Воздушные конденсаторы — виды и принцип работы

Зачем нужен конденсатор

Выносной конденсатор воздушного охлаждения – оборудование, которое связано с чиллерами, холодильными установками. Это система конденсации, которая находится не внутри холодильной системы, а отдельно. Вынесенное в отдельный блок устройство можно установить в любом удобном месте на улице. Установка отлично подходит для крыш, также конденсаторы ставят рядом с объектом. Сюда поступает хладагент для охлаждения.

Типы конденсаторов

Выносные воздушные конденсаторы бывают разными. Их разделяют на категории по ряду критериев:

• уровню шума;
• используемому хладагенту;
• производительности установки;
• типу используемых вентиляторов (центробежные, осевые);
• количеству вентиляторов в установке;
• по расположению теплообменника и направлению нагнетания, всасывания воздуха.

По расположению теплообменников устройства бывают четырех типов: горизонтальными, вертикальными, V-образными, комбинированными.

От конструкции зависит нагнетание и всасывание воздуха в системе. Установки бывают классическими (стандартными) по уровню шума, а также малошумными. Последнее поколение выносных воздушных конденсаторов включает также сверхмалошумные модели.

Принцип работы системы

Выносные конденсаторы воздушного охлаждения работают по стандартному принципу. Когда хладагент нагревается, он поступает в теплообменник конденсатора. В этот момент фреон находится в парообразном состоянии. От горячего хладагента теплообменник нагревается, его охлаждают вентиляторы. Фреон конденсируется и охлаждается, в жидком состоянии он возвращается в чиллер.

Объем воздуха, который нужен для охлаждения фреона, зависит от ситуации. Именно поэтому работу оборудования можно регулировать. Вентиляторы выносного воздушного конденсатора настраивают на определенную скорость работы.

Разумеется, у устройства есть предел производительности. Поэтому при покупке такого оборудования надо учитывать потребности объекта в охлаждении. Если приобрести устройство недостаточно мощное, то оно не будет справляться с нагрузкой.

Стадии работы конденсаторов

Выносной конденсатор воздушного охлаждения имеет две рабочие фазы:

1. Испарение. Жидкий фреон постепенно испаряется, отдавая холод. Запуск термодинамического процесса сопровождается также нагревом хладагента. Температура воды в теплообменнике падает.
2. Конденсация. Фреон постепенно нагревается, поэтому он поступает к конденсатору, где происходит смена его агрегатного состояния на жидкое. Это сопровождается выделением тепла – медные трубки нагреваются. Зато хладагент снова охлаждается.

Процесс естественный и простой, он наблюдается в холодильных и климатических системах бытового, коммерческого и промышленного типов.

Классификация и основные характеристики конденсаторов

Воздушные конденсаторы малых холодильных машинах можно клас­сифицировать следующим образом.

По способу циркуляции охлаждающего воздуха различают конден­саторы с естественной циркуляцией (свободное движение) и с прину­дительным движением воздуха.

По условиям движения хладагента в секциях аппарата конденсаторы разделяются на следующие типы: с последовательным, параллельным и последовательно-параллельным движением.

По месту установки конденсаторы классифицируют на встроенные (установленные непосредственно на раме агрегата рядом с компрессо­ром) и выносные (установленные отдельно от компрессора, обычно снаружи здания, сбоку или на крыше машинного отделения).

По виду выполнения теплопередающих поверхностей конденсато­ры могут быть гладкотрубные, ребристо-трубные, листотрубные и па­нельные.

Аппараты с естественной циркуляцией (конвекцией) воздуха ис­пользуют преимущественно в бытовых холодильниках. Такой аппарат имеет односекционную конструкцию с последовательным движением хладагента. Наибольшее распространение имеют два типа конструкции: листотрубная (представляющая собой плоский змеевик из круглой труб­ки, обычно диаметром 6 мм, плотно прижатый к металлическому листу, имеющему просечки различного вида) и ребристо-трубная (представля­ющая собой плоский трубчатый змеевик, аналогичный предыдущей конструкции, но имеющий снаружи оребрение, выполненное из отрезков толстой проволоки диаметром 1,5-2 мм, приваренной к трубкам по вы­соте всего змеевика).

