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表冷器的必要性基于热力学第二定律——根据热力学第二定律，封闭系统内部热能自发的流动方向是单向的，即只能从高热流向低热，在微观世界表现为承载热能的微观粒子只能由有序变成无序。所以，一个热机在有能量输入做功的同时，下游也必须有能量放出，这样上下游才会有热能差距，热能的流动才会成为可能，循环才会继续下去。所以，如果想让承载物重新做功，就必须先把没有完全释放的热能释放干净，这时候就需要用到表冷器。如果周围的热能比表冷器中的温度还要高的话，为了使得表冷器降温，就必须人为做功（一般来说是使用压缩机）。冷凝后的流体重新回归高有序、本地低热能的状态，可以重新做功。表冷器的选择包括形式和型号的选择，并确定流经表冷器的冷却水或空气的流量和阻力。表冷器型式的选择要考虑当地的水源、本地水温、本地气候条件，以及制冷系统总制冷量的大小和制冷机房的布置要求。在确定表冷器型式的前提下，根据冷凝负荷和表冷器单位面积的热负荷来计算表冷器的传热面积，以此来选定具体的表冷器的型号。
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中央循环管式表冷器这种表冷器又称作标准式表冷器。它的加热室由垂直管束组成，中间有一根直径很大的中央循环管，其余管径较小的加热管称为沸腾管。由于中央循环管较大，其单位体积溶液占有的传热面，比沸腾管内单位溶液所占有的要小，即中央循环管和其它加热管内溶液受热程度不同，从而沸腾管内的汽液混合物的密度要比中央循环管中溶液的密度小，加之上升蒸汽的向上的抽吸作用，会使表冷器中的溶液形成由中央循环管下降、由沸腾管上升的循环流动。这种循环，主要是由溶液的密度差引起，故称为自然循环。这种作用有利于表冷器内的传热效果的提高。为了使溶液有良好的循环，中央循环管的截面积一般为其它加热管总截面积的40～100％；加热管高度一般为1～2m；加热管直径在25～75mm之间。这种表冷器由于结构紧凑、制造方便、传热较好及操作可靠等优点，应用十分广泛。但是由于结构上的限制，循环速度不大。加上溶液在加热室中不断循环，使其浓度始终接近完成液的浓度，因而溶液的沸点高，有效温度差就减小。这是循环式表冷器的共同缺点。此外，设备的清洗和维修也不够方便，所以这种表冷器难以完全满足生产的要求。