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冷凝器

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,*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

立式壳管式冷凝器又称立式冷凝器,它是目前氨制冷系统广泛采用的一种水冷式冷凝器。立式冷凝器主要由外壳(筒体)、管板及管束等组成。筒体是由8~16mm的钢板卷成圆柱形筒体后焊接而成,筒体两端各焊有一块多孔的管板,两管板之间焊接或胀接ф38~ф70的无缝钢管数十根。冷却水从顶部进入管束,沿管内壁往下流。制冷剂蒸汽从筒体高度2/3处的进汽口进入管束间空隙中,管内的冷却水与管外的高温制冷剂蒸汽通过管壁进行热交换,从而使制冷剂蒸汽被冷凝成液体并逐渐下流到冷凝器底部,经出液管流入贮液器。吸热后的水则排入下部的混凝土水池中,再用水泵送入冷却水塔中经过冷却后循环使用。


为了使冷却水能够均匀地分配给各个管口,冷凝器顶部的配水箱内设有匀水板并在管束上部每个管口装有一个带斜槽的导流器,以使冷却水沿管内壁以膜状水层向下流动,这样既可以提高传热效果又节约水量。

此外,立式冷凝器的外壳上还设有均压管、压力表、安全阀和放空气管等管接头,以便与相应的管路和设备连接。

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。?铱梢园沧霸谑彝。

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

卧式冷凝器与立式冷凝器有相类似的壳体结构,但在总体上又有很多不同之处,主要区别在于壳体的水平安放和水的多路流动。卧式冷凝器两端管板外面各用一个端盖封闭,端盖上铸有经过设计互相配合的分水筋,把整个管束分隔成几个管组。从而使冷却水从一端端盖下部进入,按顺序流过每个管组,最后从同一端盖上上部流出过程中,要往返4~10个回程。这样做既可以提高管内冷却水的流速,从而提高传热系数,又使使高温的制冷剂蒸气从壳体上部的进气管进入管束间与管内冷却水进行充分的热交换。冷凝下来的液体从下部出液管流入贮液筒。


在冷凝器的另一端端盖上还常设有排空气阀和放水旋塞。排气阀在上部,在冷凝器投入运行开始时打开,以排出冷却水管中的空气,使冷却水畅通地流动,切记不要与放空气阀混淆,以免造成事故。放水旋塞供冷凝器停用时放尽冷却水管内的存水,避免冬季因水冻结而冻裂冷凝器。

卧式冷凝器的壳体上同样留有若干与系统中其它设备连接的诸如进气、出液、均压管、放空气管、安全阀、压力表接头及放油管等管接头。

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。

卧式和立式冷凝器,二者除安放位置和水的分配不同外,水的温升和用水量也不一样。立式冷凝器的冷却水是*重力沿管内壁下流,只能是单行程,故要得到足够大的传热系数K,就必须使用大量的水。而卧式冷凝器是用泵将冷却水压送到冷却管内,故可制成多行程式冷凝器,且冷却水可以得到足够大的流速和温升(Δt=4~6℃)。所以卧式冷凝器用少量的冷却水就可以得到足够大的K值。但过分地加大流速,传热系数K值增大不多,而冷却水泵的功耗却显著增加,所以氨卧式冷凝器的冷却水流速一般取1m/s左右为宜,氟利昂卧式冷凝器的冷却水流速大多采用1.5~2m/s。

总上所述,卧式冷凝器传热系数高,冷却水用量。?峁菇舸、操作管理方便。但要求冷却水的水质好,且清洗水垢不方便、泄漏时也不易发现。

套管式冷凝器是由两种不同直径的无缝钢管或两种不同直径的铜管套装在一起而组成的,外套管直径一般为φ57×3mm,内管直径为φ38×3.5mm。

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,为了缩小机组体积将套管弯成盘管形状,如图6—4所示。通常是把封闭型压缩机放在冷凝器中间,使整个机组布置紧凑。这类套管式冷凝器内部常套有3~4根内管。内管内侧带有纵向肋片,氟利昂在内管内冷凝,而水在内管外的环形空间中流动,有时也用塑料管或橡皮管代替外管。这类套管式冷凝器的传热系数可达900~1000kcal/(m2·h·℃)。主要用在制冷量为20kw左右的小型氟利昂机组中。

 
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