制冷系统的换热器

换热器是制冷设备中不可缺少的重要装置，换热器的传热效果直接影响制冷机的重量、体积以及运行特性和经济性。冷凝器和蒸发器是制冷机不可缺少的换热器，是制冷机的重要组成部分。

除了冷凝器和蒸发器以外常用的换热器还有回热器、过冷器、中间冷却器和冷却塔。

1、冷凝器

冷凝器是制冷设备向制冷系统放出热量的换热装置，制冷剂在冷凝器中放出的热量包括两部分：一是在蒸发器中吸收的被冷却物体的热量，二是制冷剂蒸气在制冷压缩机中被压缩时，由压缩机消耗的机械功转化的热量。

制冷剂在冷凝器中被冷却冷凝液化的过程如下：

冷凝器按冷却介质和冷却方式，可以分为三种类型：
1）水冷式冷凝器
2）空冷式冷凝器
3）蒸发式冷凝器
1）、水冷式冷凝器的结构
水冷式冷凝器是利用水来吸收制冷剂放出的热量，其特点是传热效率高，可配有水冷却塔，冷却水在冷却塔中将从冷凝器吸收的热量释放给周围的空气。
水冷却式冷凝器的结构有管壳式、套管式、板式、螺旋板式冷凝器等几种形式。
2）立式管壳式冷凝器（如图1所示。）
3）卧式管壳式冷凝器
卧式管壳式冷凝器广泛应用在大、中、小型氨和氟利昂制冷装置，卧式管壳式冷凝器是水平放置的，所以称为卧式冷凝器。

图1 立式管壳式冷凝器

4）管套式冷凝器
管套式冷凝器是由两种或几种不同直径的管子套在一起组成的，有的套管式冷凝器为了节省空间，把套在一起的管子盘成圆形或椭圆形的盘管，目前套管式冷凝器主要用于小型的氟利昂制冷设备。
5）螺旋板式冷凝器
螺旋板式换热器是一种高效的换热器，螺旋板由两张平行的钢板在专用卷板机上卷制而成，流道始于螺旋板式换热器的中心，而终于螺放板式的换热器的外缘，螺旋板的上下两端用封条焊死。
6）板式冷凝器
板式冷凝器的传热组件是冲压成型的薄金属片，换热板热中冲有波纹 以强化传热，很多换热板片迭放在一起焊死，换热板与换热板之间的周边放入一定形状的密封圈，使换热板之间保持一定的距离，构成制冷剂与冷却水的流道，流体在换热板之间的流程可以按具体的情况进行安排，一般常见的有并联、串联和混联，在制冷设备中多用于并联流程。
7）、空气冷却式冷凝器（如图2所示）
空气冷却式冷凝器又称为风冷式冷凝器，在这种冷凝器中，制冷剂蒸气和冷凝所放出的热量是由空气来冷却的，空气式冷凝器按空气冷却方式又分为自然对流空气冷却式冷凝器和强迫对流空气冷却式冷凝器；

图2 空气冷却式冷凝器

8）、蒸发式冷凝器

2、蒸发器

蒸发器是制冷剂从系统外吸收热量即制冷的换热器，制冷剂液体在蒸发器的换热管内流动，并在低温下蒸发，变为蒸气，制冷剂在蒸发的过程中吸收被冷却物体或介质的热量，蒸发器位于制冷系统的节流阀和压缩机的吸气管之间。

蒸发器的结构按被冷却介质可以分为冷却液体载冷剂的蒸发器和冷却空气的蒸发器两大类，冷却液体载冷剂的蒸发器有管壳式蒸发器、直立管式蒸发器、螺旋管式蒸发器和蛇形管式蒸发器，冷却空气有直接蒸发式空气冷却器和排管式蒸发器。
1、卧式管壳式蒸发器
卧式管壳式蒸发器是用来冷却如水和盐水等液体载冷剂的蒸发器。
2、干式蒸发器
干式蒸发器的结构与卧式管壳式蒸发器的结构相似，所不同的是在干式蒸发器中制冷剂液体在换热管内流动，而载冷剂在换热管外流动。
3、沉浸式蒸发器
1）、直立管式蒸发器
2）、螺旋管式蒸发器
3）、蛇管式蒸发器
4、冷却空气的蒸发器
冷却空气的蒸发器又分为直接蒸发式空气冷却蒸发器（冷风机）和排管式空气冷却蒸发器两种，冷却空气的蒸发器制冷剂都是在换热管内流动蒸发，空气在换热管外流动被冷却。

3、回热器

回热器的作用是利用从蒸发器出来的制冷剂饱和蒸气需要过热时的冷量来使节流前的制冷剂进一步过冷，这样既保证了压缩机工作的安全性，同时又提高了制冷装置的制冷量，它是一个汽-液型换热器，多用于氟利昂制冷装置。回热器的结构主要有四种形式，盘管式、套管式、并联管式和穿管式回热器。

4、冷却塔

冷却塔是依靠水与气对流直接接触换热和蒸发冷却原理使水降温的设备。冷却塔的作用是使水在塔内与空气进行热湿交换而得到降温。空调工程中制冷系统冷凝器用的冷却水基本上是采用冷却塔处理后而循环使用的。

通常选用水冷却装置的冷却塔有自然通风和机械通风两种不同形式。

1、自然通风冷却塔

又称大气式冷却塔，它是利用空气自然对流使水冷却，水流运动形式有喷淋，溅滴等多种，这类冷却塔只是考虑如何增大水与空气自然对流使水冷却，水流运动形式有喷淋、滴溅等多种，这类冷却塔只是考虑如何增大水与空气的接触表面，所以结构上大同小异。

2、机械通风冷却塔

目前用的机械通风冷却塔大多是逆流式圆形玻璃钢冷却塔，是靠空气强制对流使水冷却的设备。