Обучение и профессиональная подготовка специалистов климатического бизнеса в Москве | Верконт сервис
Блог

Виды конденсаторов

Конденсатор представляет собой теплообменный аппарат, который передает тепловую энергию, выделяемую при конденсации хладагента, в окружающую среду, чаще всего в воду или воздух. Тепловая энергия, которую конденсатор должен «сбросить» в окружающую среду, включает:

  • тепло, выделяемое при конденсации хладагента;
  • тепло, вырабатываемое компрессором при сжатии хладагента.

Учитывая эффективность современных холодильных машин, можно считать, что тепло, выделяемое конденсатором, примерно равно холодопроизводительности холодильной машины, увеличенной на 25–30 %.

Различают два типа конденсаторов:

  • с воздушным охлаждением;
  • с водяным охлаждением.

Конденсаторы с воздушным охлаждением

Конденсаторы с воздушным охлаждением используются как в небольших, так и в крупных промышленных холодильных установках.

Наиболее распространенным типом конденсаторов с воздушным охлаждением являются конденсаторы с оребренными трубами. С целью улучшения теплообмена и уменьшения требуемой площади поверхности воздушные конденсаторы оснащаются  вентиляторами.

Конденсаторы с воздушным охлаждением изготавливаются из медных труб с алюминиевыми пластинками (оребрением) в алюминиевом или стальном корпусе. Медный трубопровод ведет к коллекторам, к которым подводятся нагнетаемые газы, от которых отводится жидкость. Медные трубы припаиваются, стальные — привариваются. Расстояние между ребрами обычно составляет 1,5–3 мм. Медь легко поддается обработке, не подвержена окислению и имеет высокие показатели теплопроводности. Выбор диаметра трубок зависит от большого количества факторов: легкости обработки, потерь давления в линии хладагента, потерь давления со стороны охлаждающей воздушной среды и т.д.

Оребрение трубок теплообменника чаще всего изготавливают из алюминия.

Причем тип оребрения, его профиль и конфигурация могут существенно влиять на тепловые и гидравлические характеристики теплообменника.

Так, например, использование сложного профиля оребрения с просечками, выступами и т.п. позволяет создать большую турбулентность воздуха вблизи поверхности ребра. Тем самым повышается эффективность теплопередачи между хладагентом, проходящим по трубкам, и внешним воздухом. В этом случае несколько увеличивается гидравлическое сопротивление, что потребует установки вентилятора большей мощности.

Скорость воздушного потока, проходящего через теплообменник, обычно составляет от 1,0 до 3,5 м/с.

Внутренняя поверхность трубок также может быть рифленой, что позволяет обеспечить большую турбулентность, а следовательно, теплоотдачу хладагента.

Конденсаторы обычно имеют один или несколько рядов трубок (чаще всего до четырех), расположенных в направлении прохождения потока охлаждающего воздуха. Трубки могут располагаться на одном уровне либо ступенями (в шахматном порядке) для повышения эффективности теплообмена.

Важным аспектом является схема движения рабочих сред в теплообменнике. Горячий хладагент (газ) поступает в конденсатор сверху и постепенно опускается вниз. В верхней части теплообменника происходит наиболее интенсивное охлаждение хладагента, для чего используется примерно 5 % полезной площади теплообменника.

На этом начальном участке теплообменника теплопередача весьма значительна благодаря большому перепаду температур между хладагентом и холодным воздухом. Высокий коэффициент теплопередачи обусловлен высокой скоростью движения хладагента.

На следующем основном участке охлаждения, составляющем около 85 % всей полезной поверхности теплообменника, процесс конденсации парообразного хладагента проходит при почти неизменной температуре. Остающиеся 10 % полезной поверхности теплообмена используются для «дополнительного охлаждения» хладагента.

Температура конденсации превышает температуру окружающего воздуха примерно на 10–20 °C. Абсолютные показатели температуры конденсации обычно составляют 42–55°C.

В месте размещения конденсаторов с воздушным охлаждением должна быть

обеспечена беспрепятственная подача атмосферного воздуха.

Характеристики конденсаторов зависят от типа хладагента и температуры окружающей среды.

Небольшие конденсаторы производительностью до 3 кВт могут устанавливаться на одной раме с компрессором. Преимуществом такого компрессорно-конденсаторного агрегата является охлаждение компрессора вентилятором конденсатора.

Конденсаторы с водяным охлаждением

В конденсаторах с водяным охлаждением тепло нагнетаемых газов поглощается потоком воды. В силу того, что температура воды ниже температуры воздуха, преимуществом таких конденсаторов является более низкая температура конденсируемой жидкости, чем в конденсаторах с воздушным охлаждением.

Конденсаторы с водяным охлаждением по своему конструктивному исполнению подразделяются на:

  • двухтрубные;
  • кожухотрубные;
  • конденсаторы типа «труба в трубе»;
  • пластинчатые.

