Водяні конденсатори кожухотрубні і двотрубні
Водяні конденсатори краще застосовувати, коли в наявності є дешева вода. У них створюється більш низький тиск конденсації. Температура води, особливо одержуваної з підземних джерел, зазвичай нижча, ніж температура навколишнього середовища. При використанні градирень конденсаторну воду можна охолодити до температури, яка наближається до температури навколишнього середовища по вологому термометру. В результаті забезпечується безперервна рециркуляція конденсаторної води і витрата її знижується до мінімуму.
Водяні конденсатори компактні. Це обумовлено високими теплотехнічними характеристиками води. Існує кілька типів конструкцій водяних конденсаторів (92): кожухотрубні, двотрубні (типу «труба в трубі»).
Кожухотрубні конденсатори. іноді звані конденсаторами-ресиверами, за зовнішнім виглядом нагадують рідинні ресивери. Кожухотрубний конденсатор працює як конденсатор і рідинний ресивер. Він сконструйований у вигляді циліндричного бака, що має патрубки для входу і виходу холодоагенту. У баку розташований водяний змійовик, який також має впускний і випускний патрубки (93). Кожух виготовляють зі сталі. Торцеві плити можуть бути приварені або закріплені болтами. Закріплення торцевих плит болтами в багатоходових водяному конденсаторі (94) полегшує його очищення. Водяний змійовик зазвичай виготовляють з мідної труби. Більшість заводів для підвищення ефективності конденсатора мідну трубу оребряют. Охолоджуюча вода проходить через змійовик. Вихідний штуцер конденсатора приєднують до зливного трубопроводу. Крім того, така, що відпрацювала вода може зливатися у відкритий стік. Для зменшення кількості зливається охолоджуючої води її повертають в градирню, а потім в систему (95).
Стиснутий високотемпературний холодоагент з компресора через вхідний штуцер конденсатора надходить у внутрішній кожух, де він контактує з холодними стінками водяного змійовика й кожуха. Велика частина тепла проходить через стінки мідного змійовика і несеться циркулюючої водою. Частина тепла передається через стінки кожуха навколишньому повітрю, що теж сприяє охолодженню холодоагенту. У міру відведення тепла холодоагент конденсується і рідина збирається на дні кожуха. Труба для випуску холодоагенту знаходиться майже біля самого дна ресивера, т. Е. Її відкритий нижній торець повинен бути нижче рівня рідини в ньому. Рідинна лінія, що йде до випарника, приєднана до випуску штуцера ресиверної частини конденсатора.
Кожухотрубні конденсатори можуть бути горизонтальної або вертикальної конструкції. Найбільш поширеною є горизонтальна конструкція, так як в сучасних установках конденсатор монтують під компресором і він займає вільне місце, яке інакше не використовувалося б взагалі. Вертикальний конденсатор монтують на фундаментної плити, в результаті чого збільшується площа статі, необхідна для розміщення компресорно-конденсаторного агрегату.
Двотрубні конденсатори (типу «труба в трубі») часто використовують в холодильних установках з водяним охолодженням. Їх виготовляють з двох мідних труб, розташованих одна всередині іншої. Наприклад, мідна труба із зовнішнім діаметром 16 мм може бути використана як зовнішня труба, а труба із зовнішнім діаметром 11 мм - як внутрішня (96).
За допомогою спеціальних з'єднань конденсатор може бути зроблений таким чином, щоб вода циркулювала через внутрішню трубу, а потік холодоагенту проходив в просторі між трубами. Тепло передається від стисненого холодоагенту через тонкі стінки внутрішньої труби до охолоджувальної воді, яка відводить тепло. Тепловий потік спрямований від стисненого пара до води. Однак частина тепла від холодоагенту відводиться в навколишнє середовище через зовнішню трубу, в результаті чого підвищується продуктивність конденсатора.
Двотрубні конденсатори (типу «труба в трубі») мають вигляд змійовика, і тому стислий холодоагент надходить зверху і стікає вниз по мірі конденсації так само, як і в повітряному конденсаторі. Охолоджуюча вода надходить знизу і переміщується вгору. Таким чином рідкий холодоагент і холодна вода циркулюють в протилежних напрямках, або противотоком (97).
Більш ефективний спосіб використання двотрубного конденсатора полягає в застосуванні конструкції з протитечійним завихренням (98), що забезпечує максимальний коефіцієнт теплопередачі. Трубна конструкція має дуже високу механічну жорсткість. При русі води створюється достатня тертя її об стінки труби і потік турбулізуючими. Розглянута конструкція витримує дуже високий тиск.
Тиск міської водопровідної мережі використовують іноді для циркуляції води через конденсатор. У дуже великих установках воду рециркулируют для зниження витрат на неї, особливо коли вона має високу вартість або важко забезпечити необмежену її кількість. У таких випадках застосовують випарний конденсатор.