第一篇：冷凝器設計例題（本站推薦）

例題：冷凝器設計

已知某R-22制冷系統，冷凝器熱負荷71.4kW，冷卻水進口溫度tw1=32℃,傳熱管采用紫銅肋管，λf=384W/m·K，d0=13.124mm，di=11.11mm，肋片外徑df=15.8mm，肋厚δt=0.232mm，δ0=0.368mm，平均肋厚δf=0.30mm，肋節距e=1.025mm，試設計一臺臥式殼管式冷凝器。

解：1．肋片管特性參數的計算（以1m長肋管計算）肋管水平部分面積Ap

A?[?d]1000p0(e??0)??df?te?37.66?10?3肋管垂直部分面積Ah

A?2?0??t21/21000h?2?(df?d0)[h?()]e?121.56?10?322肋管總外表面積A0l

A?30l?Ap?Ah?159.22?10m2

A肋化系數

??0lA?4.56i

??肋片當量高度

He?4?d2f?d20?????df??3.85?103m?

基管的平均表面積

m2m2 A??(d0?di)?12?38.1?10?3m2

2．確定冷凝器出口的冷卻水溫度tw2 設水的溫升Δtw=4℃，則tw2=36℃ 3．確定冷凝溫度tk 一般tk?tw2?3~5℃，tk?t2?4?40℃

36?32?tm??5.840?32℃ ln40?364．計算傳熱溫差Δtm

5．求冷卻水流量Mw

Qk71400Mw???4.26kg/s cp??tw4.186?1000?46．選擇以外表面為基準的熱流密度q

設定q =4100W/m2 7．概略計算所需的傳熱面積

Qk2F??17.4m q8．初步規劃冷凝器結構

取管內水流速u=2.5m/s，則每一流程的管子數Z為

Z?

Mw(d?u)4??17.59

2i取Z=18，實際流速2.44 m/s 由管子流程數N與管子有效長度l之間的關系

F17.4Nl???6.07

m

A0lZ0.15922?18管子按正三角形排列，管子間距S為1.25~1.5 d0，取S=20mm，N=2，l=3.04m，管子的總根數36根

N=4，l=1.52m，管子的總根數72根，D=0.25m，l/D=6.08 選取4流程。9．計算水側放熱系數

?i?0.023?diRe0.8fPr0.4fW/(m2·℃)計算時取冷卻水的平均溫度為定性溫度。

32?36ts??34

℃ 22.5?0.01111Ref???37202 ?6?0.7466?10udiRef0.8?4534

Pr?4.976

Pr0.4?1.9

?2??62.48?10W/m?K

?262.48?10?i?0.023??4534?1.9?11142.7?1.1143?1040.01111 W/(m2·℃)10．計算管外側換熱系數

?單根水平光管：c0????c??ql????'1/3

1/3?0.25水平光管管束：

?c0????c??ql????'nm

????0f1c0 水平低肋管：?1?1.3?f0.75?Ah??A?0f??d0????H??e????0.25?ApA0f

th(ml)?f?ml

th——雙曲正切算符

e?ethx?x?xe?ex?x

m?2?c0?f?f

df?d0?df?l?1?0.805lg?2?d0C=0.65，’

??? ??1/3???g??????32????1/3

按照制冷劑冷凝溫度tk=40℃確定物性參數： λ=0.079W/(m·K)；ρ=1131.32kg/m3；r=166.88 kJ/kg（r=166880 J/kg）；μ=2.22×10-3N·s/m2。

1/3?1/3???g??????1/332?????7660.65

單根水平光管的放熱系數

?c0????c??qd???0?'1???0.65?7660.65????4100?0.0131?1/3?1321.5 W/(m2·℃)再計算肋管管束外表面的有效放熱系數 m?2?c0?f?f?2?1321.5?151.5-1

m384?0.0003????0.00144 m ?df?d0?df?l?1?0.805lg?2?d0th(ml)th(0.218)?f???0.984

ml0.218nm?4.03

?Ah0.75?1?1.3?f??A?0f??d0????H??e?0.25????0.25?ApA0f?1.569

?0.25?0f??1?c0nm

W/(m2·℃)

?1.569?1321.5?4.03?1463.411．計算實際的傳熱系數K 取污垢系數

ri?0.9?10m2??C/W

1?4m?C/W2?，r0?0.9?10?4K???1?F0f?F0f?1?????r???ri0???F????Fm?i?i?0f??623.4

W/(m2·K)12．實際熱流密度

q?K?tm?623.4?5.8?3615.72

3615.72?4100?100%?13.4%

>5% 3615.72誤差較大，重新規劃熱流密度

6．選擇以外表面為基準的熱流密度q

設定q =3700W/m2 7．概略計算所需的傳熱面積

Qk2F??19.3m q8．初步規劃冷凝器結構

取管內水流速u=2.5m/s，則每一流程的管子數Z為

Z?

