蒸汽压缩式制冷循环四大部件之二 冷凝器

气态制冷剂从冷凝器外壳的中部进入管束外部空 为了使气体易于与管束各根管的外壁接触， 间，为了使气体易于与管束各根管的外壁接触，管 束中可留气道。冷凝后的液体沿管束外壁流下， 束中可留气道。冷凝后的液体沿管束外壁流下，积 于冷凝器的底部，从出液管流出。此外， 于冷凝器的底部，从出液管流出。此外，冷凝器外 壳上还设有液位指示器以及放空气阀、安全阀、 壳上还设有液位指示器以及放空气阀、安全阀、平 衡管和放油阀等管接头。 衡管和放油阀等管接头。 立式壳管冷凝器，由于气态制冷剂从中部进入， 立式壳管冷凝器，由于气态制冷剂从中部进入， 其方向垂直于管束，能很好地冲刷钢管外表面， 其方向垂直于管束，能很好地冲刷钢管外表面，使 之不致于形成较厚的液膜，故传热系数较高。 之不致于形成较厚的液膜，故传热系数较高。
水冷
风冷
水-空气冷却
空气调节用制冷常用冷凝器
水冷式
立式：用水量多， 立式：用水量多，水质可差 卧式：水质要好， 壳管式 卧式：水质要好，水温低 套管式： 套管式：小型水冷系统 淋水式：用水少，水质可差， 淋水式：用水少，水质可差，空气干燥 自然对流式
类型 风冷式
强制对流式 空气式——蒸发式：用水少，空气干燥 蒸发式： 水-空气式 蒸发式 用水少，
图示为卧式壳管冷凝器。 图示为卧式壳管冷凝器。
放气管 安全阀接头
放空气管
进气管
均压管
无缝钢管 压力表接头 冷却水 出口
冷却水 入口
泄水管 出液管
放油管
卧式壳管式冷凝器 优点：传热系数较高，耗水量较少， 优点：传热系数较高，耗水量较少，占用空间高度 较小，结构紧凑，操作管理方便。 较小，结构紧凑，操作管理方便。 缺点：要求冷却水的水质要好、水温较低， 缺点：要求冷却水的水质要好、水温较低，清洗水 垢时不太方便，需要停止冷凝器的工作。 垢时不太方便，需要停止冷凝器的工作。 适用范围：目前除了大、 适用范围：目前除了大、中、小型氨制冷装置 使用外，佛利昂制冷系统也多采用这种冷凝器。 使用外，佛利昂制冷系统也多采用这种冷凝器。特 别是压缩式冷凝机组中使用最为广泛。 别是压缩式冷凝机组中使用最为广泛。
2．立式壳管式冷凝器
立式管壳式冷凝器的外壳是有钢板卷焊成的圆 筒上下两端各焊一块钢板， 筒，筒上下两端各焊一块钢板，管间焊接或胀接有 许多根φ38mm×3mm或φ57mm×3.5mm无缝钢管。 无缝钢管。 许多根 × 或 × 无缝钢管 如下图所示。 如下图所示。
安全阀接管 无缝钢管
均压管即平衡管 混合气体管 放油阀
3．套管式冷凝器 单机制冷量小于25KW 单机制冷量小于25KW 的氟利昂制冷机组中， 的氟利昂制冷机组中，目 前多采用套管式冷凝器。 前多采用套管式冷凝器。 例如柜式空调机、 例如柜式空调机、恒温恒 湿机组等，其构造见右图。 湿机组等，其构造见右图。
冷却水在内管中流动，流向为下进上出， 冷却水在内管中流动，流向为下进上出，高压 气态佛利昂则由上部进入外套管内， 气态佛利昂则由上部进入外套管内，冷凝后的液体 从下部流出。 从下部流出。这种冷凝器比较理想地进行逆流式换 传热效果好。此外， 热，传热效果好。此外，套管式冷凝器还可以套放 在全封闭制冷压缩机的周围， 在全封闭制冷压缩机的周围，节省制冷机组的占地 面积。 面积。
