Theo môi trường làm mát khác nhau, thiết bị ngưng tụ có thể được chia thành bốn loại: thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước, bay hơi, làm mát bằng không khí và phun nước.
(1) Bình ngưng làm mát bằng nước
Bình ngưng làm mát bằng nước sử dụng nước làm môi trường làm mát và nhiệt độ tăng của nước sẽ lấy đi nhiệt ngưng tụ. Nước làm mát thường được tái chế nhưng hệ thống cần được trang bị tháp giải nhiệt hoặc bể làm mát. Theo các loại cấu trúc khác nhau, thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước có thể được chia thành loại vỏ và ống thẳng đứng, loại vỏ và ống ngang theo các loại cấu trúc khác nhau, nó có thể được chia thành loại vỏ và ống dọc, loại vỏ và ống ngang và sớm. Bình ngưng loại vỏ và ống phổ biến là.
1, bình ngưng vỏ và ống thẳng đứng
Thiết bị ngưng tụ vỏ và ống dọc, còn được gọi là thiết bị ngưng tụ dọc, là thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước được sử dụng rộng rãi trong hệ thống làm lạnh amoniac hiện nay. Thiết bị ngưng tụ thẳng đứng chủ yếu bao gồm vỏ (thùng), tấm ống và bó ống.
Hơi chất làm lạnh đi vào khe hở giữa bó ống từ đầu vào hơi ở 2/3 chiều cao của thùng, nước làm mát trong ống và hơi chất làm lạnh nhiệt độ cao bên ngoài ống trao đổi nhiệt qua thành ống, do đó hơi môi chất lạnh được ngưng tụ thành chất lỏng và chảy dần xuống đáy bình ngưng và vào bình chứa chất lỏng qua ống thoát. Sau khi hấp thụ nhiệt, nước được xả vào bể bê tông phía dưới, sau đó máy bơm được đưa đến tháp nước giải nhiệt sau khi làm mát và tái chế.
Để đảm bảo nước làm mát có thể được phân bổ đều đến từng cổng ống, bể phân phối ở phía trên bình ngưng được cung cấp một tấm nước đồng nhất và mỗi cổng ống ở phần trên của bó ống được trang bị một bộ làm lệch hướng. có rãnh nghiêng làm cho nước làm mát chảy dọc theo thành trong của ống bằng lớp màng nước, vừa nâng cao hiệu quả truyền nhiệt vừa tiết kiệm nước. Ngoài ra, vỏ bình ngưng đứng còn được trang bị ống cân bằng áp suất, đồng hồ đo áp suất, van an toàn và ống xả khí và các mối nối ống khác để kết nối với đường ống và thiết bị tương ứng.
Các tính năng chính của bình ngưng dọc là:
1. Do tốc độ dòng làm mát lớn và tốc độ cao nên hệ số truyền nhiệt cao.
2. Lắp đặt theo chiều dọc có diện tích nhỏ và có thể lắp đặt ngoài trời.
3. Nước làm mát chảy qua và tốc độ dòng chảy lớn nên chất lượng nước không cao, nguồn nước chung có thể được sử dụng làm nước làm mát.
4. Dễ dàng loại bỏ cặn trong đường ống và không cần phải dừng hệ thống làm lạnh.
5. Tuy nhiên, do nhiệt độ tăng của nước làm mát trong thiết bị ngưng tụ thẳng đứng thường chỉ từ 2 đến 4 độ C nên chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit thường khoảng 5 đến 6 độ C nên lượng nước tiêu thụ lớn. Và do thiết bị được đặt trong không khí nên đường ống rất dễ bị ăn mòn, khi rò rỉ cũng dễ bị phát hiện hơn.
