Tipos y características de condensadores
(1) Condensador enfriado por agua
El condensador enfriado por agua utiliza agua como medio de enfriamiento y el aumento de temperatura del agua elimina el calor de condensación. En términos generales, el agua de refrigeración se recicla, pero se requiere una torre o piscina de refrigeración en el sistema. Los condensadores enfriados por agua se pueden dividir en condensadores verticales de carcasa y tubos y condensadores horizontales de carcasa y tubos enfriados por agua según sus diferentes tipos estructurales. También se pueden dividir en condensadores verticales de carcasa y tubos y condensadores horizontales de carcasa. Condensadores de tubo y y condensadores de manga. El más común es el condensador de carcasa y tubo.
1. Condensador de carcasa y tubos verticales
El condensador de carcasa y tubos verticales, también conocido como condensador vertical, es un tipo enfriado por agua ampliamente utilizado en sistemas de refrigeración de amoníaco. El condensador vertical se compone principalmente de una carcasa (cilindro), una placa de tubos y un haz de tubos.
El vapor de refrigerante ingresa al espacio entre los haces de tubos desde la entrada de vapor a 2/3 de la altura del cilindro. El agua de refrigeración en el tubo y el vapor de refrigerante de alta temperatura fuera del tubo salen. El intercambio de calor a través de la pared del tubo hace que el vapor refrigerante se condense en líquido, fluya gradualmente hacia el fondo del condensador y fluya hacia el depósito de líquido a través del tubo de salida de líquido. El agua absorbida se descarga en la piscina de hormigón inferior, se enfría y se bombea a la torre de enfriamiento para su reciclaje.
Para distribuir el agua de refrigeración uniformemente a cada boquilla, se instala una placa de distribución de agua en el tanque de distribución de agua en la parte superior del condensador, y se instala una placa guía con un conducto en cada boquilla en la parte superior del haz de tubos, para que el agua de refrigeración pueda fluir. La capa de agua fina fluye hacia abajo a lo largo de la pared interior del tubo, lo que no solo mejora el efecto de transferencia de calor sino que también ahorra agua. Además, la carcasa del condensador vertical también está equipada con un tubo de compensación de presión, un manómetro, una válvula de seguridad y un tubo de escape para facilitar la conexión con las tuberías y equipos correspondientes.
Las características principales del condensador vertical son:
1 Debido al gran flujo de enfriamiento, alto caudal y alto coeficiente de transferencia de calor.
2. La instalación vertical ocupa un área pequeña y se puede instalar en exteriores.
3. El agua de refrigeración fluye directamente y tiene un gran caudal, por lo que los requisitos de calidad del agua no son altos. Se pueden utilizar fuentes de agua generales como agua de refrigeración.
4. La incrustación en la tubería es fácil de eliminar sin detener el sistema de refrigeración.
5. Sin embargo, dado que el aumento de temperatura del agua de refrigeración del condensador vertical es generalmente de solo 2 ~ 4 ℃, la diferencia de temperatura promedio logarítmica es generalmente de alrededor de 5 ~ 6 ℃ y el consumo de agua es grande. . Y debido a que el equipo se coloca en el aire, las tuberías se corroen fácilmente y la tasa de fuga se descubre fácilmente.
2. Condensador de carcasa y tubos horizontales
Los condensadores horizontales y los condensadores verticales tienen estructuras de carcasa similares, pero en general existen muchas diferencias, la principal diferencia radica en la colocación horizontal de la carcasa. y el flujo de agua multicanal. Las superficies exteriores de las placas de tubos en ambos extremos del condensador horizontal están cerradas con tapas de extremo. Las tapas de extremo están moldeadas con nervaduras divisorias de agua diseñadas que cooperan entre sí para dividir todo el haz de tubos en varios grupos de tubos. Por lo tanto, el agua de refrigeración entra desde la parte inferior de una tapa de extremo, fluye a través de cada grupo de tubos por turno y finalmente sale desde la parte superior de la misma tapa de extremo, con 4-10 viajes de ida y vuelta. Esto no sólo puede aumentar el caudal del agua de refrigeración en el tubo, mejorando así el coeficiente de transferencia de calor, sino que también permite que el vapor de refrigerante de alta temperatura entre en el haz de tubos desde el tubo de entrada de aire en la parte superior de la carcasa y intercambia completamente calor con el agua de refrigeración en el tubo.
El líquido condensado fluye hacia el barril de almacenamiento de líquido desde el tubo de salida inferior. En el otro extremo de la tapa del condensador también hay una válvula de drenaje y un grifo de drenaje. La válvula de escape está en la parte superior y se abre cuando el condensador se pone en funcionamiento para descargar el aire en la tubería de agua de refrigeración y hacer que el agua de refrigeración fluya suavemente. Recuerda no confundirla con la válvula de escape para evitar accidentes. Cuando el condensador esté fuera de servicio, drene el agua del grifo para evitar que se congele y se agriete el condensador debido a la congelación del agua en invierno. La carcasa del condensador horizontal también está equipada con múltiples juntas de tubería conectadas a otros equipos del sistema, como entrada de aire, salida de líquido, tubería de compensación de presión, tubería de escape, válvula de seguridad, junta de manómetro y tubería de drenaje de aceite.