(一)壳管冷凝器 壳管冷凝器分卧式 立式两大类 卧式和 两大类。 壳管冷凝器分卧式和立式两大类。 1．卧式壳管冷凝器 卧室壳管冷凝器是水平方向装设的，筒体两端 卧室壳管冷凝器是水平方向装设的， 焊有钢板，板上焊接或胀接若干根传热管， 焊有钢板，板上焊接或胀接若干根传热管，该管采 用的是φ25mm 2.2mm或φ38mm×3mm的无缝钢管 φ25mm× 的无缝钢管。 用的是φ25mm×2.2mm或φ38mm×3mm的无缝钢管。 此外，筒体上也设有进气管、出液管、 此外，筒体上也设有进气管、出液管、平衡管和安 全阀等。 全阀等。高温高压的气体制冷剂由上部进入管束外 部空间，冷凝后的液体由下部排出。 部空间，冷凝后的液体由下部排出。 卧式壳管冷凝器筒体两端管板的外面用带有隔板的
压力表
胀接是指根据金属具有塑性变形的特点， 胀接是指根据金属具有塑性变形的特点，用胀管 是指根据金属具有塑性变形的特点 器将管子胀牢固定在管板上的连接方法。 器将管子胀牢固定在管板上的连接方法。多用于管束 与锅筒的连接。工作过程是：将胀管器插入管子头， 与锅筒的连接。工作过程是：将胀管器插入管子头， 使管子头发生塑性变形，直至完全贴合在管板上， 使管子头发生塑性变形，直至完全贴合在管板上，并 使管板孔壁周围已发生变形，然后拔出胀管器。 使管板孔壁周围已发生变形，然后拔出胀管器。由于 管子发生的是塑性变形， 管子发生的是塑性变形，而管板仍然处在弹性变形状 扩大后的管径不能缩小， 态，扩大后的管径不能缩小，而管板孔壁则要弹性恢 复而使孔经变小（复原）， ），这样就使管子与管板紧紧 复而使孔经变小（复原），这样就使管子与管板紧紧 地连接在一起了。 地连接在一起了。利用管端与管板孔沟槽间的变形来 达到紧固和密封的连接方法。 达到紧固和密封的连接方法。用外力使管子端部发生 塑性变形，将管子与管板连接在一起，又叫胀管。 塑性变形，将管子与管板连接在一起，又叫胀管。目 多采用胀管器胀接。 前，多采用胀构造如图所示。
冷却水自上通入管内， 冷却水自上通入管内，吸热后排 入下部水池。 入下部水池。为使冷却水能够均 匀地分配给各根钢管， 匀地分配给各根钢管，冷凝器顶 部装有配水箱，箱内设有均水板。 部装有配水箱，箱内设有均水板。 每根钢管顶端装有一个带斜槽的 导流管嘴，如图所示。 导流管嘴，如图所示。冷却水通 过斜槽沿切线方向流入管中， 过斜槽沿切线方向流入管中，并 以螺旋线状沿管内壁向下流动， 以螺旋线状沿管内壁向下流动， 这样， 这样，在钢管内壁能够很好的形 成一层氺膜， 成一层氺膜，不但可以提高冷凝 器的；冷却效果， 器的；冷却效果，还可节省冷却 水量。 水量。
三、蒸发式冷凝器 蒸发式冷凝器的传热部分采用光滑管簇组成的蛇 形管组，管组装在由型钢和钢板焊制的立式箱体内。 形管组，管组装在由型钢和钢板焊制的立式箱体内。 制冷剂蒸汽经气体集管分配给每一根蛇形管；冷凝液 制冷剂蒸汽经气体集管分配给每一根蛇形管； 体经液体集管流入储液器中。另外用浮球阀控制水位。 体经液体集管流入储液器中。另外用浮球阀控制水位。 冷却水通过循环水泵送至冷凝管组上方， 冷却水通过循环水泵送至冷凝管组上方，经喷嘴或重 力配水机构喷淋到蛇形管组上面， 力配水机构喷淋到蛇形管组上面，沿冷凝器管的外表 面呈膜状下流，最后集会到水池或水箱中，不断循环。 面呈膜状下流，最后集会到水池或水箱中，不断循环。 冷却水流经冷凝器管组时主要靠水的蒸发使管内制冷 剂蒸汽冷却冷凝。与此同时， 剂蒸汽冷却冷凝。与此同时，用风机使空气由下而上 地在水膜外表面吹过， 地在水膜外表面吹过，空气的主要作用是将水膜表面
风冷式冷凝器
汽车空调冷凝器
丝管式冷凝器
翅片式冷凝器
风冷式冷凝器
（三）空气与水联合冷却式冷凝器 常见的空气与水联合冷却式冷凝器有淋激式冷凝器 和蒸发式冷凝器等。 和蒸发式冷凝器等。 1.淋激式冷凝器 淋激式冷凝器 其又称为大气式冷凝器，它主要用于大、 其又称为大气式冷凝器，它主要用于大、中型氨制 冷系统中。 冷系统中。