2, bình ngưng vỏ và ống ngang
Bình ngưng ngang và bình ngưng đứng có cấu trúc vỏ tương tự nhau, nhưng nhìn chung có nhiều điểm khác biệt, điểm khác biệt chính là vị trí đặt vỏ nằm ngang và dòng nước đa kênh. Các ống bên ngoài của cả hai đầu của bình ngưng nằm ngang được đóng lại bằng nắp cuối và nắp cuối được đúc bằng gân phân phối nước được thiết kế để phối hợp với nhau và toàn bộ bó được chia thành nhiều nhóm ống. Do đó, nước làm mát đi vào từ phần dưới của nắp cuối, chảy qua từng nhóm ống theo thứ tự và cuối cùng chảy từ phần trên của cùng nắp cuối trong 4 đến 10 chuyến khứ hồi. Bằng cách này, tốc độ dòng nước làm mát trong ống có thể tăng lên, từ đó cải thiện hệ số truyền nhiệt và hơi môi chất lạnh ở nhiệt độ cao có thể đi vào bó ống từ ống dẫn vào của phần trên của vỏ để thực hiện trao đổi nhiệt vừa đủ với nước làm mát trong ống.
Chất lỏng ngưng tụ chảy từ ống thoát phía dưới vào bể chứa. Nắp đầu kia của bình ngưng cũng được trang bị cố định van xả khí và van xả nước. Van xả ở phần trên được mở khi bình ngưng hoạt động để xả khí trong ống nước làm mát và làm cho nước làm mát chảy thuận lợi, nhớ đừng nhầm lẫn với van thông hơi để tránh tai nạn. Van xả nước xả nước chứa trong ống nước làm mát khi bình ngưng ngừng hoạt động để tránh hiện tượng đóng băng và nứt bình ngưng do nước đóng băng vào mùa đông. Vỏ của bình ngưng ngang còn được cung cấp một số khớp nối ống kết nối với các thiết bị khác trong hệ thống như ống nạp khí, ống thoát chất lỏng, ống cân bằng áp suất, ống xả khí, van an toàn, khớp nối đồng hồ đo áp suất và ống xả.
Bình ngưng ngang không chỉ được sử dụng rộng rãi trong hệ thống làm lạnh amoniac mà còn trong hệ thống làm lạnh freon, nhưng cấu trúc của chúng hơi khác nhau. Ống làm mát của bình ngưng ngang amoniac sử dụng ống thép liền mạch nhẵn, trong khi ống làm mát của bình ngưng ngang Freon thường sử dụng ống đồng có gân thấp. Điều này là do hệ số giải phóng nhiệt thấp của freon. Điều đáng chú ý là một số thiết bị làm lạnh freon thường không có xi lanh chứa chất lỏng, chỉ có một số hàng ống ở dưới cùng của thiết bị ngưng tụ được sử dụng làm xi lanh chứa chất lỏng.
Bình ngưng ngang và dọc, ngoài vị trí đặt và phân bố nước khác nhau, độ tăng nhiệt độ và lượng nước tiêu thụ cũng khác nhau. Nước làm mát của dàn ngưng đứng là trọng lực lớn nhất chảy xuống thành trong của ống và chỉ có thể là một hành trình duy nhất nên để đạt được hệ số truyền nhiệt K đủ lớn thì phải sử dụng một lượng nước lớn. . Thiết bị ngưng tụ ngang sử dụng máy bơm để đưa áp suất nước làm mát đến ống làm mát, do đó nó có thể được chế tạo thành thiết bị ngưng tụ nhiều kỳ và nước làm mát có thể có tốc độ dòng chảy và mức tăng nhiệt độ đủ lớn (Δt=4 ~ 6 độ). Do đó, bình ngưng ngang có thể thu được giá trị K đủ lớn với một lượng nhỏ nước làm mát.
Tuy nhiên, nếu tốc độ dòng chảy tăng quá mức, giá trị hệ số truyền nhiệt K không tăng nhiều và mức tiêu thụ điện năng của bơm làm mát tăng lên đáng kể, do đó tốc độ dòng nước làm mát của bình ngưng ngang amoniac thường khoảng 1m/s. và tốc độ dòng nước làm mát của thiết bị ngưng tụ ngang freon chủ yếu là 1,5 ~ 2m/s. Thiết bị ngưng tụ ngang có hệ số truyền nhiệt cao, tiêu thụ nước làm mát nhỏ, cấu trúc nhỏ gọn và vận hành và quản lý thuận tiện. Tuy nhiên, chất lượng nước làm mát đòi hỏi phải tốt, cặn không thuận tiện để làm sạch và không dễ phát hiện khi rò rỉ.
