淺談冷凝器的分類及工作特點

作者:電工吧 日期:2020-07-06 19:44:00 人氣: 欄目:電氣知識

冷凝器,從其名字我們就能得知,其意義在于冷卻制冷劑并凝結成液態制冷劑的部件!其最重要的作用就是完全制冷系統的熱量交換。冷凝器是空調中的散熱裝置,將壓縮機壓縮過程的冷媒的熱量發散到車外空間中,使壓縮機出來的高溫高壓氣體變為中溫高壓液體。

淺談冷凝器的分類及工作特點

在當空調機當中,根據冷凝形式可分為:水冷式和空冷式兩種,根據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第二定律——根據熱力學第二定律,封閉系統內部熱能自發的流動方向是單向的,即只能從高熱流向低熱,在微觀世界表現為承載熱能的微觀粒子只能由有序變成無序。所以,一個熱機在有能量輸入做功的同時,下游也必須有能量放出,這樣上下游才會有熱能差距,熱能的流動才會成為可能,循環才會繼續下去。

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)。冷凝后的流體重新回歸高有序、低熱能的狀態,可以重新做功。

冷凝器的選擇包括形式和型號的選擇,并確定流經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地的水源、水溫、氣候條件,以及制冷系統總制冷量的大小和制冷機房的布置要求。在確定冷凝器型式的前提下,根據冷凝負荷和冷凝器單位面積的熱負荷來計算冷凝器的傳熱面積,以此來選定具體的冷凝器的型號。

淺談冷凝器的分類及工作特點

冷凝器按其冷卻介質不同,可分為水冷式、空氣冷卻式、蒸發式三大類。

水冷式冷凝器

水冷式冷凝器是以水作為冷卻介質,靠水的溫升帶走冷凝熱量。冷卻水一般循環使用,但系統中需設有冷卻塔或涼水池。水冷式冷凝器按其結構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。

1、立式殼管式冷凝器

立式冷凝器的主要特點是:

(1)由于冷卻流量大流速高,故傳熱系數較高,一般K=600~700(kcal/m2·h·℃)。

(2)垂直安裝占地面積小,且可以安裝在室外。

(3)冷卻水直通流動且流速大,故對水質要求不高,一般水源都可以作為冷卻水。

(4)管內水垢易清除,且不必停止制冷系統工作。

(5)但因立式冷凝器中的冷卻水溫升一般只有2~4℃,對數平均溫差一般在5~6℃左右,故耗水量較大。且由于設備置于空氣中,管子易被腐蝕,泄漏時比易被發現。

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2、臥式殼管式冷凝器

它與立式冷凝器有相類似的殼體結構,主要區別在于殼體的水平安放和水的多路流動。臥式冷凝器不僅廣泛地用于氨制冷系統,也可以用于氟利昂制冷系統,但其結構略有不同。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較低的緣故。值得注意的是,有的氟利昂制冷機組一般不設貯液筒,只采用冷凝器底部少設幾排管子,兼作貯液筒用。

3、套管式冷凝器

制冷劑的蒸氣從上方進入內外管之間的空腔,在內管外表面上冷凝,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入,依次經過各排內管從上部流出,與制冷劑呈逆流方式。這種冷凝器的優點是結構簡單,便于制造,且因系單管冷凝,介質流動方向相反,故傳熱效果好,當水流速為1~2m/s時傳熱系數可達800kcal/(m2·h·℃)。其缺點是金屬消耗量大,而且當縱向管數較多時,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用。對于小型氟利昂空調機組仍廣泛使用套管式冷凝器。

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空氣冷卻式冷凝器

空氣冷卻式冷凝器是以空氣作為冷卻介質,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組。根據空氣流動方式不同,可分為自然對流式和強迫對流式兩種。

蒸發式冷凝器

蒸發式冷凝器的換熱主要是靠冷卻水在空氣中蒸發吸收氣化潛熱而進行的。按空氣流動方式可分為吸入式和壓送式,蒸發式冷凝器由冷卻管組、給水設備、通風機、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。箱體的兩側或頂部設有通風機,箱體底部兼作冷卻水循環水池。

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