冷凝器根據(jù)冷凝形式可分為水冷式和空冷式兩種
在當(dāng)空調(diào)機(jī)當(dāng)中,根據(jù)冷凝形式可分為:水冷式和空冷式兩種,根據(jù)使用目的可分為單冷式和制冷制暖式兩種,不論是哪一種型式的構(gòu)成,都是由以下的主要部件組合而成的。
冷凝器的必要性基于熱力學(xué)第二定律根據(jù)熱力學(xué)第二定律,封閉系統(tǒng)內(nèi)部熱能自發(fā)的流動(dòng)方向是單向的,即只能從高熱流向低熱,在微觀世界表現(xiàn)為承載熱能的微觀粒子只能由有序變成無序。所以,一個(gè)熱機(jī)在有能量輸入做功的同時(shí),下游也必須有能量放出,這樣上下游才會(huì)有熱能差距,熱能的流動(dòng)才會(huì)成為可能,循環(huán)才會(huì)繼續(xù)下去。
所以,如果想讓承載物重新做功,就必須先把沒有完全釋放的熱能釋放干凈,這時(shí)候就需要用到冷凝器。如果周圍的熱能比冷凝器中的溫度還要高的話,為了使得冷凝器降溫,就必須人為做功(一般來說是使用壓縮機(jī))。冷凝后的流體重新回歸高有序、低熱能的狀態(tài),可以重新做功。
冷凝器的選擇包括形式和型號(hào)的選擇,并確定流經(jīng)冷凝器的冷卻水或空氣的流量和阻力。冷凝器型式的選擇要考慮當(dāng)?shù)氐乃?、水溫、氣候條件,以及制冷系統(tǒng)總制冷量的大小和制冷機(jī)房的布置要求。在確定冷凝器型式的前提下,根據(jù)冷凝負(fù)荷和冷凝器單位面積的熱負(fù)荷來計(jì)算冷凝器的傳熱面積,以此來選定具體的冷凝器的型號(hào)。
水冷式冷凝器是以水作為冷卻介質(zhì),靠水的溫升帶走冷凝熱量。冷卻水一般循環(huán)使用,但系統(tǒng)中需設(shè)有冷卻塔或涼水池。水冷式冷凝器按其結(jié)構(gòu)形式又可分為殼管式冷凝器和套管式冷凝器兩種,常見的是殼管式冷凝器。
冷卻水直通流動(dòng)且流速大,故對(duì)水質(zhì)要求不高,一般水源都可以作為冷卻水。
但因立式冷凝器中的冷卻水溫升一般只有2~4℃,對(duì)數(shù)平均溫差一般在5~6℃左右,故耗水量較大。且由于設(shè)備置于空氣中,管子易被腐蝕,泄漏時(shí)比易被發(fā)現(xiàn)。
它與立式冷凝器有相類似的殼體結(jié)構(gòu),主要區(qū)別在于殼體的水平安放和水的多路流動(dòng)。臥式冷凝器不僅廣泛地用于氨制冷系統(tǒng),也可以用于氟利昂制冷系統(tǒng),但其結(jié)構(gòu)略有不同。氨臥式冷凝器的冷卻管采用光滑無縫鋼管,而氟利昂臥式冷凝器的冷卻管一般采用低肋銅管。這是由于氟利昂放熱系數(shù)較低的緣故。值得注意的是,有的氟利昂制冷機(jī)組一般不設(shè)貯液筒,只采用冷凝器底部少設(shè)幾排管子,兼作貯液筒用。
制冷劑的蒸氣從上方進(jìn)入內(nèi)外管之間的空腔,在內(nèi)管外表面上冷凝,液體在外管底部依次下流,從下端流入貯液器中。冷卻水從冷凝器的下方進(jìn)入,依次經(jīng)過各排內(nèi)管從上部流出,與制冷劑呈逆流方式。這種冷凝器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,便于制造,且因系單管冷凝,介質(zhì)流動(dòng)方向相反,故傳熱效果好,0kcal/(m2h℃)。其缺點(diǎn)是金屬消耗量大,而且當(dāng)縱向管數(shù)較多時(shí),下部的管子充有較多的液體,使傳熱面積不能充分利用。另外緊湊性差,清洗困難,并需大量連接彎頭。因此,這種冷凝器在氨制冷裝置中已很少應(yīng)用。對(duì)于小型氟利昂空調(diào)機(jī)組仍廣泛使用套管式冷凝器。
空氣冷卻式冷凝器是以空氣作為冷卻介質(zhì),靠空氣的溫升帶走冷凝熱量的。這種冷凝器適用于極度缺水或無法供水的場合,常見于小型氟利昂制冷機(jī)組。根據(jù)空氣流動(dòng)方式不同,可分為自然對(duì)流式和強(qiáng)迫對(duì)流式兩種。
蒸發(fā)式冷凝器的換熱主要是靠冷卻水在空氣中蒸發(fā)吸收氣化潛熱而進(jìn)行的。按空氣流動(dòng)方式可分為吸入式和壓送式,蒸發(fā)式冷凝器由冷卻管組、給水設(shè)備、通風(fēng)機(jī)、擋水板和箱體等部分組成。冷卻管組為無縫鋼管彎制成的蛇形盤管組,裝在薄鋼板制成的長方形箱體內(nèi)。箱體的兩側(cè)或頂部設(shè)有通風(fēng)機(jī),箱體底部兼作冷卻水循環(huán)水池。