Typen und Funktionsprinzip des Kondensators

Der Kondensator ist eines der wichtigsten Wärmeaustauschgeräte in der Kühleinheit.Seine Aufgabe besteht darin, unter hohem Druck überhitzten Kältemitteldampf aus dem Kompressor abzuleiten, durch den Wärme an das Umgebungsmedium abgegeben und abgekühlt, zu einer gesättigten Flüssigkeit oder sogar zu einer unterkühlten Flüssigkeit kondensiert wird.

Je nach dem unterschiedlichen Kühlmedium und der vom Kondensator verwendeten Kühlmethode gibt es drei Arten: wassergekühlt, luftgekühlt und wassergekühlt.

Kondensatorkühlmodus:

Luftgekühlt, wassergekühlt, verdunstungsgekühlt (wassergekühlt)

Je nach Luftströmungsmodus außerhalb des Rohrs im luftgekühlten Kondensator:

Luftgekühlter Kondensator mit natürlicher Konvektion, luftgekühlter Kondensator mit erzwungener Konvektion

Erstens wassergekühlter Kondensator

Dieser Kondensatortyp verwendet Wasser als Kühlmedium, um die beim Kondensieren des Kältemittels freigesetzte Wärme abzuführen.Kühlwasser kann einmal verwendet oder recycelt werden.

Bei der Verwendung von zirkulierendem Wasser müssen Kühltürme oder Kaltbecken so ausgestattet sein, dass eine ständige Kühlung des Wassers gewährleistet ist.Aufgrund seiner unterschiedlichen Struktur werden heute hauptsächlich Rohrbündelwärmetauscher sowie Rohr- und Plattenwärmetauscher verwendet.

Horizontaler Rohrbündelkondensator

1. Rohrbündelkondensator:

In Kühlgeräten werden unterschiedliche Kältemittel verwendet, und auch ihre strukturellen Eigenschaften sind unterschiedlich.Im Allgemeinen eignen sich vertikale Rohrbündelkondensatoren für große Ammoniak-Kühleinheiten, während horizontale Rohrbündelkondensatoren im Allgemeinen in großen und mittleren Ammoniak- oder Freon-Kühleinheiten verwendet werden.Die Rohrplatte und das Wärmeübertragungsrohr werden im Allgemeinen durch eine Expansionsmethode befestigt, um die Reparatur und den Austausch des Wärmeübertragungsrohrs zu erleichtern.

2. Eigenschaften des horizontalen Rohrbündelkondensators:

Hoher Wärmeübergangskoeffizient, geringerer Kühlwasserverbrauch, einfache Bedienung und Verwaltung;Die Anforderungen an die Wasserqualität des Kühlwassers sind jedoch hoch.Diese Art von Gerät wird derzeit häufig in großen und mittleren Kühlaggregaten eingesetzt.

Vertikaler Rohrbündelkondensator

1 – Flüssigkeitsauslassrohr;2 – Manometeranschluss;3 – Ansaugrohr;4 – Wasserverteilungstank;5 – Sicherheitsventilverbindung;6 – Druckausgleichsrohr;7 – leeres Rohr;8 – Schläuche

3. Gehäusekondensator:

Es handelt sich um einen wassergekühlten Kondensator, der aus Rohren unterschiedlichen Durchmessers besteht, die zusammengeschnitten und spiral- oder schlangenförmig gebogen werden.Wie in der Abbildung dargestellt, kondensiert der Kältemitteldampf zwischen den Hülsen und das Kondensat wird von unten abgeführt.Das Kühlwasser fließt von unten nach oben in das Rohr mit kleinem Durchmesser und bildet mit dem Kältemittel einen Gegenstrom, sodass der Wärmeübertragungseffekt besser ist.

Röhrenkondensator

4. Plattenkondensator:

Der Plattenkondensator besteht aus einer Reihe gewellter Edelstahlplatten, die auf beiden Seiten der Wärmeübertragungsplatte einen Kanal für kalte und heiße Flüssigkeiten bilden und im Strömungsprozess die Wärmeübertragung durch die Plattenwand durchführen.

Die Dicke der Wärmeübertragungsplatte beträgt etwa 0,5 mm und der Plattenabstand beträgt im Allgemeinen 2 bis 5 mm.

Plattenwärmetauscher zeichnen sich durch ein kleines Volumen, ein geringes Gewicht, eine hohe Wärmeübertragungseffizienz, einen geringeren Kältemittelbedarf und eine hohe Zuverlässigkeit aus und wurden in den letzten Jahren weit verbreitet eingesetzt.Das Innenvolumen ist jedoch gering, das kondensierte flüssige Kältemittel sollte rechtzeitig entfernt werden, die Anforderungen an die Kühlwasserqualität sind hoch, es ist schwer zu reinigen und interne Leckagen sind nicht einfach zu reparieren.

