冷凝器的本質(zhì)是一種壁面換熱器,一側(cè)為高溫氣體制冷劑,另一側(cè)為冷卻介質(zhì)空氣或水。它是將部分熱量從熱源體傳遞到冷流體以實(shí)現(xiàn)熱交換和傳熱的必不可少的設(shè)備。在換熱過程中,往往存在一些腐蝕性和氧化性物質(zhì),尤其是具有室外大氣換熱的空冷式冷凝器,因此要求冷凝器的材料具有耐腐蝕性。常見的有水冷式冷凝器、風(fēng)冷式冷凝器和蒸發(fā)式冷凝器。
一、 冷凝器
1、水冷冷凝器
適用于中大型制冷設(shè)備(如離心式壓縮機(jī)、螺桿式壓縮機(jī))
水冷式冷凝器的優(yōu)點(diǎn):傳熱效率高,結(jié)構(gòu)緊湊。
水冷式冷凝器(管殼式)的缺點(diǎn):需要冷卻水系統(tǒng),管壁上的結(jié)垢會降低傳熱效果,因此需要定期清潔。
2、空氣冷卻冷凝器
適用于中小型制冷設(shè)備、缺水地區(qū)。
風(fēng)冷式冷凝器的優(yōu)點(diǎn):無需冷卻水,易于使用和安裝。
空冷凝汽器的缺點(diǎn):傳熱系數(shù)低,體積和重量大,翅片表面積灰會惡化傳熱,需要及時(shí)清洗。
3、蒸發(fā)式冷凝器
蒸發(fā)式冷凝器適用于缺水地區(qū),可露天安裝,廣泛應(yīng)用于中小型系統(tǒng)。
蒸發(fā)式冷凝器的缺點(diǎn):冷凝管暴露在空氣中時(shí)容易腐蝕。當(dāng)水在冷凝管外蒸發(fā)時(shí),礦物質(zhì)完全留在冷凝管表面。水垢層增長很快,因此需要軟化冷卻水。
蒸發(fā)式冷凝器的優(yōu)點(diǎn):耗水量少(占水冷式冷凝器的3-5%),空氣流量小。
二、蒸發(fā)器
蒸發(fā)器(翅片管換熱器)是直接由空氣吸熱裝置完成的氣源。制冷劑在蒸發(fā)器管中流動吸收潛熱并在空氣中沸騰,但由于空氣側(cè)傳熱系數(shù)較低,為了滿足熱容量,在不增加傳熱溫差的前提條件下,只需增加傳熱系數(shù)、傳熱面積和安裝風(fēng)扇來提高空氣流速,提高蒸發(fā)器的傳熱能力。常見的有全液式、降膜式、直接膨脹式。
1、全液蒸發(fā)器
全液蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊,操作管理方便,傳熱系數(shù)高。
全液蒸發(fā)器的缺點(diǎn):當(dāng)載體制冷劑為淡水時(shí),管道可能凍結(jié)并導(dǎo)致管道破裂,液體底部的溫度升高,傳熱和傳熱之間的溫差減小,與潤滑油互溶的制冷劑很難回油,制冷劑加注量大,而在船上使用時(shí),液位擺動容易引起氣瓶事故。
2、干式蒸發(fā)器
干式蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn):確保潤滑油回到壓縮機(jī),制冷劑加注量減少三分之一,蒸發(fā)溫度接近0℃時(shí)不會凍結(jié),可用熱膨脹閥換液,比使用浮動球閥簡單可靠。
干式蒸發(fā)器的缺點(diǎn):端蓋出現(xiàn)氣液分層,影響下道工序的均勻分布和水側(cè)泄漏。
3、直接膨脹蒸發(fā)器
以制冷劑為制冷劑的表面式空氣冷卻器稱為直接蒸發(fā)式空氣冷卻器。它實(shí)際上是制冷循環(huán)中的蒸發(fā)器,其功能與水冷表面冷卻器相同。當(dāng)空氣通過蒸發(fā)器排氣管時(shí),與蒸發(fā)器排氣管中的制冷劑液體發(fā)生熱交換。由于從空氣中吸收熱量,制冷劑液體蒸發(fā)成制冷劑蒸汽,并且由于熱量損失,空氣溫度下降。
直接膨脹蒸發(fā)器的特點(diǎn):溫度調(diào)節(jié)范圍廣,維護(hù)方便,結(jié)構(gòu)緊湊,外觀緊湊,安裝、運(yùn)輸和維護(hù)方便。