冷凝器主要有三種:風冷式、水冷式、蒸發式。
(1)風冷式冷凝器(圖5-1)通過風機把空氣吹在冷凝器盤管翅片上,把制冷劑氣體的凝結熱排到大氣中。這種冷凝器的最新發展,是在冷凝器盤管翅片的旁邊加裝用于噴水的水管。在制冷系統夏季氣溫高導致冷凝壓力過高的情況下,水管噴嘴便會向冷凝器盤管翅片噴水。換熱盤管的濕潤增加了冷凝器的換熱效率,同時水汽燕發把盤管內的制冷劑熱量帶走,從而使冷凝壓力明顯降低。
(2)水冷式冷凝器制冷劑在殼內管外冷凝,而水經過換熱管的內部帶走熱量。冷凝器的冷卻水通過冷凝器被加熱,這些溫度升高的水在冷卻塔冷卻,再循環使用。由于這種冷凝器循環水量很大(增加了水泵功耗),容易結垢,而冷卻塔通常會增加水泵的揚程(相比蒸發式冷凝器),因此這種形式的冷凝器巳經開始退出使用。
(3)蒸發式冷凝器(圖5.2)蒸發式冷凝器是靠水蒸發帶走熱量。噴淋下來的水一部分蒸發帶走熱量,未蒸發的水,被冷凝器中流動的空氣冷卻。因此,蒸發式冷凝器同時起到冷卻塔的功能。制冷劑在管內凝結,空氣流過時這些管向空氣噴灑水。部分水在空氣中的蒸發是熱量排向大氣中的主要過程。
蒸發式冷凝器在工業制冷中的應用很廣泛,因為它提供了相對較低的冷凝溫度,使運行能耗降低。更重要的是壓縮機排出溫度可控制在中等溫度以下,對氨制冷系統的應用特別有利。維護要求一般不太高。另一方面,蒸發式冷凝器的循環水量大約僅為水冷式的10%,水泵的能耗可以明顯減少。
參考文獻曾經把蒸發式冷凝器,與殼管式冷凝器和冷卻塔相結合的冷卻系統進行對比。結果顯示用相同工況下蒸發式冷凝器實現冷凝溫度35℃,而水冷式冷凝器冷凝溫度是40.6℃,即采用蒸發式冷凝器冷凝溫度降低了5.6%,蒸發式冷凝器的性能優越性在于避免中間介質(冷卻塔水)傳熱過程。使用冷卻塔時出水的溫度是28.9℃,而進水的溫度只能接近環境濕球溫度,即進水溫度35. 8℃(圖5-3a與圖5-3b),蒸發式冷凝器的傳熱效果可以使冷凝溫度更接近空氣的濕球溫度。從資金成本來說,蒸發式冷凝器的成本可能小于水冷式冷凝器、冷卻塔的造價總和。