Mw(d?u)4??17.59

2i取Z=18，實際流速2.44 m/s 由管子流程數N與管子有效長度l之間的關系 F19.3Nl???6.73

m A0lZ0.15922?18管子按正三角形排列，管子間距S為1.25~1.5 d0，取S=20mm，N=2，l=3.36m，管子的總根數36根

N=4，l=1.68m，管子的總根數72根，D=0.25m，l/D=6.78 選取4流程。9．計算水側放熱系數

?i?0.023?diRe0.8fPr0.4fW/(m2·℃)計算時取冷卻水的平均溫度為定性溫度。

32?36ts??34

℃ 22.5?0.01111Ref???37202 ?6?0.7466?10udiRef0.8?4534

Pr?4.976

Pr0.4?1.9 ??62.48?10?2?2W/m?K

62.48?104?i?0.023??4534?1.9?11142.7?1.1143?100.01111 W/(m2·℃)10．計算管外側換熱系數 單根水平光管的放熱系數

?c0'???c??qd?01/31/3????1???0.65?7660.65????3700?0.0131??1367.5 W/(m2·℃)再計算肋管管束外表面的有效放熱系數

m?2?c02?1367.5??154.1 m-1

384?0.0003?f?fdf?d0?df?l?1?0.805lg?2?d0????0.00144 m ?th(ml)th(0.222)?f???0.984 ml0.222nm?4.03

?1?1.3?f0.75?Ah??A?0f??d0????H??e????0.25?ApA0f?1.569

?0.25?0f??1?c0nm?0.25?1.569?1367.5?4.03?1554

W/(m2·℃)11．計算實際的傳熱系數K K?1??1?F0f?F0f?1?????r???ri0???F????Fm?i?i?0f??639.25

W/(m2·K)12．實際熱流密度

q?K?tm?639.25?5.8?3707.66

3707.66?3700?100%?0.3% 3707.66與初選值基本一致，故計算的K值適用。13．求傳熱面積

Qk2F??19.26m K?tm

第二篇：甲醇冷凝器設計計算

1.1 確定物性數據

熱流體進口溫度：337.85K,出口溫度：337.85K 冷流體進口溫度：300.15K,出口溫度：317.15K 定性溫度:可取流體進口溫度的平均值。

殼程甲醇蒸氣的定性溫度為T=337.85K，T2=337.85K，T1= 337.85K 管程冷卻水的定性溫度為t1=300.15K，t2=317.15，t=(300.15+317.15)/2=308.15K

【2】根據定性溫度，分別查取相關文獻[1]，殼程和管程流體的有關物性數據

甲醇蒸氣在337.15K下的物性數據: 密度 ?1=1.19Kg/m3

定壓比熱容 cp1=1.620KJ/(Kg?K)熱導率 ? 1=0.013KJ/(Kg?K)粘度 ? 1=0.011mPa?s 汽化潛熱 ? =1100KJ/Kg 冷卻水在308.15K下的有關物性數據: 密度 ?0=994.06Kg/m3 定壓比熱容 cp0=4.165KJ/(Kg?K)熱導率 ? 0=0.623KJ/(Kg?K)粘度 ? 0=0.7245mPa?s 1.2 估算傳熱面積 1.2.1熱流量 甲醇質量流量：

Ws1=1.2×3600×1.19=5140.8Kg/h=1.428Kg/s 甲醇熱負荷：

Q1?=5140.8×1100=5.655×106KJ/h=1570.8KW 1.2.2平均傳熱溫差

（337.85-300.15）（-337.85-317.15）?t1-?t2=≈ 28.36K =?tm337.85-300.15?tlnln1337.85-317.15?t2其中?t1=T1-t1，Δt2=T2-t2，T1=T2=337.85K 1.2.3冷卻水用量

=5.655×106/[4.165×（317.15-300.15）]=79867.2Kg/h Ws0=Q0（Cp0Δt0）=22.2Kg/s 1.2.4傳熱面積初值估算

查文獻[1]取總傳熱系數K=800W/(m2?K)

估算傳熱面積:A估=Q（KΔtm）=1570.8×10/（800×28.36）=69.235m 1.3 核算總傳熱系數K 1.3.1管徑和管內流速

選用Φ19mm×2mm的碳鋼管，取管內ui=0.57m/s,其內徑di?0.015m，外徑do?0.019m

321.3.2計算管程數和傳熱管數

根據傳熱管內徑和流速確定單程傳熱管數

ne?Vπ2diui4=22.2994.06=221.83≈221（根）

0.785?0.0152?0.57按單管程計算，所需傳熱管長度為

L=69.235A估==5.25m πdone3.14×0.019×221根據傳統換熱器管長可取6米單程換熱器，則傳熱管總根數

NT=221（根）

1.3.3平均傳熱溫差校正及殼程數

平均傳熱溫差校正系數 337.85-337.85R==0 317.15-300.15317.15-300.15P==0.45 337.85-300.15查文獻[4]，按單殼程溫差校正系數應查有關圖表。可得Φ? t=1平均傳熱溫差

