一般制冷機(jī)的制冷原理是壓縮機(jī)把工質(zhì)由低溫低壓氣體壓縮成高溫高壓氣體,再經(jīng)過冷凝器冷凝成中溫高壓的液體,經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后,則成為低溫低壓的液體。低溫低壓的液態(tài)工質(zhì)送入蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)而成為低溫低壓的蒸汽,再次輸送進(jìn)壓縮機(jī),從而完成制冷循環(huán)。
冷凝器的選擇包括形式和型號的選擇,并確定流經(jīng)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(dāng)?shù)氐乃?、水溫、氣候條件,以及制冷系統(tǒng)總制冷量的大小和制冷機(jī)房的布置要求。在確定冷凝器型式的前提下,根據(jù)冷凝負(fù)荷和冷凝器單位面積的熱負(fù)荷來計(jì)算冷凝器的傳熱面積,以此來選定具體的冷凝器的型號。
當(dāng)冷卻水流經(jīng)金屬表面時(shí),有碳酸鹽的生成。另外,溶解在冷卻水中的氧還會造成金屬腐蝕,形成鐵銹。由于銹垢的產(chǎn)生,冷凝器換熱效果下降。嚴(yán)重時(shí)不得不在殼體外噴淋冷卻水,結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)會堵塞管子,使換熱效果失去作用。研究的數(shù)據(jù)顯示水垢沉積物對熱傳輸?shù)膿p失影響,隨著沉積物的增加會造成能源費(fèi)用的加大。即使很薄的一層水垢就要增加設(shè)備中結(jié)垢部分40%以上的運(yùn)行費(fèi)用。保持冷卻通道中不含礦物沉積物可以很好的提高功效、節(jié)約能源、延長設(shè)備的使用壽命,同時(shí)節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間和費(fèi)用。
凝器在制作時(shí),管板與列管的焊接一般采用手工電弧焊,焊縫形狀存在不同程度的缺陷,如凹陷、氣孔、夾渣等,焊縫應(yīng)力的分布也不均勻。使用時(shí)管板部分與工業(yè)冷卻水接觸,而工業(yè)冷卻水中的雜質(zhì)、鹽類、氣體、微生物都會構(gòu)成對管板和焊縫的腐蝕。研究表明,工業(yè)水無論是淡水還是海水,都會有各種離子和溶解的氧氣,其中氯離子和氧的濃度變化,對金屬的腐蝕形狀起重要作用。另外,金屬結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度也會影響腐蝕形態(tài)。因此,管板與列管焊縫的腐蝕以孔蝕和縫隙腐蝕為主。從外觀看,管板表面會有許多腐蝕產(chǎn)物和積沉物,分布著大小不等泡。以海水為介質(zhì)時(shí),還會產(chǎn)生電偶腐蝕。雙金屬腐蝕也是管板腐蝕的一種常見現(xiàn)象。
針對冷凝器防腐問題,西方國家多采用高分子復(fù)合材料的方法進(jìn)行保護(hù),其中應(yīng)用多的是技術(shù)產(chǎn)品。其具有的粘著性能及抗溫、抗化學(xué)腐蝕性能,在封閉的環(huán)境里可以安全使用而不會收縮,特別是良好的隔離雙金屬腐蝕和耐沖刷性能,從根本上杜絕了修復(fù)部位的腐蝕滲漏,為冷凝器提供一個(gè)長久的保護(hù)涂層。
制冷裝置中使用的制冷劑不同,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也有所不同。一般立式殼管式冷凝器適用于大型氨制冷裝置,而臥式殼管式冷凝器則普遍使用大、中型氨或氟利昂制冷裝置中。管板與傳熱管的固定方式一般采用脹接法,以便于修理和更換傳熱管。