在制冷系統(tǒng)中,蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機和節(jié)流閥是制冷系統(tǒng)中的四大件,這當(dāng)中蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備。制冷劑在其中吸收被冷卻物體的熱量實現(xiàn)制冷。壓縮機是心臟,起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量的設(shè)備,將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機功所轉(zhuǎn)化的熱量一起傳遞給冷卻介質(zhì)帶走。節(jié)流閥對制冷劑起節(jié)流降壓作用,同時控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的量,并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大部分。實際制冷系統(tǒng)中,除上述四大件之外,常常有一些輔助設(shè)備,如電磁閥、分配器、干燥器、集熱器、易熔塞、壓力控制器等部件組成,它們是為了提高運行的經(jīng)濟性、可靠性和安全性而設(shè)置的。
蒸汽冷凝器這種冷凝常應(yīng)用于多效蒸發(fā)器末效二次蒸汽的冷凝,末效蒸發(fā)器的真空度。例(1)噴淋式冷凝器,冷水從上部噴嘴噴入,蒸汽從側(cè)面入口進入,蒸汽與冷水充分接觸后被冷凝為水,同時沿管下流,部分不凝汽體也可能被帶出。例(2)充填式冷凝器,蒸汽從側(cè)管進入后一上面噴下的冷水相接觸冷凝器里面裝了滿了瓷環(huán)填料,填料被水淋濕后,增大了冷水與蒸汽的接觸面積,蒸汽冷凝成水后沿下部管路流出,不凝氣體同上部管路被真空泵抽出,以冷凝器內(nèi)一定的真空度。例(3)淋水板或篩板冷凝器,目的是增大冷水與蒸汽的接觸面積。混合式冷凝器具有結(jié)構(gòu)簡單,傳熱等優(yōu)點,腐蝕性問題也比較容易解決。
凝器在制作時,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,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。
水冷式冷凝器用水作為冷卻介質(zhì),帶走制冷劑冷凝時放出的熱量。冷卻水可以一次性使用,也可以循環(huán)使用。用循環(huán)水時,配有冷卻塔或冷水池,水不斷得到冷卻。根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同,主要有殼管式和套管式以及現(xiàn)在多用的板式換熱器。
空氣冷卻式冷凝器與水冷式冷凝器比較:
(1)在冷卻水充足的地方水冷式設(shè)備的初投資和運行費用均低于風(fēng)冷式;
(2)由于夏季室外空氣溫度較高,冷凝溫度一般可達50℃,為了獲得同樣的制冷量,風(fēng)冷式設(shè)備制冷壓縮機的容量約需增大15%;
(3)采用風(fēng)冷式冷凝器的制冷設(shè)備系統(tǒng)組成簡單,可緩解水源緊張
蒸發(fā)式冷凝器特點:
(1)利用水汽化帶走冷凝熱,其所消耗的冷卻水量只是補給的散失水量,冷卻水耗量少;
(2)蒸發(fā)式冷凝器進口空氣濕球溫度對換熱量影響很大。同樣的冷凝溫度和風(fēng)量,進口濕球溫度越小,冷卻水蒸發(fā)量越大,冷凝效果越好;
(3)蒸發(fā)式冷凝器耗水量小,所需空氣量不足風(fēng)冷式1/2,因此特別適合于干燥缺水地區(qū)。
風(fēng)冷式冷水機的冷凝器特點是一空氣為冷卻介質(zhì)、其傳熱系數(shù)低,無需接水管所以不需要冷卻水系統(tǒng)、安裝靈活且造價低。水冷式冷水機的冷凝器特點是傳熱、結(jié)構(gòu)緊湊,適用于各類型冷水機。但需要設(shè)置冷卻水系統(tǒng)安裝散熱水塔水泵和管路,增對大型冷水機使用,產(chǎn)生水垢要定期清洗。
目前常用的是板片式、翅片式和殼管式。蒸發(fā)式冷水機的冷凝器的特點是利用水在管壁外蒸發(fā)吸收熱量的一種冷凝器,相當(dāng)于冷凝器與水冷卻塔的組合。采用這種冷凝器可省去水冷卻塔,但其體積大、傳熱系數(shù)小、且管壁外結(jié)水垢難于清除。
水冷式冷凝器使用的冷卻水中都含有雜質(zhì)和溶解在水里的無機鹽類(如鈣鹽、鎂鹽等),當(dāng)冷卻水和冷凝器表面相接觸而換熱時,水里的雜質(zhì)和鹽類物質(zhì)就會分解,并附若在冷凝器的冷卻水管表面,貓結(jié)成水垢。水垢的熱阻較大,垢層加厚時冷凝器的換熱效率明顯下降。因此,視垢層厚薄定期對水冷式冷凝器進行除垢。