?t'm=ΦΔ t??tm=1×28.36=28.36℃ 1.3.4傳熱管排列和分程方法

采用組合排列法，即每程內均按正三角形排列。取管心距t=1.25d0，則 t=1.25×19=23.75≈25(mm)查文獻[8]，對于單管程換熱器，橫過管束中心線的管數nc?1.1221?16.35?17根 管束的分程方法：采用單管程共有傳熱管221根，1.3.5殼體內徑

本設計采用單管程結構正三角形排列，查文獻[6]，殼體內徑可用下式計算：

‘D=t（nc-1）+2b，管束中心線上最外層管的中心至殼體內徑的距離b'?1.5do?1.5?19?28.5mm 則殼體內徑為：

（17-1）?1.5?19=428.5mm D=25圓整后取殼體直徑為D=500mm 1.3.6折流板

采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內徑的25%，則切去的圓缺高為h'=0.25×500=125mm 兩相鄰折流擋板的距離（板間距）為： h=0.8D=0.8×500=400mm，故可取h=400mm, 折流板數目：NB?傳熱管長6000-1=-1=14（塊）

400折流板間距折流板圓缺面水平裝配。1.3.7污垢熱阻和管壁熱阻

管程冷卻水的污垢熱阻 Rdi=0.00034m2?KW 殼程純凈甲醇氣體的污垢熱阻 Rdo=0 管壁熱阻

Rw=b?w，其中b為傳熱管壁厚，m ；?w為管壁熱導率，W/(m?K)

碳鋼在308.15K下的熱導率為51.10W/(m?K)，所以

Rw=0.002=0.000039m2?KW 51.101.3.8管程給熱系數

π?管內流通面積

Ai=di2ne=×0.0152×221=0.0390m2

4422.2管內流速

ui?Ws0 ==0.5726m/s

ρ0Ai994.06×0.0390管內雷諾系數

Rei=

diuiρ00.015?0.5726?994.06==11784.65（湍流）

0.7245?10-3μ0cp0μ0λ0管內普朗特數

Pri=對流傳熱系數

αi?0.0234165?0.7245?10-3==4.844

0.623λ0?0.8?0.4?0.023?0.623?0.80.4ReiPri11784.65?4.844

0.015di=3245W/(m2?K)1.3.9殼程給熱系數

查文獻[4]，殼程對流傳熱系數

αo?0.725(ρ2gλ3γn23μdoΔt14)

式中，?為比汽化熱，JKg

?為冷凝液的密度，Kg/m3

λ為冷凝液的熱導率,W/(m?K)

?為冷凝液的黏度,mPa?s

?t為飽和溫度Ts與外壁溫度Tw之差，n為水平管束在垂直列上的管子數，該換熱器為單管程單殼程共221跟管子，管子按照三角形排列，則有 n≈10

?定性溫度取膜溫，即T定?TsTw

2現假設管外壁溫Tw?330K，則

?t?Ts-Tw?337.15-330?7.15K

Ts?Tw?337.15?330?333.575K?,在該定性溫度下： T定22ρ?760.6kgm3，μ?0.342mPa?s，λ?197.8mW(m?K)

αo?0.725(ρgλγ3214n23μdoΔt)?9.81?0.19783?1100?103760.6?0.725（?）23-3?0.342??0.019?7.151010214

=2805W/(m2?K)1.3.10壁溫核算

熱流體在管內流動，Ts=337.15K，則單根水平管的傳熱量Q11570.8?103W??7107.69W，根據壁溫公式有 Q單?221221Q單?-ttw-t ?Tww?11b11(?Rdo)(?Rdi)αoαiAoλwAmAiT-Tw式中，Tw為管外壁溫，tw為管內壁溫，Rdi為管程冷卻水污垢熱阻，Rdo 為殼程純凈甲醇氣體的污垢熱阻，b為管厚度，Ai為單根換熱管的內表面積，Ao為單根換熱管外表面積，Am為單根換熱管平均表面積，?w為碳鋼熱導率。

Q單?337.15-Tw，求得 Tw=330.07K，這與假設相差不大，可以接11?28053.14?0.019?6受。

1.3.11計算總傳熱系數K

K?11dd?Rdo??Rdi?o??oαodiαidiλwdm1bdo

式中 di為管子內徑，do為管子外徑，dm為管子平均直徑，αi為管程傳熱系數，αo為殼程傳熱系數。Rdi為管程污垢熱阻，Rdo殼程污垢熱阻，?w為碳鋼熱導率

將已知數據代入上式，得

K?110.0020.0190.01910.019?0???0.00034???280551.100.0170.01532450.015

=818.83W/(m2?K)

1.3.12計算傳熱面積裕度

Q11570.8?103傳熱面積Ac???67.643㎡

KΔtm818.83?28.36實際傳熱面積

Ap=πdolNT=3.14×0.019×6×221=79.109㎡

該換熱器的面積裕度為

H?Ap-AcAc?79.109-67.643?16.95%

67.643傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產任務。1.4 核算壓力降 1.4.1管程壓降??Pi