Hơi của chất làm lạnh đi vào khoang giữa ống trong và ống ngoài từ trên xuống, ngưng tụ ở bề mặt ngoài của ống trong và chất lỏng lần lượt chảy xuống đáy ống ngoài và chảy vào bể chứa từ đầu dưới. Nước làm mát đi vào từ phần dưới của bình ngưng và lần lượt chảy ra từ phần trên qua từng hàng ống bên trong, ở chế độ ngược dòng với chất làm lạnh.
Ưu điểm của bình ngưng này là cấu trúc đơn giản, dễ chế tạo, do ngưng tụ ống đơn nên hướng dòng trung bình ngược nhau nên hiệu quả truyền nhiệt tốt, khi tốc độ dòng nước 1 ~ 2m/s, nhiệt hệ số truyền tải có thể đạt tới 800kcal/(m2h độ). Nhược điểm của nó là tiêu thụ kim loại lớn và khi số lượng ống dọc lớn, ống dưới chứa nhiều chất lỏng hơn, do đó diện tích truyền nhiệt không thể được sử dụng hết. Ngoài ra, độ nén kém, việc vệ sinh khó khăn và cần số lượng lớn các khuỷu nối. Vì vậy, bình ngưng này hiếm khi được sử dụng trong các thiết bị làm lạnh amoniac.
(2) bình ngưng bay hơi
Quá trình truyền nhiệt của thiết bị ngưng tụ bay hơi chủ yếu được thực hiện bằng sự bay hơi của nước làm mát trong không khí để hấp thụ nhiệt ẩn của quá trình khí hóa. Theo chế độ luồng không khí có thể được chia thành loại hút và loại áp suất. Ở loại bình ngưng này, hiệu ứng làm mát do sự bay hơi của chất làm lạnh trong hệ thống lạnh khác được sử dụng để làm mát hơi chất làm lạnh ở phía bên kia của vách ngăn truyền nhiệt, khiến hơi chất làm lạnh ngưng tụ và hóa lỏng. Thiết bị ngưng tụ bay hơi bao gồm nhóm ống làm mát, thiết bị cấp nước, quạt, vách ngăn nước và hộp... Nhóm ống làm mát là nhóm cuộn dây ngoằn ngoèo làm bằng ống thép liền mạch được uốn cong và lắp đặt trong hộp hình chữ nhật làm bằng thép tấm mỏng.
Hai bên hoặc mặt trên của hộp được trang bị quạt, mặt dưới của hộp còn được dùng làm bể tuần hoàn nước làm mát. Khi thiết bị ngưng tụ bay hơi hoạt động, hơi môi chất lạnh đi vào nhóm ống ngoằn ngoèo từ phần trên, ngưng tụ và giải phóng nhiệt trong ống và chảy vào bể chứa từ ống thoát phía dưới. Nước làm mát được bơm nước tuần hoàn đưa đến vòi phun nước, phun từ bề mặt nhóm ống lái phía trên của nhóm cuộn dây ngoằn ngoèo và bay hơi qua thành ống để hấp thụ nhiệt ngưng tụ trong ống. Một chiếc quạt nằm ở bên cạnh hoặc trên cùng của hộp sẽ buộc không khí đi qua cuộn dây từ dưới lên trên, thúc đẩy quá trình bay hơi của nước và cuốn đi lượng nước bay hơi.
Trong số đó, quạt được lắp ở mặt trên của hộp, nhóm ống ngoằn ngoèo nằm ở phía hút của quạt gọi là bình ngưng bay hơi hút, còn quạt lắp ở hai bên hộp, nhóm ống ngoằn ngoèo là nằm ở phía đầu ra không khí của quạt được gọi là thiết bị ngưng tụ bay hơi cấp áp suất, không khí hút có thể đi qua nhóm ống ngoằn ngoèo đều nên hiệu quả truyền nhiệt tốt, nhưng quạt hoạt động trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao, dễ bị sự thất bại. Mặc dù không khí đi qua nhóm ống ngoằn ngoèo không đồng đều nhưng điều kiện làm việc của động cơ quạt vẫn tốt.
Tính năng ngưng tụ bay hơi:
1. So với bình ngưng làm mát bằng nước với nguồn cấp nước trực tiếp, nó tiết kiệm được khoảng 95% nước. Tuy nhiên, so với sự kết hợp giữa bình ngưng giải nhiệt bằng nước và tháp giải nhiệt thì lượng nước tiêu thụ là tương đương nhau.
