Конденсатор служит для переноса тепловой энергии от хладагента в окружающую среду.
Наиболее распространены конденсаторы с воздушным охлаждением. Конденсатор с воздушным охлаждением состоит из вентилятора с электродвигателем и теплообменника, по трубкам которого протекает хладагент, а вентилятор обдувает трубки потоком воздуха. Обычно скорость потока составляет 1...3,5 м/с. Чаще всего теплообменник состоит из оребренных медных трубок диаметром 6...20 мм с расстоянием между ребрами 1...3 мм. Оребрение обычно выполняется из алюминия. Выбор диаметра трубок зависит от многих факторов: нормируемых потерь давления, легкости обработки материала и т.д.
Применяют два типа соединения трубок с ребрами:
с помощью отверстий в ребрах, куда непосредственно вставляют трубки теплообменника. Этот способ прост, но уменьшает теплопередачу из-за неплотности контакта;
с помощью воротничков (буртиков) в местах подсоединения трубок теплообменника. Этот способ дороже и сложнее, зато обеспечивает увеличение поверхности теплообмена.
Дополнительно теплоотдачу хладагента повышают путем рифления внутренней поверхности трубок теплообменника.
Обычно в конденсаторе имеется от одного до четырех рядов трубок, расположенных по направлению потока хладагента. Часто трубки располагают в шахматном порядке для повышения эффективности теплопередачи.
Интенсивность теплообмена неодинакова на протяжении движения хладагента по трубкам. Горячий хладагент поступает в теплообменник сверху и перемещается вниз. На начальном этапе происходит охлаждение горячего пара хладагента, так называемый процесс "сбив перегрева". На этом участке температура поверхности довольно быстро снижается. Далее, на основном участке теплообменника хладагент конденсируется при постоянной температуре.
Остальная часть теплообменника служит для понижения температуры жидкого хладагента, где происходит так называемый процесс переохлаждения.
Температура конденсации хладагента выше температуры окружающего воздуха на 10...20 °С. Температура выходящего из теплообменника нагретого воздуха на 3...5 °С ниже температуры конденсации.
Существует три типа конструкции конденсаторов с водяным охлаждением.
Кожухотрубный конденсатор, выполненный в виде стального цилиндра, на обоих концах которого установлены стальные решетки, к ним крепятся головки с патрубками для подключения к системе водяного охлаждения. В эти решетки запрессованы медные трубки, по которым протекает вода. Снаружи они оребрены для повышения теплообмена. В верхнюю часть стального кожуха поступает горячий пар хладагента из компрессора. Он омывает трубки с холодной водой и заполняет пространство между кожухом и трубками. В нижней части располагается патрубок отвода жидкого хладагента. Холодная вода поступает по трубкам снизу и выходит сверху. Пар хладагента охлаждается при контакте с холодной водой, конденсируется и скапливается на дне кожуха.
Конденсатор типа "труба в трубе" - система из двух спиральных трубок, одна расположена внутри другой. По одной из трубок (внешней или внутренней) перемещается хладагент, а по другой - вода. Внутренняя трубка делается из меди, а внешняя - из меди или стали.
Поверхности трубок могут иметь оребрение, которое повышает эффективность теплообмена. Жидкости движутся встречными потоками, при этом вода поступает снизу и вытекает сверху, а хладагент - наоборот.
Недостаток конденсаторов этого типа состоит в том, что его конструкция неразъемная и возможна только химическая очистка трубок.
Пластинчатые конденсаторы состоят из рядов стальных пластин, расположенных "елочкой". Внутри теплообменника хладагент и вода движутся навстречу друг другу по независимым контурам циркуляции.
Преимущества этого типа конденсаторов состоят в очень высокой эффективности теплообмена, компактности и небольшой массе, небольших перепадах температур между хладагентом и охлаждающей водой. Эти качества обусловили их широкое применение в торговых холодильных машинах. Максимально допустимое давление в рабочем режиме со стороны контура хладагента составляет 2,45 МПа, а со стороны водяного контура - 1 МПа.
Конденсаторы воздушного охлаждения могут поставляться как с однофазными двигателями и вентиляторами, так и с трехфазными двигателями и вентиляторами.