查文獻[9]，ΣΔPi?(ΔP1?ΔP2)FtNsNp

式中，Ft為結垢校正系數；Ns殼程數；Np為管程數；?P1為直管阻力壓強降，Pa;?P2為回彎管壓強降，Pa；

查文獻[3]，取碳鋼的管壁粗糙度為0.1mm,則.65Rei?11784edi?0.1?0.00667，而15，于是

λi?0.1(edi?68Rei)0.2368?0.1(0.00667?)11784.650.23?0.03646lρ0ui26994.06?0.57262ΔP?0.03646???2376.63pa1?λi0.0152di22ρ0ui2994.06?0.5726?3??488.88pa ΔP2?3?22對正三角形排列Ft=1.4，且Ns=1，Np=1，則

.63?488.88)?1.4?1?1?4011.714pa ??Pi?(?P1??P2)FtNsNp?(23761.4.2殼程壓降

殼體流通面積

So?h(D?ncdo)=0.4×（0.5-17×0.019）=0.0708m2 因為，Ws1=1.2Kg/s，所以：

1.2殼程流速 uo?Ws1==14.24m/s

ρ1So1.19×0.0708當量直徑

（4de?32π23π（?0.0252-?0.0192）t-do）4?2424??0.01729m πdoπ?0.019雷諾系數

Reo?deuoρ10.01729?14.24?1.19??26635.40（湍流）-30.011?10μ1殼程普朗特數

Pro?cp1μ1λ11.620?103?0.011?10-3??1.371

0.013'??P'2)FtNs 殼程壓降 ??Po?(?P1其中Ns?1,Ft?1 流體流經管束的阻力

?P?Ffonc(NB?1)'12?1uo2

摩擦系數fo?5.0?Reo-0.228?0.4897

已知: NB?14，F?0.5，nc?17 uo?14.24m/s

'?P1?Ffonc(NB?1)2?1uo2

1.19×14.242 =0.5×0.4897×17×(14+1)× =7533.16Pa

22hρ1uo2?0.41.19?14.242?14?（3.5-）??3209.36Pa ΔP?NB(3.5-)D20.52'2'（7533.16+3209.36）×1×1=10742.52Pa ??P'2)FtNs=故??Po?(?P1

第三篇：HLT1000冷凝器設計計算書

冷凝器的設計計算

1.技術參數

R404a冷凝溫度tk：35℃,； 進口空氣溫度ta1：28 出口空氣溫度ta2：33℃ 進出口空氣溫差ta2-ta1：5℃ 對數平均溫差： tm=(ta2-ta1)/ln(tk-ta1)/(tk-ta2)

=5/ln7/2=5/1.25=4℃ 2.冷凝器的計算

2.1翅片管簇結構參數選擇及計算

選擇Ф10mm╳0.5mm的紫銅管作為傳熱管，選用的翅片厚度δf=0.15mm的波紋型整張鋁制套片。取翅片節距Sf=2mm，迎風面上管中心距S1=25mm，管簇排列采用正三角插排。

每米管長各有關傳熱面積分別為：

af=2(S1*S2-П/4db2)/Sf=2*(0.0252*31/2/2-П/4*0.01032)/0.002

=2*(0.00054-0.000082)/0.002=0.4579m2 其中db=d0+2δf（do=Ф10mm，外徑）

ab=Пdb（Sf-δf）/Sf=П*0.0103*（0.002-0.00015）/0.002=0.0299m2 aof=af+ab=0.4579+0.0299=0.4878m2 ai=Пdi=П*0.009m2=0.0283m2(di為內徑)取當地大氣壓Pa=101.33kPa，由空氣（干空氣）熱物理性質表，在空氣平均溫度30℃條件下，Cpa=1.013J/(kg·℃)、λa=0.02675W/(m·K)，νa=16╳10-6m2/s。在進風溫度ta1=28℃條件下，ρa=1.1095kg/m3。

冷凝器所需空氣體積流量

qv=Q/ρa*Cpa（ta2-ta1）=12560/1.1095*1013（33-28）=2.235m2/s 選取迎面風速wy=2.5m/s，則迎風面積：

Ay=qv/wy=2.235/2.5=0.894m2 取冷凝器迎風面寬度即有效單管長l=0.93m，則冷凝器的迎風高度：H=Ay/wy=0.894m2/0.93=0.96 2.2傳熱計算

確定所需傳熱面積Aof、翅片管總長L以及空氣流通方向上的管排數n。

計算換熱系數Ko為40w/(m2·K)，Aof：傳熱面積，m2； Aof=Q/tm*Ko=10910/40*4=68.19 冷凝器所需有效翅片管總長：L=Aof/aof=68.19/0.4878=139.79m 設計蒸發器的寬度為1000mm，則所需傳熱管數為：nl=139.79m/1m=139.79，取140，則垂直于空氣流方向的管排數為nh=140/4=35。

