冷凝器的种类、基本构造和工作原理

    一、冷凝器的种类及特点

    冷凝器按其冷却介质不同，可分为水冷式、空气冷却式、蒸发式三大类。

    （一）水冷式冷凝器

    水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温升带走冷凝热量。冷却水一般循环使用，但系统中需设有冷却塔或凉水池。水冷式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器和套管式冷凝器两种，常见的是壳管式冷凝器。

    1、立式壳管式冷凝器

    立式冷凝器的主要特点是：

    1°由于冷却流量大流速高，故传热系数较高，一般K=600～700(kcal/m2?h?℃)。

    2°垂直安装占地面积小，且可以安装在室外。

    3°冷却水直通流动且流速大，故对水质要求不高，一般水源都可以作为冷却水。

    4°管内水垢易清除，且不必停止制冷系统工作。

    5°但因立式冷凝器中的冷却水温升一般只有2～4℃，对数平均温差一般在5～6℃左右，故耗水量较大。且由于设备置于空气中，管子易被腐蚀，泄漏时比易被发现。

    2、卧式壳管式冷凝器

    它与立式冷凝器有相类似的壳体结构，主要区别在于壳体的水平安放和水的多路流动。卧式冷凝器不仅广泛地用于氨制冷系统，也可以用于氟利昂制冷系统，但其结构略有不同。氨卧式冷凝器的冷却管采用光滑无缝钢管，而氟利昂卧式冷凝器的冷却管一般采用低肋铜管。这是由于氟利昂放热系数较低的缘故。值得注意的是，有的氟利昂制冷机组一般不设贮液筒，只采用冷凝器底部少设几排管子，兼作贮液筒用。

    3、套管式冷凝器

    结构如图所示

    制冷剂的蒸气从上方进入内外管之间的空腔，在内管外表面上冷凝，液体在外管底部依次下流，从下端流入贮液器中。冷却水从冷凝器的下方进入，依次经过各排内管从上部流出，与制冷剂呈逆流方式。这种冷凝器的优点是结构简单，便于制造，且因系单管冷凝，介质流动方向相反，故传热效果好，当水流速为1～2m/s时传热系数可达800kcal/(m2?h?℃)。其缺点是金属消耗量大，而且当纵向管数较多时，下部的管子充有较多的液体，使传热面积不能充分利用。另外紧凑性差，清洗困难，并需大量连接弯头。因此，这种冷凝器在氨制冷装置中已很少应用。

    对于小型氟利昂空调机组仍广泛使用套管式冷凝器。

    （二）空气冷却式冷凝器

    空气冷却式冷凝器是以空气作为冷却介质，靠空气的温升带走冷凝热量的。这种冷凝器适用于极度缺水或无法供水的场合，常见于小型氟利昂制冷机组。根据空气流动方式不同，可分为自然对流式和强迫对流式两种。

    （三）蒸发式冷凝器

    蒸发式冷凝器的换热主要是靠冷却水在空气中蒸发吸收气化潜热而进行的。按空气流动方式可分为吸入式和压送式，如图所示。

    蒸发式冷凝器由冷却管组、给水设备、通风机、挡水板和箱体等部分组成。冷却管组为无缝钢管弯制成的蛇形盘管组，装在薄钢板制成的长方形箱体内。箱体的两侧或顶部设有通风机，箱体底部兼作冷却水循环水池。

    蒸发式与壳管式冷凝器的并联：

    （四）淋水式冷凝器

    淋水式冷凝器的主要优点为：1、结构简单，制造方便；2、漏氨时容易发现，维修方便；3、清洗方便；4、对水质要求低。其主要缺点是：1、传热系数低；2、金属消耗量高；3、占地面积大。

    淋水式冷凝器是靠水的温升和水在空气中蒸发带走冷凝热量。这种冷凝器主要用于大、中型氨制冷系统中。它可以露天安装，也可安装在冷却塔的下方，但应避免阳光直射。