В отдельных случаях конденсатор бытового холодильника может иметь панельную конструкцию, где, как и в испарителе, хладагент про­ходит по каналам внутри двухслойного листа.

Аппараты с принудительным движением воздуха выполняют преиму­щественно ребристо-трубными путем насадки на гладкие трубы плас­тинчатых ребер. Последние могут иметь различную форму (подробно этот вопрос будет рассмотрен ниже). Такие аппараты называют также пластинчато-ребристыми. Широкое распространение такие аппараты получили вследствие сравнительно низкой трудоемкости их изготов­ления.

Оребрение может выполняться также путем навивки на трубу ленты или выдавливанием ребер непосредственно из материала трубы. Иногда оребрение делают не только снаружи, но и внутри путем использования различных вставок-насадок на стороне хладагента. Как будет показано ниже, такие аппараты (имеющие двустороннее оребрение) обладают вы­сокой теплопередающей способностью, но из-за технологических слож­ностей изготовления еще не нашли широкого применения в отечествен­ной и мировой практике.

Воздушный конденсатор малой холодильной машины является од­ним из конструктивных узлов (элементов) холодильного агрегата, поэтому его характеристики и пути их совершенствования тесно свя­заны с развитием и совершенствованием других элементов: компрес­сора, ресивера, рамы и др.

В целях определения основных современных тенденций конструирования и оценки возможности прогнозирования характеристик малых холодильных агре­гатов  авторами проведен анализ характеристик агрегатов, выпускаемых де­сятью ведущими фирмами в девяти промышленно-развитых странах мира. Рас­смотрены средне- и низкотемпературные агрегаты холодопроизводительностъю от 200 до 6000 Вт. Анализировались следующие их основные характеристики: хо­лодильный коэффициент е; удельная материалоемкость М; удельный занимае­мый объем V; корректированный уровень звуковой мощности U.

Конденсаторы воздушного типа

Купить в Москве конденсатор холодильника или выносной конденсатор воздушного охлаждения можно на нашем сайте. Здесь представлены самые популярные модели с разными характеристиками. В нашем интернет-магазине самые выгодные цены на холодильные конденсаторы воздушного охлаждения с разными техническими характеристиками.

Предназначение устройств

Конденсаторы воздушного охлаждения предназначены для холодильных установок разного типа или систем кондиционирования. Их устанавливают после компрессора. Для эффективной работы данный элемент нуждается в постоянном охлаждении.

Чиллер с воздушным охлаждением конденсатора применяют для систем кондиционирования бытового и промышленного типа. Это установка отводит тепло благодаря наличию вентилятора.

Назначение оборудования

Конденсатор – это теплообменник, который в зависимости от своей конструкции может передавать тепловую энергию определенному веществу. Часто такими веществами являются воздух или вода. Основная сфера наличия такого теплообменника – холодильное оборудование. Использование движения холодильного агента для передачи тепловой энергии окружающей среде позволяет повысить производительность всего оборудования более чем на 30%.

Всего существует 2 типа таких теплообменников – воздушные конденсаторы с воздушным или водяным охлаждением. Наиболее распространены машины первого типа. Их использование эффективно в холодильных машинах малой и средней мощности. Вторые же системы также эффективны, но их использование может иметь недостаток. Из-за высокого показателя жесткости воды на внутренних стенках теплообменника может образовываться осадок, который негативно влияет на теплопередачу.

Применение

Во всех электронных и радиотехнических устройствах, кроме микросхем и транзисторов используются конденсаторы. В разных схемах конденсаторов присутствует разное количество. Нет таких схем, где бы они не использовались. Они выполняют различные задачи: являются емкостями в фильтрах, служат передающим элементом для сигнала каскадов усиления, входят в состав частотных фильтров, для выдержки временного диапазона, для подбора частоты колебаний в генерирующих устройствах.

Конструкция и принцип действия

Устройство конденсатора заключается в двух обкладках с диэлектриком между ними. На всех схемах они так и отображаются.