Das Kühlwasser bewegt sich auf und ab, der Kältemitteldampf tritt von oben ein und das flüssige Kältemittel strömt von unten aus.

Zwei, Luftkühlungskondensator

Der Kondensator nutzt Luft als Kühlmedium.Das Kältemittel kondensiert im Rohr und die Luft strömt außerhalb des Rohrs, um die vom Kältemitteldampf im Rohr abgegebene Wärme aufzunehmen.Aufgrund des niedrigen Wärmeübergangskoeffizienten von Luft werden Rippen häufig außerhalb des Rohrs (Luftseite) angebracht, um die Wärmeübertragung außerhalb des Rohrs zu verbessern.Es gibt zwei Arten von freiem Luftstrom und erzwungenem Luftstrom.

1. Luftkühlkondensator mit freier Luftströmung:

Der Kondensator nutzt die außerhalb des Rohrs strömende Luft, um die vom Kältemittel abgegebene Wärme zu absorbieren.Die Dichteänderung bewirkt eine freie Luftströmung und entzieht dem Kältemitteldampf ständig Kondensationswärme.Es benötigt keinen Ventilator, ist geräuschlos und wird eher in kleinen Kühleinheiten verwendet.Wie im Bild unten gezeigt:

Luftgekühlter Kondensator mit erzwungener Luftströmung: Wie in der Abbildung unten dargestellt, besteht er aus einem oder mehreren Sätzen gewundener Rohre mit Rippen.Der Kältemitteldampf tritt vom oberen Kollektor in das Schlangenrohr ein, und die äußere Rippe des Rohrs dient zur Verstärkung der luftseitigen Wärmeübertragung und zum Ausgleich des niedrigen Wärmeübertragungskoeffizienten der Luftoberfläche.

Strukturell gilt: Je mehr Rohrreihen entlang der Luftströmungsrichtung vorhanden sind, desto geringer ist die Wärmeübertragung der hinteren Reihe, so dass die Wärmeübertragungskapazität nicht vollständig ausgenutzt werden kann.Um die Ausnutzung der Wärmeaustauschfläche zu verbessern, ist es besser, 4-6 Rohrreihen zu wählen.

2. Vergleich zwischen luftgekühltem Kondensator und wassergekühltem Kondensator:

(1) An Orten, an denen ausreichend Kühlwasser vorhanden ist, sind die Anfangsinvestition und die Betriebskosten wassergekühlter Geräte niedriger als die luftgekühlter Geräte.

(2) Aufgrund der hohen Außenlufttemperatur im Sommer kann die Kondensationstemperatur im Allgemeinen 50 °C erreichen℃.Um die gleiche Kühlleistung zu erreichen, muss die Leistung des Kältekompressors luftgekühlter Geräte um etwa 15 % erhöht werden;

(3) Das Kühlanlagensystem mit luftgekühltem Kondensator ist einfach und kann den Wassermangel lindern.

Drei, Verdunstungskondensator

1. Verdunstungskondensator:

Mit Wasser und Luft als Kühlmedium.Es nutzt die Wasserverdampfung, um Wärme zu absorbieren und den Kältemitteldampf im Rohr zu kondensieren.Wasser wird von der Pumpe angehoben und dann von der Düse auf die Außenfläche des Wärmeübertragungsrohrs gesprüht, um einen Wasserfilm zu bilden.Ein Teil des Wassers, das Wärme aufnimmt, verdampft zu Wasserdampf und wird dann von der in den Kondensator eintretenden Luft abgeführt.

Wassertröpfchen, die nicht verdunsten, fallen in ein darunter liegendes Becken.Oberhalb des Kastenkörpers ist ein Wasserleitblech angeordnet.Wird verwendet, um zu verhindern, dass Wassertröpfchen in die Luft entweichen.Das Strukturprinzip des Verdunstungskondensators ist in der Abbildung dargestellt.

2. Eigenschaften des Verdunstungskondensators:

(1) Durch die Nutzung der Wasserverdampfung zur Abführung der Kondensationswärme wird lediglich das verbrauchte Kühlwasser durch die verlorene Wassernachfüllung ersetzt, der Kühlwasserverbrauch ist gering.

(2) Die Feuchtkugeltemperatur der Einlassluft des Verdunstungskondensators hat einen großen Einfluss auf den Wärmeaustausch.Bei gleicher Kondensationstemperatur und gleichem Luftvolumen ist die Verdunstung des Kühlwassers umso größer und der Kondensationseffekt umso besser, je kleiner die Einlass-Feuchtkugeltemperatur ist.

(3) Der Verdunstungskondensator hat einen geringen Wasserverbrauch und die benötigte Luft beträgt weniger als die Hälfte des luftgekühlten Typs, sodass er besonders für trockene Gebiete mit Wassermangel geeignet ist.