冷凝器是制冷系统中的重要设备之一,其主要作用是通过散热机制将制冷剂中的热量传递给冷却介质(如水或空气),从而实现制冷剂的冷却和液化。以下是冷凝器的具体作用及常见类型的详细介绍:
一、冷凝器的作用
消除过热:压缩机排出的制冷剂气体通常处于过热状态,即其温度高于饱和温度。冷凝器能够降低这些气体的温度,使其达到饱和状态。
冷凝:在饱和温度下,高温高压的气态制冷剂在冷凝器中被冷却并液化成饱和制冷剂液体。
过冷:液化后的制冷剂在冷凝器中进一步冷却,使其温度低于饱和温度,这一过程称为过冷。过冷度的存在有助于提高制冷效果,减少制冷剂液体在输配过程中的闪发。
二、冷凝器的常见类型
风冷翅片式冷凝器:利用常温的空气来冷却,按空气在冷凝器盘管外侧的流动原因,可分为空气自然对流和强迫对流两种型式。
空气自然对流冷凝器:依靠热压作用形成空气对流,不设置风机,因此无风机噪声,结构简单,不易发生故障,但传热效率低,通常用于制冷量很小的制冷装置,如家用冰箱等。
强迫对流式冷凝器:设置有风机,因此有风机噪声,但传热效率较高,单位热负荷的体积小,使用方便,不需水源,应用广泛。例如,家用空调系统就是用这种冷凝器来进行换热的。
水冷式冷凝器: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等多种类型。
壳管式冷凝器:分为立式壳管式冷凝器和卧式壳管式冷凝器,主要区别在于壳体的安放方式和水的流动方向。立式壳管式冷凝器占地面积小,可以安装在室外,对水质要求不高;卧式壳管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。
套管式冷凝器:由两种不同直径的管子制成,单根或多根小直径管套在大直径管内,然后绕成蛇形或螺旋形。这种冷凝器结构简单,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,但金属消耗量大,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。
蒸发式冷凝器: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。它由冷却管组、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。
喷淋式冷凝器:靠水的温升和水在空气中蒸发带走冷凝热量。这种冷凝器结构简单,制造方便,漏氨时容易发现,维修方便,清洗方便,对水质要求低,但传热系数低,金属消耗量高,占地面积大。它主要用于大、中型氨制冷系统中,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。