第四篇：冷凝器改造論文

低費用改造糖廠水噴射冷凝器的新方法

一、概述

真空冷凝器是糖廠煮糖和蒸發獲得真空降低糖汁沸點的關鍵設備，一個合適而且穩定的真空對于糖廠來說是非常重要的。目前在糖廠廣泛應用的真空冷凝器主要有：塔式冷凝器配真空泵、水噴射式冷凝器和噴射霧化式冷凝器。

塔式冷凝器配真空泵，使用逆流接觸式冷凝器將水蒸氣冷凝，剩下的不凝縮氣體另用真空泵排除。我國糖廠早期都使用這種系統，目前在糖廠的真空冷凝設備中還占據著相當大的比重，雖然用水量較少，效率較高，但是配置一臺真空泵所耗的電能對于現代糖廠來說不符合節能要求，而且它的設備比較復雜，操作和維修比較繁鎖。

水噴射冷凝器，同一臺設備兼有冷凝和抽氣作用。它的優點是設備比較簡單、容易制造、使用與維護方便。但用水量較大，在水量不足或水溫較高時，其效能顯著下降，真空度偏低且不穩定，調節困難。現在國內大多數大、中型甘蔗糖廠都使用這種水噴射冷凝器，每個煮糖罐配一個，蒸發罐又另配一個。這樣操作管理較方便，但總用水量大很多。

噴射霧化式冷凝器，結合了塔式冷凝器和水噴射式冷凝器的優點而又區別于兩者不同，最大的創新特點是在噴射抽吸的基礎上增加了霧化冷凝的效果，大大提高了冷凝器效率。噴射霧化式冷凝器設計有噴霧噴嘴和噴射噴嘴，噴霧噴嘴通過噴出具有很大表面積的霧化水滴充分與汁汽混合進行熱交換，汽液混合均勻，使可凝性氣體迅速凝結成水而形成真空。剩下的不冷凝氣體通過噴射噴嘴射出的射流水抽吸而排出尾管，從而達到穩定高真空的目的，但由于殘留的不凝縮氣體較少，需要對其所做的壓縮功較小，所以水壓和水溫對真空的影響較小。噴射霧化式冷凝器屬于近幾年來新開發的一種新型產品，是一種理想而又高效節能的冷凝設備，正逐步取代塔式冷凝器和水噴射式冷凝器。

以上三種冷凝器中，目前還在使用最多的是水噴射冷凝器，由于環保壓力的原因，糖廠冷卻水含糖分高不能外排，為減少末端水處理的成本不得不循環使用，導致用于冷凝的水溫越來越高，根據汁汽冷凝所需冷卻水與其進水溫度的關系，進水溫度越高，用水量越大，這樣在現有的水噴射冷凝器條件下，糖廠原先設計的進水壓力已不能滿足正常煮糖生產所需要的真空，所以近幾年來，很多使用水噴射冷凝器的糖廠都面臨煮糖真空不夠的問題。

合適而且穩定的真空度，是維持糖廠正常生產的必要條件。因此，糖廠的真空冷凝系統如何適應這種情況，特別在當前普遍用于冷凝的水溫度較高的情況下，如何取得較高和穩定的真空度，是制糖企業生產管理者頭疼的問題。更重要的是在全球經濟危機的蔓延下，很多糖廠出現了經濟緊張的狀況，如何用較低的費用投入來提高現行冷凝器的工作效率，是一個很現實的問題。

針對以上水噴射冷凝器所暴露出來的問題，我公司早在2007年就預見了問題的發展，并于當年結合我公司開發出來的噴射霧化式冷凝器技術在廣西南華糖業集團忻城一廠對現有的水噴射冷凝器進行改造，提高了現有水噴射冷凝器的冷凝效率，穩定和提高了煮糖的真空度。由于改造所需費用低，效果明顯，所以獲得了很多糖業界人士的認可和接受，并于08/09榨季在廣西南華糖業集團平果糖廠和南圩糖廠、鳳糖集團和睦糖廠以及云南蒙自南華克林糖業有限公司成功改造了22臺。此方法是現階段資金緊張的情況下使用低投入產生高效果的明智選擇。

二、提高現有水噴射冷凝器冷凝效率的改造方案

根據我公司在噴射霧化式冷凝器設計上經驗，主要是利用現有的TDP型水噴射冷凝器進行設計改造，設計制造成“分體TDP型霧噴式冷凝器”。該冷凝器改造吸收了噴射霧化式冷凝器設計優點，而且利用原有的設備進行，降低成本，避免浪費。

1、在TDP水噴射冷凝器的基礎上增加噴霧設計。噴霧噴嘴安裝于連接到TDP水噴射冷凝器的汁汽管內，原有的水噴射冷凝器噴射噴嘴不動。噴霧噴嘴位置在噴射噴嘴之前，汁汽先被大部分霧化水冷凝而后，剩下的少量汁汽和不冷凝氣體由原有的冷凝器噴嘴射出的射流水抽走，其排氣原理與常規TDP型水噴射冷凝器相同，但由于霧化吸收大部分汁汽后殘留的不凝縮氣體較少，需要對其所做的壓縮功也相對較小，因此使用的水量較少，對水壓的要求也不高（0.06-0.10MPa即可），所以真空受水壓和水量波動的影響也相對較小。大大提高了冷凝器的工作效率。

