热设备从二十世纪的二十年代的板式换热器逐渐发展到三十年代的板壳式换热器，再到七十年代发明热管式换热器，为了提高工业生产的效益，节约生产成本，相关工作人员对换热设备不断进行改善，强化了换热元件的开发与应用，现在已经发明出了可以适应不同工况的换热设备。
一、空调制冷系统的四大主要部件及原理分析
1、空调制冷系统的四大主要部件
空调制冷系统作为空调的重要结构其四大部件包括：压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器。压缩机是空调主机，它可以把蒸发器中的低温低压制冷剂气体压缩成为高温高压气体再排向冷凝器。冷凝器是一种热交换设备，它能够将压缩机排除的高温高压制冷剂蒸汽通过与冷却水进行热交换冷凝成一定压力下的液体，它对于将制冷剂由气态转变为液态发挥了关键性作用。节流器在制冷系统中的作用在于它能够节流降压，通过节流，使冷凝器中流出的制冷剂液体的压力和温度都降低。蒸发器也是一种热交换装置，制冷剂液体在其中气化并吸收被冷却物体的热量，从而使物体温度降低实现制冷。
2、空调制冷系统的工作原理分析
它利用在常温常压下沸点很低的化学物质作为介质，在系统内进行吸热、放热的变化，并在一定的空间内对空气进行冷却达到降温效果。压缩机将吸入的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂排到冷凝器进行散热，冷凝器使制冷剂蒸汽放热成为压力较高的液体，最后制冷剂液体经过毛细管的节流，压力和温度都降低，经过蒸发器的蒸发布顿如此循环工作以达到降温的效果。
二、空调制冷系统中的换热设备及设计分析
1、冷凝器
（1）.冷凝器的种类特点及设计分析
冷凝器主要被设计为水冷式冷凝器、空气式冷凝器、蒸发式冷凝器三类。水冷式冷凝器以水作为冷却介质，通过水来冷却高温高压气态制冷剂的设计使其冷凝。水冷式冷凝器被设计的形式很多，有卧式壳管式冷凝器、立式壳管式冷凝器、套管式冷凝器焊接板式冷凝器等型式。卧式壳管式冷凝器是壳管式的一种，各种型式的制冷装置都可以使用。立式冷凝器直立安装，这一立式设计适用于中型及大型的氨制冷装置中。套管式冷凝器的设计结构紧凑、制造简单、冷凝液体再冷度较大、冷却水耗量较少，但是两侧流体的流动阻力较大，清除水垢比较困难，主要用于单机制冷量少于40的小型氟利昂空调机组中。焊接板式冷凝器体积相对较小，重量比较轻，传热效率高，但内容积小，不易清洗而且不易修复。该种设计能够提高制冷效率，节省初期的投入成本。空气式冷凝器是通过空气将制冷剂冷凝时放出的热量带走，多用于小型氟利昂制冷装置中。空气式冷凝机多为蛇管式，空气在外管流动，制冷剂蒸汽在管内冷凝，分为自然对流式和强迫对流式，自然对流式传热效果较差，强迫对流式主要借助离心、轴流风及使空气掠过管束。可用于极度缺水或无法供水的地方。蒸发式冷凝器是由冷凝器、冷却塔、循环水泵、水池、连接水管等组成的高效换热设备，它以水和空气为冷却介质利用冷却水的蒸发带走制冷时所放出的热量。风机设在盘管上部的为吸入式，风机设在盘管下部的为压送式。蒸发式冷凝器运行费用较低，耗水量较小，能够节省投资和空间它的不足在于易腐蚀且不便维修。
（2）冷凝器的工作原理及设计分析
冷凝器的工作原理一般使用列管换热式，这一设计能通过冷凝器的放热表面将管子中的热量快速地传到附近的空气中，而其自身被冷却为饱和蒸汽后进一步冷却为高压液体，不断循环使用。由于列管外的介质根据列管内的需要进行加热或放热，放热时，列管外部一般走冷却水。加热时，列管外部一般走蒸汽加热。通过这一设计使冷凝器能够高效便捷地达到冷却作用。
2、蒸发器
（1）蒸发器种类特点及设计分析
根据制冷剂的供液方式不同，可将蒸发器分为满液式蒸发器、循环式蒸发器、喷淋式蒸发器、干式蒸发器。按结构将其设计为卧式壳管式、水箱直管式、水箱式等。满液式蒸发器充满了液态制冷剂，吸热蒸发出来的制冷剂蒸汽不断从液体中分离，因制冷剂与传热面进行了充分地接触，使沸腾换热系数更高。在循环式蒸发器中制冷剂在管内不断循环吸热至完全气化。该蒸发器把道内表面设计为能够始终保持完全湿润，表面的传热系数很高润滑油不易积的形式。但由于其体积较大需充注较多的制冷剂，一般用于大型的冷藏库。喷淋式蒸发器通过液泵使蒸发器内的制冷剂不断循环，而这种设计可以在蒸发器内充注较少的制冷剂但是费用较高，常出现在溴化锂吸收式制冷系统中。非满液式蒸发器可将制冷剂液体在传热管内完全气化，制冷剂在在管内吸收蒸发，外侧被冷却的介质为载冷剂或者空气。按照冷却介质可分为冷却液体干式蒸发器和冷却空气干式蒸发器。冷却液体干式蒸发器主要包括干式壳管蒸发器和焊接板式蒸发器，通过在筒体内横跨管束装置板块的设计以增加液体的流速。
（2）蒸发器的工作原理分析
蒸发器是制冷机中的冷量输出设备，通过制冷剂在蒸发器中蒸发，吸收低温热源介质的热量进行制冷。制冷剂通过节流膨胀阀以低温低压状态进入蒸发器，在蒸发器吸收冷冻水的热量使液态制冷剂变为气态制冷剂，最后使冷冻水降温输出。
三、其它换热设备
其它换热设备还包括再冷却器、中间冷却器、冷凝蒸发器、回热器等。再冷却器可将冷凝器出口的制冷剂进行再冷却。主要设计形式有板式换热器、套管式换热器等。冷凝蒸发器多用于覆叠式制冷系统。回热器主要包括壳体，进、出气接管及法兰等结构用于氟利昂系统。
结语：换热设备作为空调制冷系统的重点，它的设计能够直接影空调响制冷系统的制冷性能，影响着制冷系统的工作与运行，有关换热设备设计的内容广泛，形式复杂多样。但现有的换热设备金属材料耗用大，体积大，浪费较为严重，为了进一步提高工作的效率，降低成本，相关技术人员也在不断对换热设备进行探索与研究，所设计的现代制冷系统的换热设备正在朝着高效、节能、紧凑、小型化的方向发展，逐步提高其工作效率。随着科学技术的进步和相关领域创新能力的提高，制冷系统的换热设备也将取得重大进展。
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