在蒸汽压缩式制冷装置中,除了压缩机和节流机构外,还有许多设备。这些设备按其在制冷系统中所起的作用,可分为两大类:一类是换热设备,包括冷凝器、蒸发器等,这些是完成制冷循环必不可少的设备;另一类是辅助设备,包括各种储存、分离和安全保护等设备,这些设备的作用是改善制冷系统的工作条件,提高运行经济性和安全可靠性。
冷凝器的作用是将压缩机排出的高温、高压制冷剂过热蒸汽冷凝成液体。制冷剂在冷凝器中放出的热量由冷却介质(水或空气)带走。
1.冷凝器的种类
冷凝器按其冷却介质和冷却方式,可以分为水冷式、空气冷却式、水和空气混合冷却式三种类型。
冷水机组的冷凝器采用水冷式冷凝器,冷凝器中制冷剂放出的热最被冷却水带走。冷却水可以一次流过,也可以循环使用。当循环使用时,需要设置冷却塔或冷却水池。水冷式冷凝器分为壳管式、套管式、板式、螺旋板式等几种类型。
2.水冷式冷凝器的结构
卧式壳管式冷凝器简称卧式冷凝器,如图3-27所示为氨用卧式壳管式冷凝器;如图3-28所示为氟利昂用卧式壳管式冷凝器;其结构是筒体由无缝钢管制成或由钢板卷制后焊接而成,两端有管板,管板中间穿插传热管。由于水平安放,因此,两端管板的外侧用端盖封闭。端盖用铸铁或钢板制成,端盖内部设有分水肋板,从而把整个管束分成几个管组,使冷却水流动时形成几个(一般为偶数)流程,从而提高冷却水流速。
制冷剂蒸汽从冷凝器顶部进入,在管子外表面冷凝成液体,然后从壳体底部(或侧面)出液管流人储液器。小型冷凝器在下部少安放几排传热管,下部的空间就当做储液器。在氟利昂冷凝器中,有的还在底部设有液体过冷器。
氨液的密度比冷冻机油小,并且氨与冷冻机油互不溶解,所以,在氨卧式冷凝器底部设有集油包,积聚在集油包内的冷冻机油,由放油管引向集油器。
氨卧式冷凝器内传热管一般采用ɸ25mm, ɸ32mm或和ɸ38mm的无缝钢管。为了加强传热效果,也有用螺纹管、横纹管的氨卧式冷凝器,螺纹管由ɸ25mm x2.5mm光管轧制而成,肋化系数为2.75。在相同条件下,螺纹管氨卧式冷凝器的传热系数比光管提高40%以上。
氟利昂卧式冷凝器的传热管一般采用铜管。