2、由于傳統水噴射冷凝器沒有排渣功能，造成噴嘴容易堵塞，清理困難，同時也增加了工人的勞動強度。為此我們在原有水噴射冷凝器系統的基礎上增加一套在線水過濾排渣系統，該系統安裝在器體外側，更易于操作。其位置高于噴霧噴嘴和噴射噴嘴位置。水先經過濾網過濾，分別通過噴射進水管，噴霧進水管（通過噴霧噴嘴的水量可通過調節水閥調節）然后進入噴嘴，避免水質不好造成噴嘴堵塞，打開控制手輪可在線自動清除濾渣。增加一根連接水過濾排渣系統和冷凝器本體的清洗管，便于把雜質從過濾器排除。

3、改造示意圖

三、分體TDP型霧噴式冷凝器效果和特點

1、可直接用原有的TDP型冷凝器改裝；同時改裝后占地少,安裝、維修容易。

2、不改變原有的供水系統。

3、由于安裝了水在線過濾排渣系統，噴嘴不易堵塞,耐高溫、耐腐蝕。

4、入水壓力低≤0.10Mpa;真空度穩定在0.082~0.092Mpa。

5、適應較高溫度進水;當水溫≤42℃時，真空度仍可保持-0.082MPa以上。因此減少因溫度原因的冷水補充量,提高水的復用率,降低環保排污費。

6、抽真空時間短,冷罐時30分鐘左右;熱罐時4~6分鐘。

7、改造投資和維護費用低。

四、改變現有真空冷凝效率方案的選擇

1、增加水冷卻設備，盡可能把冷卻水溫度降低至360C以下，該方案保證了原有水噴射冷凝器的冷凝效率，同時也保證了制糖生產所需要的真空。但投資費用大，占地面積多，維修復雜。

2、在現有供水系統條件下，加大水壓，增加流量，盡可能多地抽走蒸發的汁汽。該方案投資費用少，但真空受水壓波動的影響很大，一旦有煮糖罐開煮或放糖時，水壓就會發生波動而影響到其它煮糖罐的正常真空。同時威脅到整個供水系統以及冷凝器的安全，這是目前大多數使用水噴射冷凝器的糖廠采用的措施。

3、更換冷凝器，有三種方式，一種是更換為冷凝量更大的水噴射冷凝器，利用增大水量來達到冷凝效果，此方式用水量大，需增加冷卻水泵，投資費用大；第二種是更換為塔式冷凝器配置真空泵，該方式可以達到節約冷卻水的目的，但是投資費用大，維修困難，耗用電能；另一種方式是更換為噴射霧化式冷凝器，屬于第三代高效冷凝器，冷凝效率有了很大提高，既節約冷卻水，又穩定和提高煮糖的真空度，該方式是糖廠今后更換冷凝器的最終選擇。

4、改造現有的TDP水噴射式冷凝器，該方式的優點在于在現有的水噴射冷凝器還能使用的情況下，充分利用原來的供水和冷凝系統進行改造，來達到在不增加水量的情況下提高水噴射冷凝器效率，提高和穩定煮糖的真空度。投資費用低，而且經濟又實用，是現階段經濟特別緊張的情況下最好的一種選擇。綜上所述，更換噴射霧化式冷凝器是糖廠冷凝器更新換代的最終選擇，而改造現有的水噴射冷凝器是充分利用原有設備并發揮其潛力和效果的最佳選擇。經濟危機之下，這是你改變你現有冷凝系統的最好投資。