S – площадь поверхности обкладок в м2, d – расстояние от обкладок, м, С – емкость, Ф, е – проницаемость диэлектрика. Все показатели выражены в системе СИ. Формула подходит плоскому конденсатору, помещают две пластины из металла с выводами, диэлектрик не нужен, так как им будет являться воздух.

Это показывает: емкость плоского конденсатора прямо зависит от площади пластин, и имеет обратную зависимость расстояния от пластин. Если геометрическая форма конденсатора иная, то формула емкости будет отличаться. Для вычисления кабеля. Но смысл зависимости остается таким же.

Пластины конденсаторов бывают и другой формы. Существуют металлобумажные конденсаторы с обкладками из алюминиевой фольги, которая свернута вместе с бумагой в клубок по форме корпуса.

Для повышения электрической прочности бумага конденсатора пропитывается специальным составом для изоляции, в основном это масло для трансформатора. Такое устройство дает возможность повысить емкость в разы. По такому же принципу сделаны конденсаторы других конструкций.

В формуле нет ограничений на размер пластин S и расстояние d. Если пластины отодвинуть далеко, и уменьшить их площадь, то малая емкость останется. Два соседних провода имеют электрическую емкость.

В технике высокой частоты такое свойство широко применяется. Конструкцию конденсаторов выполняют дорожками на печатном монтаже или скручивают два провода в полиэтилене. Простой провод, который называют «лапшой», имеет свою емкость. Чем длиннее провод, тем больше емкость.

Все кабели еще имеют сопротивление R, кроме емкости С. Свойства распределяются по длине кабеля, во время сигналов в виде импульсов являются цепочкой интеграции RС.

Импульс искажается специально. Для этого собрана схема. Емкость кабеля влияет на сигнал. На выходе появится измененный сигнал – «колокол», при коротком импульсе сигнал совсем пропадает.

Разновидности

Конденсаторы Refrion разделяются на следующие типы: низкой (до 15 кВт), средней (до 150 кВт) и высокой мощности (до 1 650 кВт). По конструктивному исполнению конденсаторы воздушного охлаждения могут быть вертикального, горизонтального или V–образного типа. Кроме того, данное оборудование имеет еще один важный параметр – уровень шума. Он может быть стандартным (N), низким (L) и тихим (Q)

Преимущества

К преимуществам конденсаторов воздушного охлаждения можно отнести эффективный отвод излишков тепла вне помещения, надежность конструкции, низкий уровень шума, долговечность. При производстве оборудования применяется прочная оцинкованная листовая сталь, покрытая порошковой эмалью цвета RAL 9002. Различные конфигурации воздушных конденсаторов дают возможность учитывать архитектурные особенности здания и выбирать варианты их оптимального размещения. Промышленное оборудование может иметь полезную опцию – адиабатическую систему охлаждения воздуха, обеспечивающую более эффективное функционирование при высоких температурах окружающей среды.

Свойства материалов-диэлектриков

В формуле значение проницаемости диэлектрика находится в знаменателе, увеличение ведет к повышению емкости. Для воздуха, лавсана, фторопласта величина не отличается от вакуумного состояния. Существуют вещества-диэлектрики, у которых проницаемость больше. Конденсатор, залитый спиртом, повышает свою емкость в 20 раз.

Такие вещества кроме проницаемости имеют хорошую проводимость. Конденсатор с таким веществом держит заряд хуже, разряжается быстрее. Это свойство назвали током утечки. В качестве диэлектриков применяют материалы, позволяющие создавать нормальные токи утечки при большой удельной емкости. Поэтому существует много видов конденсаторов для различных условий применения.

Состав комплекта

Конденсаторы для холодильного оборудования – это агрегаты, которые состоят из пучка труб с ребрами. Данная конструкция омывается воздушным потоком благодаря наличию осевого или центробежного вентилятора. Поверхность теплообменника может быть листотрубной, трубчастой с оребением или с пластинчастым оребением.