错列排列。气态制冷剂从上部进入肋管内， 错列排列。气态制冷剂从上部进入肋管内，冷凝液从 下部流出。空冷式冷凝器与水冷式冷凝器相比较， 下部流出。空冷式冷凝器与水冷式冷凝器相比较，在 冷却水充足的地方， 冷却水充足的地方，水冷式设备的初次投资和以后的 运行费用都小于空冷设备。当采用空冷式冷凝器时， 运行费用都小于空冷设备。当采用空冷式冷凝器时， 由于夏季室外温度较高（约30～35℃），冷凝温度比 由于夏季室外温度较高（ 30～35℃），冷凝温度比 较高，一般可达50 左右，为了获得同样的制冷量， 较高，一般可达50 ℃左右，为了获得同样的制冷量， 制冷压缩机的容量需要大20% 20%， 制冷压缩机的容量需要大20%，同时系统运行费用也 较高。因此，空冷式冷凝器多用于小型制冷机组。 较高。因此，空冷式冷凝器多用于小型制冷机组。对 于移动式制冷机组以及缺水地区的中型佛利昂制冷系 也有采用空冷式冷凝器的。 统，也有采用空冷式冷凝器的。
套管式冷凝器特点： 套管式冷凝器特点： 优点:结构紧凑、制造简单、价格便宜、 优点:结构紧凑、制造简单、价格便宜、冷凝液 体再冷度较大、冷却水耗量较少。 体再冷度较大、冷却水耗量较少。 缺点：两侧流体的流动阻力均较大， 缺点：两侧流体的流动阻力均较大，且清除水 垢较困难。 垢较困难。 适用范围：目前多用于单机制冷量小于25kW的小型 适用范围：目前多用于单机制冷量小于25kW的小型 25kW 氟利昂制冷机组中。 氟利昂制冷机组中。
封盖封闭之，从而把全部管束分成几个管组（ 封盖封闭之，从而把全部管束分成几个管组（也称几 个通程），冷却水从一端封盖的下部进入后， ），冷却水从一端封盖的下部进入后 个通程），冷却水从一端封盖的下部进入后，将顺序 通过每个管组，最后从同一端封盖上部流出。这样， 通过每个管组，最后从同一端封盖上部流出。这样， 可以提高管内冷却水的流动速度， 可以提高管内冷却水的流动速度，增加冷却水侧的吸 热系数；同时，由于冷却水的行程较长， 热系数；同时，由于冷却水的行程较长，冷却水进出 口的温差也可有较大提高，因此， 口的温差也可有较大提高，因此，可使冷却水的用量 较少。 较少。 氨卧式壳管冷凝器的管束采用光滑钢管。 氨卧式壳管冷凝器的管束采用光滑钢管。而佛里 昂卧式壳管冷凝器的管束多采用轧有低肋的铜管， 昂卧式壳管冷凝器的管束多采用轧有低肋的铜管，采 用肋片的作用就是增大传热面积。 用肋片的作用就是增大传热面积。
(二)空气冷式冷凝器 空气冷式冷凝器又称风冷式冷凝器， 空气冷式冷凝器又称风冷式冷凝器， 空气冷式 冷凝器完全不需要冷却水， 冷凝器完全不需要冷却水，而是利用空气使气态制冷 剂冷凝。 剂冷凝。制冷剂在风冷式冷凝器中的传热过程和水冷 式冷凝器相似，分为降低过热、冷凝和再冷三个阶段。 式冷凝器相似，分为降低过热、冷凝和再冷三个阶段。 根据空气流动发生的原因不同， 根据空气流动发生的原因不同，空冷式冷凝器有自然 对流式和强迫对流式之分。 对流式和强迫对流式之分。强迫对流就是借助轴流风 机或离心风机使空气以2 3m/s的速度流动 的速度流动。 机或离心风机使空气以2～3m/s的速度流动。 空气冷却式冷凝器一般采用的是直径较小的铜管 φ10mm×0.7mm～ φ16mm×1mm）弯制成蛇形盘管， （φ10mm×0.7mm～ φ16mm×1mm）弯制成蛇形盘管， 或在铜管两端焊制半圆形弯头， 或在铜管两端焊制半圆形弯头，蛇形盘管常采用