空冷式冷凝器又称风冷式冷凝器。它是用空气作为冷却介质,使制冷剂蒸气冷凝为液体。根据空气流动的方式可分为自然对流式和强迫对流式。自然对流冷却的空冷式冷凝器传热效果差,只用在电冰箱或微型制冷机中,强迫对流冷却的冷凝器广泛应用于中小型氟利昂制冷和空调装置。
1.自然对流空冷式冷凝器
自然对流空气冷却式冷凝器依靠空气受热后产生的自然对流,将制冷剂冷凝放出的热量带走。图5-4为几种不同结构形式的自然对流空气冷却式冷凝器,其冷凝管多为铜管或表面镀铜的钢管,管外通常做有各种形式的肋片。管子外径一般为5一8mm。这种冷凝器的换热系数很小,约为5一10W/ (㎡·K),为此将传热管胶合在冰箱箱体壁面上,形成平板式冷凝器;有的将金属丝环绕在管外,形成百叶窗式或钢丝式冷凝器,以增强传热效果。它主要用于家用冰箱和微型制冷装置。
2.强迫对流空冷式冷凝器
图5-5为强迫对流空气冷却式冷凝器的结构图。它是由几组蛇形盘管组成。在盘管外加肋片,以增大空气侧换热面积,同时采用风机加速空气的流动。氟利昂蒸气从上部的分配集管进入每根蛇管中,凝结成液体沿蛇管流下,汇于液体集管中,然后流出冷凝器。空气在风机的作用下从管外流过。
沿空气流动方向,蛇管的排数与风机形式有关,小型冷凝器一般为3一6排。蛇管一般用直径较小的铜管(ф10 x I一ф16 x 1)制成。管外肋片多为套片式,肋片多用厚0.2一0.3mm的铜片或铝片制成,肋间距2一4mm。每根蛇管的长度不宜过长,否则蛇管的后部被液体充满,影响换热效果。
这种冷凝器的换热系数不高,当迎面风速为2一3m/s时,按全部外表面计算的换热系数约24一29 W/ (m2·K),
空冷式冷凝器和水冷式冷凝器相比较,其优点是可以不用水,使冷却系统变得十分简单,因此它特别适宜于缺水地区或用水不适合的场所(如冰箱、冷藏车等)。一般情况下,它不受污染空气的影响(即一般不会产生腐蚀);而水冷式冷凝器用冷却塔的循环水时,则水有被污染的可能,进而腐蚀设备。
这种冷凝器的冷凝温度受环境温度影响很大。夏季的冷凝温度可高达50℃左右,而冬季的冷凝温度就很低。太低的冷凝压力会导致膨胀阀的液体通过量减小,使蒸发器缺液而制冷量下降。因此,应注意防止空冷式冷凝器冬季运行时压力过低.也可采用减少风量或停止风机运行等措施弥补。