Двухтрубный конденсатор

В двухтрубных конденсаторах  используется принцип противотока, вода протекает по внутренним трубам. Сверху подается горячий газ, снизу выводится жидкий хладагент.

Для подачи хладагента используются паяные соединения, для подачи воды —  резьбовые. Для очистки все трубы оснащаются заглушками.

Кожухотрубные конденсаторы

Выполняются в виде стального цилиндрического кожуха, с обоих концов которого приварены стальные трубные решетки. В них заделаны медные трубки. К трубным решеткам крепятся крышки с входными и выходными патрубками для подключения к системе водяного охлаждения.

В верхней части кожуха располагается патрубок подвода горячего парообразного хладагента, поступающего от компрессора. В нижней части установлен патрубок отвода жидкого хладагента.

Горячий парообразный хладагент омывает трубки и заполняет свободное пространство между трубками и кожухом. Холодная вода подается по трубкам через соответствующие патрубки. Горячий парообразный хладагент соприкасается с трубками, по которым циркулирует холодная вода, остывает, конденсируется и скапливается на дне конденсатора. Вода, поглощая тепло от хладагента, выходит из конденсатора с более высокой температурой.

Трубки конденсатора обычно медные, диаметром 20 и 25 мм. С внешней стороны они имеют оребрение, которое повышает теплообмен между хладагентом и находящейся внутри трубок водой.

Обычно в конденсаторах используется вода, поступающая из градирни. Температура конденсации хладагента примерно на 5°C выше температуры воды на выходе из конденсатора.

Конденсаторы типа «труба в трубе»

При наличии недорогой охлаждающей воды чаще всего используется конденсатор типа «труба в трубе», в котором хладагент протекает по внешней трубе, а охлаждающая вода — по внутренней.

В конденсаторах такого типа допускается использование паяных соединений как для хладагента, так и для воды.

Эти конденсаторы представляют собой выполненную в виде спирали трубку, внутри которой соосно расположена другая трубка меньшего диаметра. Хладагент перемещается по внутренней трубке, а охлаждающая жидкость — по внешней либо наоборот.

Вся конструкция может быть выполнена из меди, либо внутренняя трубка может быть медной, а внешняя — стальной. Как внешняя, так и внутренняя поверхность трубки могут иметь оребрение, существенно повышающее эффективность теплопередачи.

Пластинчатые конденсаторы

Этот тип теплообменника отличается тем, что циркуляция жидкостей происходит между пластинами из нержавеющей стали, расположенными «елочкой» .

Внутри теплообменника создаются два независимых контура циркуляции (хладагента и охлаждающей воды), движущихся навстречу друг другу.

Пластинчатые теплообменники имеют очень высокие теплотехнические характеристики, что обусловило их большое распространение в установках средней и малой мощности. Высокая эффективность этих теплообменников сочетается с компактными размерами и малой массой. Вода поступает снизу и выходит сверху, хладагент перемещается в противоположном направлении.

Этот тип конденсаторов используется в автономных установках кондиционирования воздуха и установках для охлаждения воды малой мощности. В связи с тем, что конденсатор этого типа представляет собой неразъемную конструкцию, очистка трубки, по которой циркулирует вода, может проводиться только химическим путем.

В холодильных системах, работающих на режиме теплового насоса, перечисленные теплообменники используются как в качестве конденсаторов, так и в качестве испарителей.

Испарительный конденсатор

В испарительных конденсаторах, как и в градирне, используется холодильный эффект, связанный с испарением воды. Испарительный конденсатор  орошается водой и продувается воздухом, который подается вентилятором. В таком конденсаторе поток воздуха перемещает частично испарившуюся воду в окружающий воздух. Температура испарения воды зависит от температуры подаваемого воздуха по влажному термометру и превышает ее на 2–8 °C. Такая разница температур называется пределом охлаждения.

Для предотвращения накопления извести и других солей часть циркулирующей воды выпускают. Потери воды, обусловленные испарением и выпуском, компенсируются добавлением свежей. При выборе способа очистки воды в таких системах следует учитывать требования государственных органов, регулирующих вопросы потребления и очистки воды, по содержанию химических веществ (например: карбонатов, хроматов, фосфатов) в охлаждающей воде.

 

Приглашаем Вас на обучение по курсам:

ХП1 - Слесарь - ремонтник (ремонт и обслуживание холодильного оборудования)         

ХП3 - Курс по ремонту и обслуживанию холодильного оборудования          

ПХ2 - Сервис и техническое обслуживание холодильного оборудования работающего на природных хладагентах и замена ими озоноразрушающие фреоны и фторсодержащее парниковые газы

 

 

 

Оставьте комментарий
captcha
О НАС

Подготовка специалистов для климатического, холодильного и строительного бизнеса.

ПОДПИСКА НА НОВОСТИ

Для тех, кто заинтересован регулярно (не чаще 1 раза в 2 недели) получать наши новостные рассылки