康帅知识库 | 制冷机组中冷凝器的工作原理及作用

2023-12-19 15:31


在制冷系统中,蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀是制冷系统中必不可少的四大件,这当中蒸发器是输送冷量的设备。制冷剂在其中吸收被冷却物体的热量,从而实现制冷。压缩机是心脏,起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。

       冷凝器是放出热量的设备,将蒸发器中吸收的热量连同压缩机所转化的热量一起传递给冷却介质带走。节流阀对制冷剂起节流降压作用,同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的量,并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。今天我们来详细了解下冷凝器的工作原理及其作用。




冷凝器是什么

        冷凝器(Condenser)作为制冷系统中的机件,属于换热器的一种,能把气体或蒸气转变成液体,将管子中的热量,以很快的方式,传到管子附近的空气中。冷凝器工作过程是个放热的过程,所以冷凝器温度都是较高的。例如,发电厂要用许多冷凝器使涡轮机排出的蒸气得到冷凝。

       在制冷系统中,用冷凝器来冷凝工质的制冷蒸气。所有的冷凝器都是为了把气体或蒸气的热量带走而运转工作的。

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冷凝器工作原理

        气体通过一根长长的管子(通常盘成螺线管),让热量散失到四周的空气中,铜之类的金属导热性能强,常用于输送蒸气。为提高冷凝器的效率,经常在管道上附加热传导性能优异的散热片,加大散热面积,以加速散热,并通过风机加快空气对流,把热量带走。


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       一般制冷机的制冷原理是压缩机把工质由低温低压气体压缩成高温高压气体,再经过冷凝器冷凝成中温高压的液体,经节流阀节流后,则成为低温低压的液体。低温低压的液态工质送入蒸发器,在蒸发器中吸热蒸发而成为低温低压的蒸汽,再次输送进压缩机,从而完成制冷循环。

       单级蒸汽压缩制冷系统,是由制冷压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器四个基本部件组成,它们之间用管道依次连接,形成一个密闭的系统,制冷剂在系统中不断地循环流动,发生状态变化,与外界进行热量交换。


冷凝器的必要性

        冷凝器的必要性基于热力学第二定律,封闭系统内部热能自发的流动方向是单向的,即只能从高热流向低热,在微观世界表现为承载热能的微观粒子只能由有序变成无序。所以,一个热机在有能量输入做功的同时,下游也必须有能量放出,这样上下游才会有热能差距,热能的流动才会成为可能,循环才会继续下去。


冷凝器选型

       冷凝器的选择包括形式和型号的选择,并确定流经冷凝器的冷却水或空气的流量和阻力。冷凝器型式的选择要考虑当地的水源、水温、气候条件,以及制冷系统总制冷量的大小和制冷机房的布置要求。在确定冷凝器型式的前提下,根据冷凝负荷和冷凝器单位面积的热负荷来计算冷凝器的传热面积,以此来选定具体的冷凝器的型号。

       风冷冷凝器由于适用环境广被大量使用,现在常规的风冷冷凝器选型标准以风扇的传热面积为主,那么,风冷冷凝器选型是否依据传热面积?

答:传热面积=翅片长*宽*2*片数, 传热面积不等于换热量

Qk(换热量)=K(传热系数)*A(传热面积)*△tm(对数平均温差)

(对数平均温差由冷凝温度与环境温度换算得到)


风冷冷凝器选型注意事项

  • 根据合理区间换热量选型
    换热量=压缩机制冷量+输入功率

  • 冷凝温度不大于50℃,过冷度不小于3K

  • 翅片间距不小于2.1mm

  • 片形建议为平片
    叉排管排数不大于4排,迎风面参考风速:3m/s

  • 冷凝压力不建议低于10Bar,尽量减小冷凝压力波动


风冷涡旋冷凝机组

       康帅自主研发、制造的全系列风冷涡旋冷凝机组,直接利用自然界的冷却介质——空气,不需要额外的水或其他液体作为介质,可以在较小的空间内达到较高的冷却效果,能很好满足中小型冷库的制冷需求综合优势显著。

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     风冷式冷凝机组通常采用外置冷凝器的形式,将内部的热量通过风力传送到冷凝器外面,使得室内空气通过风冷式冷却器散热后排出室外,从而达到冷却的目的。

其优势还包括:

环境适应性好

       由于风冷机组的冷却方式靠的是空气,对于那些长年水源紧张的地区就十分适用,而且运行时间越长越有利。并且,无论是南方的湿热还是北方的干燥寒冷,风冷式冷凝机组都能良好地适应,稳定地运行。


自动化节流调节

       风冷式冷凝机组中的节流阀,又是流量的调节阀,在制冷设备中安装在蒸发器和干燥过滤器之间。它不仅能够调节液体压力,还可以通过感温包感受蒸发出口处热度的变化,从而便于控制阀的开度,调节进入蒸发器的制冷剂流量。感温包是包扎在蒸发器的出口处,用来感受蒸发器出口的温度,并把这种温度信号转换成压力信息,传给阀体,从而起到调节流量的作用。


安装方便

       风冷机组无需安装冷水系统,因此构造简单,施工安装都很方便快捷。安装的位置也可以在任意的院子、阳台、屋顶,只要是露天位置都可以安置。


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维护和操作简易

       风冷式冷凝机组在维护上面,不需要像水冷式制冷机组那样,需要经常进行内部保养。风冷式机组维护的组件位于设备的两侧,检查维修比较方便,易于清洁。日常的操作简易,可以实现智能操控,可以自我检测诊断,界面简单易懂,操作方便。


节能环保,性价比高

       风冷式冷凝机组也是一种节能环保的选择,不但安装施工成本低,且使用效率高,可帮助用户有效控制成本。


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