五、改造投資費用

根據廠方冷凝器的具體情況不同，每臺冷凝器改造費用約為3.5-4.0萬元。

南寧吉然糖業技術有限公司

2009-5-27

第五篇：畢業設計冷凝器外文翻譯

吉林化工學院本科畢業設計（論文）外文翻譯

氨制冷系統的節能設計，改造和蒸發式冷凝器的控制

阿卜杜勒穆罕默德和凱利，工業評估中心，代頓大學

摘要

氨制冷系統通常提供了許多節能商機，因為他們的大動力消耗，運行時間長的和動態的操作。氨制冷系統的能源使用高度依賴于冷凝頭的壓力，而這是一個函數的蒸發式冷凝器容量和控制功能。本文研究系統能源利用中聚光能力和冷凝器的控制之間的關系。它首先開發方法來確定冷凝器的性能，然后以仿真模型模擬壓縮機和冷凝器風扇的能源利用。，它使用工程基本面和經驗兩個數據，準確地捕捉壓縮機，冷凝器和環境濕球溫度之間的協同效應。節約能源是三種情況：安裝在冷凝器風機變頻驅動器，采用濕球控制方法戰略和提高聚光性能。以說明氣候的影響，這些模擬是兩個不同的ASHRAE氣候區，邁阿密，佛羅里達州和執行明尼阿波利斯，明尼蘇達州，這是炎熱和寒冷的氣候分別。結果表明，提高表現不佳的冷凝器的性能是最經濟有效的節能測量。但是節約能源從冷凝器安裝變頻驅動器球迷和利用濕球的方法策略取決于環境氣候條件，與位置無關。接下來，內部收益率的計算方法來安裝額外的聚光能力超越在為相同的兩個ASHRAE氣候區新建筑應用的標準做法。結果表明，安裝兩次基線聚光能力，內部收益率超過20 ％。綜上所述，本文提出的設計，改造的綜合方法在氨制冷系統蒸發式冷凝器的控制權。節約能源衍生通過使用這種方法可以顯著提高氨的能量效率制冷系統。

介紹

約7.5 ％的總生產能耗用于食品加工行業，其中約21％的能量是電能(二零零六年環評)。在這些設備中，氨制冷系統是最大的能源消耗部分。制冷與冷卻工藝所用電量是食品加工行業(二零零六年EIA)的用電量的27％。制冷系統使用的能量是高度依賴于冷凝壓力，而這又是冷凝器容量和控制性能。因此，提高聚光能力和控制可導致顯著的節能效果。

本文首先確定使用的數據從實際的聚光性能制冷控制系統。然后是開發仿真模型來計算每年的能源使用所研究的壓縮機和冷凝器風扇。該仿真模型，用來計算節能三

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個節能措施(ECMS)：在冷凝器風扇安裝變頻器，采用濕球的方法策略，提高聚光性能。以說明氣候的影響，這些仿真用于執行邁阿密，佛羅里達州和明尼蘇達州明尼阿波利斯，這是炎熱和寒冷的氣候分別。文章最后決定回報的安裝額外的容量超出標準規范的內部收益率在新的建筑應用。

系統說明

分析系統是一個兩階段的氨制冷系統具有兩個低壓側壓縮機和兩個高級壓縮機。所有的壓縮機是螺桿式與滑閥控制和熱虹吸油冷卻。一種蒸發式冷凝器以恒定的速度從系統散發熱量。對于本文的其余部分，術語系統將參考冷凝器風扇和壓縮機。從冷凝器泵的能源使用小，并且不評價了本文。關鍵系統參數，包括電動機電流，氨的壓力和溫度從制冷控制系統獲得。氨性數據的計算使用參考流體熱力學和輸運性質數據(NIST，2010)也被稱為REFPROP。圖中顯示了制冷系統的替補的示意圖。

圖1。電路圖制冷系統的pH值圖上

計算排熱到冷凝器

冷凝壓力是決定系統能源利用的一個關鍵變量。為了準確地計算冷凝壓力，冷凝器性能必須確定。在第一步驟中確定冷凝器性能是計算從壓縮機排出到總熱量冷凝器。在系統中的能量平衡顯示了總的熱拒絕了冷凝器是由低和高級壓縮機加兩個設置在制冷（QREF0）低和高級壓縮機兩者的壓縮或軸功率（WS）的熱量。

QCond.actual = Σ QrefLS +Σ QrefHS +Σ WSLS +Σ WsHS（1）

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所有的熱拒絕從低溫壓縮機減去熱虹吸拒絕的低級壓縮機油冷卻（TSOC，LS）將被轉移到高壓側制度。因此，由高溫壓縮機提供（TRprovided，HS）的制冷是：

ΣTRprovided，HS = Σ QrefLS +Σ QrefHS +Σ WLS

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量可以使用等式4和來自控制系統的百分之制冷容量，計算如下：

QREF = Qrrated ? ％容量

（5）

壓縮熱由高溫級壓縮機（WsHS）生產

來自控制系統的數據而獲得的每個壓縮機的電機電流。至相關電機電流軸功率（WS），電機電流和輸入之間的關系權力必須得到發展。這種關系中，可以從點測量開發電機電流和輸入功率在整個壓縮機的工作范圍。通過使用的壓縮機（?m）的兩個銘牌效率和f（A），軸功率或等價每個壓縮機的壓縮熱量可以計算為：

WsHS = F（A）* ?m

（6）

熱虹吸油冷卻（TSOC）

考慮了兩階段的低溫循環在圖1中表示的氨制冷系統。在狀態1LS，氨進入壓縮機作為飽和蒸汽和離開壓縮機的過熱蒸汽在狀態2LS。路徑1LSmref.LS ?（h2a.LSh4.LS）（8）

通常，制造商報告的體積流量的空氣速率，標稱容量，并且熱抑制因子（HRF）。體積流量是用于使用計算的質量流率空氣的密度在標準條件。該HRF，這既是外部空氣濕球溫度計的功能溫度（TWB）和飽和冷凝溫度（Tcond），用于確定在額定容量冷凝器對于一個給定TWB和Tcond為（Manske，Reindl和2001年克萊因）：

