|
Водяные конденсаторы
предпочтительнее применять, когда в наличии имеется дешевая вода. В них
создается более низкое давление конденсации. Температура воды, особенно
получаемой из подземных источников, обычно более низкая, чем температура
окружающей среды. При использовании градирен конденсаторную воду можно
охладить до температуры, приближающейся к температуре окружающей среды по
влажному термометру. В результате обеспечивается непрерывная рециркуляция
конденсаторной воды и расход ее снижается до минимума.
Водяные конденсаторы компактны. Это обусловлено высокими
теплотехническими характеристиками воды. Существует несколько типов
конструкций водяных конденсаторов ( 92): кожухотрубные, двухтрубные (типа
«труба в трубе»).
Кожухотрубные конденсаторы, иногда называемые
конденсаторами-ресиверами, по внешнему виду напоминают жидкостные ресиверы.
Кожухотрубный конденсатор работает как конденсатор и жидкостный ресивер. Он
сконструирован в виде цилиндрического бака, имеющего патрубки для входа и
выхода хладагента. В баке расположен водяной змеевик, который также имеет
впускной и выпускной патрубки ( 93). Кожух изготовляют из стали. Торцевые
плиты могут быть приварены или закреплены болтами. Закрепление торцевых плит
болтами в многоходовом водяном конденсаторе ( 94) облегчает его очистку.
Водяной змеевик обычно изготовляют из медной трубы. Большинство заводов для
повышения эффективности конденсатора медную трубу оребряют. Охлаждающая вода
проходит через змеевик. Выходной штуцер конденсатора присоединяют к сливному
трубопроводу. Кроме того, отработавшая вода может сливаться в открытый сток.
Для уменьшения количества сливаемой охлаждающей воды ее возвращают в
градирню, а затем в систему ( 95).
Сжатый высокотемпературный хладагент из компрессора через
входной штуцер конденсатора поступает во внутренний кожух, где он
контактирует с холодными стенками водяного змеевика й кожуха. Большая часть
тепла проходит через стенки медного змеевика и уносится циркулирующей водой.
Часть тепла передается через стенки кожуха окружающему воздуху, что тоже
способствует охлаждению хладагента. По мере отвода тепла хладагент
конденсируется и жидкость собирается на дне кожуха. Труба для выпуска
хладагента находится почти у самого дна ресивера, т. е. ее открытый нижний
торец должен быть ниже уровня жидкости в нем. Жидкостная линия, идущая к
испарителю, присоединена к выпускому штуцеру ресиверной части конденсатора.
Кожухотрубные конденсаторы могут быть горизонтальной или
вертикальной конструкции. Наиболее распространенной является горизонтальная
конструкция, так как в современных установках конденсатор монтируют под
компрессором и он занимает свободное место, которое иначе не использовалось
бы вообще. Вертикальный конденсатор монтируют на фундаментной плите, в
результате чего увеличивается площадь пола, необходимая для размещения
компрессорно-конденсаторного агрегата.
Двухтрубные конденсаторы (типа «труба в трубе») часто
используют в холодильных установках с водяным охлаждением. Их изготовляют из
двух медных труб, расположенных одна внутри другой. Например, медная труба с
наружным диаметром 16 мм может быть использована как внешняя труба, а труба с
наружным диаметром 11 мм — как внутренняя ( 96).
С помощью специальных соединений конденсатор может быть
сделан таким образом, чтобы вода циркулировала через внутреннюю трубу, а
поток хладагента проходил в пространстве между трубами. Тепло передается от
сжатого хладагента через тонкие стенки внутренней трубы к охлаждающей воде,
которая отводит тепло. Тепловой поток направлен от сжатого пара к воде.
Однако часть тепла от хладагента отводится в окружающую среду через внешнюю
трубу, в результате чего повышается производительность конденсатора.
Двухтрубные конденсаторы (типа «труба в трубе») имеют вид
змеевика, и поэтому сжатый хладагент поступает сверху и стекает вниз по мере
конденсации так же, как и в воздушном конденсаторе. Охлаждающая вода
поступает снизу и перемещается вверх. Таким образом жидкий хладагент и
холодная вода циркулируют в противоположных направлениях, или противотоком (
97).
Более эффективный способ использования двухтрубного
конденсатора заключается в применении конструкции с противоточным завихрением
( 98), что обеспечивает максимальный коэффициент теплопередачи. Трубная
конструкция имеет очень высокую механическую жесткость. При движении воды
создается достаточное трение ее о стенки трубы и поток турбулизируется. Рассмотренная
конструкция выдерживает очень высокое давление.
Давление городской водопроводной сети используют иногда
для циркуляции воды через конденсатор. В очень больших установках воду
рециркулируют для снижения расходов на нее, в особенности когда она имеет
высокую стоимость или трудно обеспечить неограниченное ее количество. В таких
случаях применяют испарительный конденсатор.
|