2, so với hệ thống kết hợp bình ngưng làm mát bằng nước và tháp giải nhiệt, nhiệt độ ngưng tụ của cả hai là tương tự nhau, nhưng thiết bị ngưng tụ bay hơi có cấu trúc nhỏ gọn. So với bình ngưng làm mát bằng không khí hoặc làm mát bằng nước với nguồn cấp nước trực tiếp, kích thước của nó tương đối lớn.
3, so với bình ngưng làm mát bằng không khí, nhiệt độ ngưng tụ của nó thấp. Đặc biệt ở những vùng khô hạn. Khi chạy quanh năm, nó có thể hoạt động bằng cách làm mát không khí vào mùa đông. Nhiệt độ ngưng tụ cao hơn nhiệt độ của bình ngưng làm mát bằng nước với nguồn cấp nước trực tiếp.
4, cuộn dây ngưng tụ dễ bị ăn mòn, dễ đóng cặn bên ngoài đường ống và khó bảo trì.
Tóm lại, ưu điểm chính của thiết bị ngưng tụ bay hơi là tiêu thụ nước nhỏ, nhưng nhiệt độ nước tuần hoàn cao, áp suất ngưng tụ lớn, quy mô làm sạch khó khăn và chất lượng nước nghiêm ngặt. Đặc biệt thích hợp với những khu vực khô hạn thiếu nước nên lắp đặt ở những nơi có không khí lưu thông thoáng, hoặc lắp đặt trên mái nhà, không lắp đặt trong nhà.
(3) Bình ngưng làm mát bằng không khí
Bình ngưng làm mát bằng không khí sử dụng không khí làm môi trường làm mát và sự tăng nhiệt độ của không khí sẽ lấy đi nhiệt ngưng tụ. Bình ngưng này phù hợp với tình trạng thiếu nước trầm trọng hoặc không có nguồn cung cấp nước, thường thấy trong các thiết bị làm lạnh freon nhỏ. Trong loại bình ngưng này, nhiệt thoát ra từ chất làm lạnh sẽ được không khí mang đi. Không khí có thể được đối lưu tự nhiên hoặc có thể được sử dụng bởi quạt. Loại bình ngưng này được sử dụng trong các thiết bị làm lạnh freon ở những nơi cấp nước bất tiện hoặc khó khăn.
(4) Bình ngưng vòi hoa sen
Nó chủ yếu bao gồm cuộn trao đổi nhiệt và bể chứa nước tắm. Hơi môi chất lạnh đi vào từ đầu vào phía dưới của cuộn trao đổi nhiệt, trong khi nước làm mát chảy từ khe hở của bể tắm lên đỉnh cuộn trao đổi nhiệt và chảy xuống dưới dạng màng. Nước hấp thụ nhiệt ngưng tụ, và trong trường hợp không khí đối lưu tự nhiên, nhiệt ngưng tụ bị lấy đi do nước bay hơi. Sau khi được làm nóng, nước làm mát chảy vào bể bơi, sau đó được tháp giải nhiệt làm mát tái chế hoặc một phần nước được xả ra và một phần nước ngọt được thêm vào bể tắm. Chất làm lạnh dạng lỏng ngưng tụ chảy vào bể chứa. Thiết bị ngưng tụ nước nhỏ giọt là sự tăng nhiệt độ của nước và sự bay hơi của nước trong không khí để lấy đi nhiệt ngưng tụ. Bình ngưng này chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống làm lạnh amoniac cỡ lớn và vừa. Nó có thể được lắp đặt ngoài trời hoặc dưới tháp giải nhiệt, nhưng cần tránh ánh nắng trực tiếp. Những ưu điểm chính của bình ngưng vòi hoa sen là:
1. Cấu trúc đơn giản và sản xuất thuận tiện.
2, rò rỉ amoniac rất dễ tìm, dễ bảo trì.
3, dễ dàng để làm sạch.
4, yêu cầu chất lượng nước thấp.
Những nhược điểm là:
1. Hệ số truyền nhiệt thấp
2, tiêu thụ kim loại cao
3, bao phủ một khu vực rộng lớn