額定電容容量=標稱容量/ HRF（TWB，Tcond）（10）

等式9b和10可以適用于制造商的規格為蒸發冷凝器，以確定對于一個給定的濕球Tcond和效力之間的關系范圍。有效性被發現是線性相關的Tcond為： effM = E0

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由于蒸發式冷凝器的運行期間的實際容量已計算的，實際效果可以適合于在等式11的形式的線。測量效力與從所研究的系統Tcond數據被繪制時，無論是蒸發式冷凝器，風機和水泵是在圖3滿負荷生產。額定制造商從式（11）效果也繪制在同一張圖來比較的有效性上一個新的蒸發式冷凝器，以其中一個已經服役了幾年。圖3表示該蒸發式冷凝器性能已劣化隨著時間的推移。實際容量比制造商的額定容量少約40％。此信息可以被用作用于模擬程序的校準參數。例如，在圖3中，冷凝器容量為一個新的冷凝器將約為1.69倍，目前的實際能力。

圖3。實際和制造商有效性的蒸發式冷凝器

模擬年能源消耗

每年的能量使用的制冷系統的是壓縮機和冷凝器的總和風機能耗。冷凝壓力是必須正確地計算一個關鍵的變量正確模擬壓縮機和冷凝器風扇的能源使用。以下步驟概述一方法計算壓縮機功率，冷凝壓力和冷凝器風扇電源。

計算壓縮機輸入功率

一個給定的壓縮機在一定范圍抽吸的額定軸功率（bhprated）和冷凝溫度可以從制造商處獲得。此數據可以被嵌入到一個二階多項式方程的交互項來確定額定滿載

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軸功率在給定的吸氣和冷凝溫度（Manske 2000），如：

bhprated = P0 + P1 ? Tcond + P2 ? TSUC + P11 ? Tcond 2 + P22 ? TSUC 2 + P12 ? Tcond ? TSUC（12）

在該制冷系統中的壓縮機，像許多制冷系統中，在操作堿/修剪方式，表示過去壓縮機接通的每個階段是修剪壓縮機。式（4），它類似于公式12中，示出的滿負荷容量壓縮機吸入的函數和冷凝溫度下，該壓縮機運行。知道制冷負荷（參考負載）和堿的量被操作（Σ TRBase），則該部分的容量修剪壓縮機的壓縮機定階段（FCTrim）可以計算如下：

FCTrim =（參考負載6789

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紅色=壓縮機的能耗，藍=冷凝器風扇能源，綠色=節能，廣場=投資回報率，VFD =常數變速冷凝器風扇，所需時間約=利用濕球的方法和策略PERFOR =提高聚光性能。

在新建筑應用安裝額外的電容容量

冷凝器是因為結構支撐，管道和控制成本來安裝。因此，這是很少的成本效益來安裝額外的冷凝器為唯一目的能量效率。然而，在新建筑中安裝額外的冷凝器容量可以成本效益。近似的安裝成本與變頻驅動和濕球的做法冷凝器控制是指在公式23。增量成本（元）= 17 ·增容（MBH）+ 12,000（23）

在添加額外的冷凝器時收益率（IRR）內部收益率圖9顯示容量時，冷凝器的壽命是20年，能源漲價率是3 ％。內部收益率計算用于安裝的50 ％的額外容量，100％，150 ％和200 ％，比7000 MBH基線能力。在這兩個位置，內部收益率超過20％加倍聚光能力。因此，增加聚光能力似乎是一個非常有吸引力的選項的新建筑。

圖9。返回的安裝額外的電容容量內部收益率

紅色=增量成本，綠色=每年節約能源成本，回報廣場=內部收益率

小結與討論

本文開發了一種方法，利用數據來校準聚光性能制冷控制系統。此校準冷凝器性能的仿真中使用模型計算所研究的能源使用的系統。該仿真模型是然后用來計算節能三的ECM ：在冷凝器風扇安裝變頻器，采用濕球的方法策略，提高聚光性能的兩個不同的ASHRAE氣候區。

重要的結果是：

1．制冷系統的總功耗是強烈依賴于冷凝器大小，性能和控制。

2．對于現有系統，提高了蒸發式冷凝器性能可能是最成本效益的節能措施。目視檢

吉林化工學院本科畢業設計（論文）外文翻譯

[4] Manske，K.A.，Reindl酒店，D.T.和克萊因2001年S.A.公司。在工業“蒸發式冷凝器的控制制冷系統制冷24 “國際雜志： 676-691。

[5]米切爾，J.W.博朗，J.E.，1998。“設計，分析和空間調節設備的控制和

系統”。威斯康星大學麥迪遜分校。

[6] 標準與技術，2010年全國學院，參考流體熱力學和運輸屬性數（REFPROP）8.0版 [7] 國家可再生能源實驗室，2005年，“用戶手冊TMY3s ”，http://rredc.nrel.gov/solar/old_data/nsrdb/1991-2005/tmy3/ [8] Stoecker，威爾伯特，1998年，工業制冷手冊。麥格勞13-