Los condensadores horizontales se utilizan ampliamente no solo en sistemas de refrigeración de amoníaco, sino también en sistemas de refrigeración de freón, pero sus estructuras son ligeramente diferentes. Los tubos de enfriamiento de los condensadores horizontales de amoníaco están hechos de tubos de acero lisos sin costura, mientras que los tubos de enfriamiento de los condensadores horizontales de freón generalmente están hechos de tubos de cobre con nervaduras bajas. Esto se debe al bajo coeficiente de liberación de calor del freón. Vale la pena señalar que algunas unidades de refrigeración de freón generalmente no tienen un cilindro de almacenamiento de líquido y solo tienen unas pocas filas de tubos en la parte inferior del condensador. El condensador también se utiliza como cilindro de almacenamiento de líquido.
Además de diferentes ubicaciones de instalación y métodos de distribución de agua, los condensadores horizontales y verticales también tienen diferentes aumentos de temperatura y consumo de agua. El agua de refrigeración del condensador vertical fluye hacia abajo a lo largo de la pared interior del tubo por gravedad. Solo puede ser de un solo recorrido, por lo que se debe utilizar una gran cantidad de agua para obtener un coeficiente de transferencia de calor k lo suficientemente grande. El agua de refrigeración ingresa al tubo de refrigeración bajo presión. Por lo tanto, se puede convertir en un condensador de múltiples tiempos, y el agua de refrigeración puede obtener un caudal y un aumento de temperatura suficientes (? t = 4 ~ 6 ℃). Puede obtener un valor K suficientemente grande con una pequeña cantidad de agua de refrigeración.
Pero si el caudal aumenta demasiado, el coeficiente de transferencia de calor k no aumentará demasiado, pero el consumo de energía de la bomba de agua de refrigeración aumentará significativamente. Por lo tanto, el caudal de agua de refrigeración de un condensador horizontal de amoníaco es generalmente de aproximadamente 1 m/s, y el caudal de agua de refrigeración de un condensador horizontal de freón es principalmente de 1,5 ~ 2 m/s. El condensador horizontal tiene un alto coeficiente de transferencia de calor y un pequeño. Consumo de agua de refrigeración, estructura compacta, operación y gestión convenientes. Sin embargo, se requiere que la calidad del agua de refrigeración sea buena, la limpieza de incrustaciones es inconveniente y las fugas no son fáciles de encontrar.
El vapor del refrigerante ingresa a la cavidad entre el tubo interior y el tubo exterior desde arriba, se condensa en la superficie exterior del tubo interior y el líquido fluye hacia abajo en la parte inferior del tubo exterior y fluye hacia el Almacenamiento de líquidos desde el extremo inferior. El agua de refrigeración entra por la parte inferior del condensador y sale por la parte superior a través de cada fila de tubos interiores en contracorriente con el refrigerante.
La ventaja de este tipo de condensador es que tiene una estructura simple y es fácil de fabricar. Dado que es una condensación de un solo tubo, la dirección del flujo del medio es opuesta y el efecto de transferencia de calor es bueno. Cuando la velocidad del flujo de agua es de 1 ~ 2 m/s, el coeficiente de transferencia de calor puede alcanzar 800 kcal/(m2h℃). La desventaja es que el consumo de metal es grande y cuando hay muchos tubos longitudinales, los tubos inferiores se llenan con más líquido y el área de transferencia de calor no se puede utilizar por completo. Además, la densidad es pobre, la limpieza es difícil y se requiere una gran cantidad de codos de conexión. Por lo tanto, este tipo de condensador rara vez se utiliza en equipos de refrigeración de amoníaco.
(2) Condensador evaporativo
El intercambio de calor del condensador evaporativo se lleva a cabo principalmente absorbiendo el calor latente de vaporización a través de la evaporación del agua de refrigeración en el aire. Según el modo de flujo de aire, se puede dividir en tipo de succión y tipo de presión. En este tipo de condensador, el vapor de refrigerante que se encuentra al otro lado del tabique de transferencia de calor se enfría por el efecto frío que produce la evaporación del refrigerante en otro sistema de refrigeración, el cual se condensa y licua. El condensador evaporativo consta de un grupo de tuberías de refrigeración, equipo de suministro de agua, ventilador, deflector de agua y caja. El conjunto de tubos de enfriamiento es un conjunto de tubos en espiral serpenteantes hechos de tubos de acero sin costura, instalados en una caja rectangular hecha de finas placas de acero.
