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水冷式冷凝器综合简介

发布时间:2014-07-08 09:37 新闻来源:正航仪器 浏览次数:
 


 
 

 
 
作用:冷凝器是一个制冷剂向外放热的热交换器,其作用是使压缩机排出的高压高温制冷剂蒸汽液化,变为高压液体制冷剂。制冷剂在冷凝器中放出的热量包括两部分:通过蒸发器从被冷却物体吸取的热量;在压缩机中被压缩时,外界机械功转化的热量。
种类:按冷却介质和冷却方式分:
▲ 水冷式冷凝器:立式管壳、卧式管壳、套管式;
▲ 空冷式;
▲ 水空冷:如蒸发式、淋水式;
▲ 制冷剂蒸发或其它工艺介质冷却。
利用水作为冷却介质,使高温高压的气态制冷剂冷凝的设备,称为水冷式冷凝器。由于自然界中水温一般比较低,因此水冷式冷凝器的冷凝温度较低,这对压缩机的制冷能力和运行经济性都比较有利。目前制冷装置中大多采用水冷式冷凝器。其中冷却水可以一次流过,也可以循环使用。当使用循环水时,需建有冷却水塔或冷却水池,以使离开冷凝器的水再冷却。
常用的水冷式冷凝器有式管壳式、立式管壳式及套管式等型式。
1. 卧式管壳式冷凝器
◆ 构造及工作原理
其主体部分如图所示。它的外壳是一个由钢板卷制焊接成的圆柱形筒体,筒体的两端焊有两块圆形的管板,两个管板钻有许多位置相对应的孔,在每对相对应的孔中装入一根管子,管子的两端用胀接法或焊接法紧固在管板的管孔内,这样就组成了一组直管管束。
 
卧式管壳式冷凝器水平放置,其结构如图所示。制冷剂蒸汽在管子外表面上冷凝,冷却水是在泵的作用下在管内流动。制冷剂蒸汽从上部(进气管)进入筒体,凝结成液体后由筒体下部出液管流入贮液器中。正常运行时,筒体的下部只存少量液体。但对于小型制冷装置,为了简化设备,也可不另设贮液器,而让冷凝器筒体下部兼有一定贮液作用,少装几排管子即可。冷凝器的出液管接在筒壳的下部。对于氨冷凝器,通常在筒体下面还焊有一个集污包,以便集存润滑油及机械杂质。
卧式管壳式冷凝器的两端用两个端盖封住。端盖内有分水隔板。两个端盖的分隔互相配合,实现了冷却水的多管程流动。冷凝器的管程数一般为偶数,这样冷却水的进、出口就设在同一个端盖上,而且冷却水从下面流进,上面流出。端盖上部的放空气旋塞是在开始充水时用来排除管内空气的,下部的泄水旋塞是在冷凝器停止作用时,用来排除其中的水,以防管子被腐蚀或冻裂。


水冷式冷凝器



◆ 优缺点:
优点:结构紧凑,传热系数K大,冷却水用量少,操作管理方便;
      应用广泛,适用于大、中、小型氨和氟里昂制冷装置中;
      小型氟里昂压缩机和冷凝器一般做成压缩冷凝机组,安装方便,占地面积小。
缺点:对水质要求高,水温要低;冷却水流动阻力较大;清洗水垢不便,需停机操作。
2. 立式管壳式冷凝器
◆ 构造及工作原理
这种冷凝器直立安装,只用于大中型氨制冷装置,其结构如图所示。同卧式相比,立式的不仅是直立安装,而且两端没有端盖,水及氨的流动方式也有所不同。
氨蒸汽从冷凝器外壳的中部偏上处进入圆筒内的管外空间,冷凝后液体沿管外壁从上流下,积在冷凝器底部,经出液管流入贮液器。冷却水从上部进入冷凝器管内,但水并不充满钢管的整个断面,而是呈膜状沿管内壁流下,排入冷凝器下面的水池中,一般再用水泵压送到冷却水塔中循环使用。
为了使冷却水均匀地分配到每根钢管中,冷凝器顶部装有配水箱,每根钢管的管口上装有一只具有分水作用的导流管嘴,如图所示。冷却水通过导流管嘴上的斜槽流入管中,并以螺旋线状沿管内壁流下。这样在管内壁能够很好地形成一层水膜,充分吸收制冷剂的热量,既提高了冷凝器的冷却效果,又节省了用水。与卧式冷凝器类似,在立式的外壳上设有进气、出液、放空气、均压、放油和安全阀等管路接头,与相应的管路和设备连接。
◆ 优缺点
优:传热系数K较高(但小于卧式);垂直安装,占地面积小;无冻结危险,可安装在室外,不占室内空间;对水质要求不高,易于除垢,可以在运行中清洗水管。
缺:冷却水用量大;体积大,比较笨重;冷凝管内水流速低,易结水垢,露天安装时,灰砂易落入,需要经常清洗。
3. 套管式冷凝器
主要用于小型氟里昂空调机组,且单机制冷量一般小于25 kW。
◆ 构造及工作原理
套管式冷凝器由两种不同直径的管子套在一起组成,外管多为φ50 mm的无缝钢管,管内套有一根或几根钢管或低肋钢管(称内管)。套成后,在弯管机上绕成螺旋形状。制冷剂蒸汽从上部进入外管的空间,在内管外表面冷凝,凝结液从下部流出。冷却水由下部进入内管,吸热后从上部流出。这样就与制冷剂成逆向流动,实现了理想的逆流换热,因此传热系数K较高。



冷凝器简介



◆ 优缺点:
优:逆流换热,传热效果好,K高;结构简单,制造方便,可套放在压缩机周围,不占专门位置,节省了压缩冷凝机组的占地面积。
缺:凝结液积存在管内下部,使传热面得不到充分利用;单位传热面积的金属耗量大;清洗水垢困难。
4. 管壳式冷凝器的发展趋势(加强换热措施)
 
(1) 长径比的变化:一般L/D=6~9;
(2) 采用新型冷凝管,以强化传热
    绕金属丝的翅化管,用d=1.5mm的钢丝绕在Φ16×1.5的钢管上,比光管换热系数提高60~100%;冷凝管翅片外缘开有锯齿形缺口,F↑,液膜↓。在Φk和水量相同的情况下,节约50%铜管,体积减小1/3。 
 
 
 
 
 
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