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冷凝器

概述

冷凝器为制冷系统的机件，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。

发电厂要用许多冷凝器使涡轮机排出的蒸气得到冷凝。在冷冻厂中用冷凝器来冷凝氨和氟利昂之类的制冷蒸气。石油化学工业中用冷凝器使烃类及其他化学蒸气冷凝。在蒸馏过程中，把蒸气转变成液态的装置也称为冷凝器。所有的冷凝器都是把气体或蒸气的热量带走而运转的。

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。

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。

应用

            冷凝器应用广泛，主要应用于发电厂、冷冻厂、石油化工业中。其中，在发电厂中，要用冷凝器使涡轮机排出的蒸气得到冷凝；在冷冻厂中用冷凝器来冷凝氨和氟利昂之类的致冷蒸气。石油化工业中用冷凝器使烃类及其他化学蒸气冷凝。

分类

冷凝器按其冷却介质不同，可分为水冷式、空气冷却式、蒸发式三大类。

水冷式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器和套管式冷凝器两种，常见的是壳管式冷凝器。

选型指南

目前冷凝器的选型方法主要有两个：一是依据冷凝器的热负荷进行选择，二是依据制冷系统的制冷量进行选择。目前常用的方法主要是依据冷凝器的热负荷选型，其步骤为：

1、确定系统所需的的总排热量，总排热量为压缩机制冷量与机电耗功之和；

2、确定设计条件、冷凝温度和湿球温度；

3、根据热拍系数图表（又冷凝温度和湿球温度确定）查出负荷修正系数；

4、系统的总排热量乘以排热系数，确定修正后的的排热负数，选择合适的型号。

维护保养

冷凝器使用时间长了，性能就会逐渐下降，其结果会使系统的冷凝压力高于正常运行时的冷凝压力。为了不使冷凝器的性质下降，需要定期对冷凝器进行维护保养。

小型制冷设备中使用的冷凝器有风冷式(如家用空调、冰箱)和水冷式(低温箱)两种。风冷式冷凝器是以空气作为冷却介质的。由于空气中常有灰尘，部分灰尘会粘结在冷凝器翅片的外表面上，时间长了，会使冷凝器的散热效果变差，特别是环境比较恶劣的地方(如厨房的杂质、油烟)。为此，应定期清洗灰尘。方法是：单纯的灰尘可用压缩空气等冲吹干净，也可用吸尘器吸尘。如果污物较多，应采用汽油或无腐蚀作用的清洗剂清洗散热管和翅片，达到改善散热效果的目的。

对水冷式冷凝器，主要是清除水垢的问题。消除周期依水质而论，水质差的(如山水、井水)至少每年清洗一次；水质好的，可2—3年清洗一次。

对于小型制冷设备配用套管式水冷冷凝器，可采用酸洗。卸下冷凝器，放出积水、再向管内注入10％的稀硫酸溶液，直到出水口有溶液流出为止。稀硫酸在冷凝器中停留20一30mim后即可放出，如此反复两三次，最后装上冷却水管与冷凝器的连接管、打开冷却水阀冲洗10-20min，防垢和清洗工作即告结束。

注意事项

1、冷凝器的检修和维修操作前要注意的几点：

冷凝器常见的故障是泄漏。经过一段时间的使用后，会因为高压、振动、锈蚀和冻胀等原因造成裂纹或针形小孔而发生泄漏。对于氟利昂系统可用卤素灯或电子检漏仪进行检漏，也可以用高压氮气对冷凝器进行气密性试验．找出漏点。氨用冷凝器泄漏时冷凝器周围有氨味。用酚酞试纸检测冷却水，遇水变红即证明漏氨，可进行进一步检查。将使用中的冷凝器停水，用酚酞试纸在每根管子内部和焊接处进行查找，也可泄氨后进行空气试压检漏。找出冷凝器的漏点进行补焊。注意维修操作前必须对冷凝器中的制冷剂作妥善处理，接通大气后才能维修。

1)泄漏点在管板处时，可直接用电焊或气焊焊补.

2)若泄漏点在管子中间，则无法焊补，可用圆钢坯加工成锥形钢塞，把管子的两头堵死，待系统大修时重新更换新管。

3)内管子若是紫铜管，通常是用胀接法连接在管板上，更换管道时可将泄漏的管子拆下，把管板孔用砂纸磨光，换上新管，使用专用的滚针式胀管器将紫铜管胀接在管板上。

4)修理后应试压检漏，最好进行气密性试验。氨和R22冷凝器的试验压力为1.8MPa，Rl2冷凝器的试验压力为1.6MPa。

故障排除

1、冷凝器温度过高。冷凝器温度：指制冷剂在冷凝器种的凝结温度排除方法。冷却水量不足，则压缩机排出的高温气体不能有效的降温，是冷凝器的温度升高，应加足量的水量。

2、冷却水温度过高：使压缩机排除的高温气体不能很好的进行热交换，是冷凝器温度升高，因此要对冷却水采用适当的降温措施。制冷系统真空和干燥度低，使冷凝器温度升高。解决办法：应提高系统真空度。

3、冷凝器温度过低系统种制冷剂数量不足，应照说明书加足制冷剂。冷却水温度过低或者水流量过大，应根据冷量和温度差适应调整。

4、冷凝器水垢太多形成冷凝器种的水垢主要原因是冷却水中含有多量的ca,mg,na元素的重碳酸盐，硫酸盐及氧化物，二氧化硅及其他一些杂质。这些物质的存在，使水具有一定的硬度，形成水垢厚，水流阻力增大，热交换导致管壁形成被侵蚀的现象。为了防止这种事故的发生，应采用清洁的水。如果水质不符合要求的应采用化学水处理。如果冷却水是海水的，应在设计种采取措施，防止海水对管道，设备的腐蚀和海洋中水生物植物及管道设备的粘附或阻塞。

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