Los ventiladores se instalan en ambos lados o en la parte superior de la caja, y la parte inferior de la caja también sirve como piscina de circulación de agua de refrigeración. Cuando el condensador evaporativo está funcionando, el vapor del refrigerante ingresa al grupo de tubos serpentinos desde la parte superior, se condensa y libera calor en el tubo y fluye hacia el depósito de líquido desde el tubo de salida de líquido inferior. El agua de refrigeración se envía al rociador mediante la bomba de circulación de agua, se rocía desde la superficie del grupo de tubos del volante directamente encima de la unidad de serpentín, absorbe el calor de condensación en el tubo a través de la pared del tubo y se evapora. Los ventiladores instalados en el costado o en la parte superior de la caja obligan al aire a pasar por el serpentín de abajo hacia arriba, promoviendo la evaporación del agua y eliminando la humedad evaporada.
Cuando el ventilador está instalado en la parte superior de la caja y el grupo de tubos serpentinos está ubicado en el lado de succión del ventilador, se llama condensador evaporativo de succión. Los ventiladores están instalados en ambos lados del ventilador. La caja y el grupo de tubos serpentinos están ubicados en el lado de salida del ventilador, se llama condensador evaporativo de alimentación a presión. El aire inhalado puede pasar a través del grupo de tubos serpentinos de manera uniforme, por lo que el efecto de transferencia de calor es bueno, pero el ventilador es propenso a fallar cuando funciona en condiciones de alta temperatura y alta humedad. Aunque el aire que pasa a través de la chimenea serpentina es desigual, el motor del ventilador funciona bien.
Características del condensador evaporativo:
1. En comparación con el condensador enfriado por agua con suministro de agua CC, ahorra alrededor del 95% de agua. Pero en comparación con una combinación de condensador enfriado por agua y torre de enfriamiento, el consumo de agua es aproximadamente el mismo.
2. En comparación con el sistema combinado de condensador enfriado por agua y torre de enfriamiento, las temperaturas de condensación de los dos sistemas son similares, pero el condensador evaporativo es más compacto. En comparación con el condensador enfriado por aire o el condensador enfriado por agua con suministro de agua CC, su tamaño es relativamente grande.
3. En comparación con el condensador enfriado por aire, su temperatura de condensación es menor. Especialmente en zonas áridas. Cuando funciona todo el año, puede enfriarse con el viento en invierno. En comparación con el condensador enfriado por agua con suministro de agua CC, su temperatura de condensación es mayor.
4. El serpentín del condensador se corroe fácilmente y se incrusta fuera del tubo, lo que dificulta el mantenimiento.
En términos generales, la principal ventaja del condensador evaporativo es que consume menos agua, pero la temperatura del agua circulante es alta, la presión de condensación es alta, las incrustaciones son difíciles de limpiar y los requisitos de calidad del agua. son estrictos. Especialmente indicado para zonas secas y con escasez de agua, debe instalarse en un lugar al aire libre con buena circulación de aire, o en el tejado, y no debe instalarse en interiores.
(3) Condensador enfriado por aire
El condensador enfriado por aire utiliza aire como medio de enfriamiento y el aumento de temperatura del aire elimina el calor de condensación. Este tipo de condensador es adecuado para situaciones en las que hay escasez extrema de agua o falta de suministro de agua y, a menudo, se utiliza en pequeñas unidades de refrigeración de freón. En este tipo de condensador, el aire elimina el calor liberado por el refrigerante. El aire puede ser convección natural o movimiento forzado mediante un ventilador. Este tipo de condensador se utiliza en equipos de refrigeración de freón donde el suministro de agua es inconveniente o difícil.
(4) Condensador de pulverización
Se compone principalmente de un serpentín de intercambio de calor y un tanque de pulverización. El vapor de refrigerante ingresa desde la entrada de vapor en la parte inferior del serpentín de intercambio de calor, y el agua de enfriamiento fluye desde el espacio en el tanque de ducha hasta la parte superior del serpentín de intercambio de calor, fluyendo hacia abajo en forma de película, permitiendo que el agua absorba. el calor de condensación y, bajo la convección natural del aire, porque la evaporación del agua elimina parte del calor de condensación. El agua de refrigeración calentada fluye hacia la piscina y la torre de enfriamiento la enfría y recicla, o parte del agua se descarga y parte del agua dulce se agrega a la piscina de ducha. El refrigerante líquido condensado fluye hacia el receptor. En un condensador por aspersión de agua, la temperatura del agua aumenta y la humedad del aire se evapora y elimina el calor de condensación. Este tipo de condensador se utiliza principalmente en sistemas de refrigeración de amoníaco de tamaño grande y mediano. Puede instalarse al aire libre o debajo de una torre de enfriamiento, pero debe protegerse de la luz solar directa. Las principales ventajas del condensador de pulverización de agua son las siguientes:
1. Estructura simple y fácil fabricación.
2. Las fugas de amoníaco son fáciles de detectar y reparar.
3. Fácil de limpiar.
4. Bajos requisitos de calidad del agua.
Las desventajas son:
1. Bajo coeficiente de transferencia de calor
2. Alto consumo de metal
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