Модельный ряд

В нашем интернет-магазине можно купить воздушный конденсатор холодильника или системы кондиционирования от разных производителей. Основными поставщиками продукции являются Россия, Испания, Малайзия, Китай, Турция и другие страны. На все модели, независимо от технических характеристик, самые выгодные цены в Москве. Конденсатор холодильной установки может оснащаться вентилятором или быть без него, иметь трубки и пластины разной конфигурации.

Применение емкостей в фильтрах

В фильтрах емкость устанавливается в конце выпрямителя, который сделан двухполупериодным.

Такие выпрямители применяются с малой мощностью. Достоинством выпрямителей с одним полупериодом является его простота. Он состоит из трансформатора и диода. Емкость конденсатора рассчитывается по формуле:

C=1000000*Po/2 * U * f * dU, где С – емкость в мкФ, Po – мощность, ватт, U — напряжение, вольт, f – частота, герц, dU амплитуда, В.

В числителе находится большое значение, это определяет емкость в мкФ. В знаменателе число 2 – это количество полупериодов, для однополупериодного – это 1.

Устройства водяного охлаждения

Воздушный конденсатор, в котором используется водяное охлаждение, имеет несколько разновидностей. Такое оборудование может быть:

• кожухотрубным;
• исполнено по типу «труба в трубе»;
• пластинчатым.

Кожухотрубные – наиболее мощные. Их используют в холодильных машинах большой и средней мощности. Остальные же типы предназначаются для маломощного и среднемощного оборудования.

Кожухотрубные

Конструктивно такие воздушные конденсаторы представляют собой цилиндрический кожух с приваренными к нему решетками по краям. Такие решетки делают из труб, которые и задействуются при водяном охлаждении. В сам же кожух подается газообразный холодильный агент, омывающий все расположенные в нем трубы с внешней стороны. Сам же агент охлаждается, соприкасаясь с этими трубами.

В таких системах часто используют воду обратного водоснабжения. Температурный показатель конденсации на 5°С выше температуры воды на выходе. А для того чтобы передать 1 кВт тепловой энергии, расход жидкости будет равен 165–170 л/ч.

Труба в трубе

Такая система выполнена в виде спиралевидной трубы, внутри которой расположена еще одна труба, но меньшего диаметра. Холодильный агент заполняет пространство одной трубы, а вода – другой. Наиболее распространенные материалы в таких конденсаторах – медь и сталь. Для эффективности передачи тепла может использоваться оребрение. Работа же такого теплообменника состоит в противоположном направлении движения веществ.

Пластинчатые

Такой теплообменник состоит из двух расположенных «елочкой» стальных пластин, между которыми располагаются независимые контуры циркуляции холодильного агента и охлаждающей жидкости.

Как и в случае с системой «труба в трубе», работа пластинчатого типа оборудования обеспечивается движением холодильного агента и воды в противоположных направлениях.

Благодаря простой конструкции, минимальным размерам теплообменника и небольшому объему холодильного агента пластинчатые конденсаторы чаще находят применение в холодильном оборудовании малой и средней мощности. Важно и то, что такие системы могут использоваться и в качестве испарителей.

Как правильно выбрать

Технику, которая предназначена для охлаждения, выбирают по характеристикам с учетом потребностей объекта. Конденсаторы бывают не только воздушными, но и водяными, грунтовыми, испарительными. Воздушные получили приоритет благодаря простоте эксплуатации.

Для выбора нужна консультация экспертов – нельзя купить любой конденсатор. Оборудование может не подойти для объекта. Правильно выбранная система гарантирует полный комфорт и снизит расходы на эксплуатацию. Цена – не критерий для выбора, к стоимости можно присматриваться, когда уже определены характеристики необходимой техники.

Заключение

Существует две разновидности воздушных конденсаторов – с водяным и воздушным охлаждением. Их использование в холодильном оборудовании позволяет повысить эффективность работы на 30–35%.

Единственная проблема, которая может возникать в ходе использования теплообменников – это загрязнение труб. Из-за жесткости воды происходит отложения осадка в полости теплообменника, что может повлиять на энергоемкость процесса и снижение теплопередачи.