1．空氣冷卻式冷凝器

空氣冷卻式冷凝器迄今僅用于氟利昂制冷機(jī)，多用于電冰箱、冷藏柜、小型空調(diào)機(jī)組、汽車及鐵路車輛用空調(diào)裝置、冷藏運輸式制冷裝置等。目前，國產(chǎn)空氣冷卻式空調(diào)機(jī)組的制冷量可達(dá)200～300kW?？諝饫鋮s式冷凝器多為蛇管式結(jié)構(gòu)，制冷劑在管內(nèi)流動凝結(jié)，空氣在管外流動，制冷劑放出的熱量被空氣帶走。根據(jù)空氣流動情況可分為自然通風(fēng)冷卻和強(qiáng)制通風(fēng)冷卻兩種。

2．水冷式冷凝器

水冷式冷凝器中，制冷劑放出的熱量被冷卻水帶走。水冷式冷凝器有殼管式、套管式等型式。冷卻水可用天然水、自來水或經(jīng)冷卻水塔冷卻后的循環(huán)水。使用天然水冷卻時容易使冷凝器結(jié)垢，影響傳熱效果，因此必須經(jīng)常清洗。耗水量不大的小型裝置可以用自來水冷卻。大、中型水冷式冷凝器用循環(huán)水冷卻，以減少水耗。在現(xiàn)代化城市中，由于生產(chǎn)發(fā)展、入口集中，水的消耗量很大，特別重視節(jié)約用水的問題，應(yīng)采用循環(huán)式水系統(tǒng)。

(1)殼管式冷凝器

殼管式冷凝器分為立式和臥式兩大類。


(2)套管式冷凝器

(3)螺旋板式

(4)板式冷凝器

3．蒸發(fā)式和淋激式冷凝器

4．水冷式冷凝器的冷卻水系統(tǒng)

水冷式冷凝器的冷卻水系統(tǒng)可分成兩類：直流式水系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)。

5．蒸發(fā)－冷凝器

蒸發(fā)－冷凝器用于復(fù)疊式制冷機(jī)，它利用高溫級制冷劑制取的冷量使低溫級排出的氣體凝結(jié)，既是高溫級循環(huán)的蒸發(fā)器，又是低溫級循環(huán)的冷凝器。其結(jié)構(gòu)型式有以下幾種：

(1)立式殼管式  

結(jié)構(gòu)與一般殼管式冷凝器基本相同。高溫級的制冷劑在管內(nèi)汽化，低溫級的制冷劑在管外冷凝。這種形式的蒸發(fā)－冷凝器結(jié)構(gòu)簡單，缺點是低溫級制冷劑的充灌量較大。

(2)立式盤管式  

由一組盤管在一個圓形外殼中組成。高溫級制冷劑從上面經(jīng)液體分配器進(jìn)入盤管，在管內(nèi)汽化后蒸氣從下部引出，低溫級制冷劑在盤管外冷凝。

(3)套管式  

它是將兩根直徑不同的銅管套在一起后彎曲而成，高溫級的制冷劑在管間蒸發(fā)，低溫級的制冷劑在內(nèi)管中冷凝。它的結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，但橫向尺寸較大，適用于小型低溫設(shè)備。

冷凝器內(nèi)的對流換熱
冷凝器內(nèi)的對流換熱，包括制冷劑凝結(jié)換熱與冷卻介質(zhì)的對流換熱。根據(jù)冷凝器的不同，在殼管式冷凝器中制冷劑的凝結(jié)為管束表面的凝結(jié)，以及套管式、板式和空氣冷卻式冷凝器中管內(nèi)流動凝結(jié)。冷卻介質(zhì)側(cè)的對流換熱，有強(qiáng)迫對流及自然對流換熱兩種模式。
 

1．水冷式冷凝器內(nèi)的對流換熱 

 (1)制冷劑蒸氣在光滑管束外凝結(jié)

蒸氣在光滑管外的凝結(jié)換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，可采用努塞爾(Nusselt)公式計算：

其中λ_l、ρ_l、r、μ_l、和g分別為冷凝液的熱導(dǎo)率、密度、比潛熱、動力粘度以及重力加速度，凝結(jié)液的溫度可近似取冷凝溫度。

對于水平管束，由上部管束下落的冷凝液會使下部管束外側(cè)液膜增厚，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)下降?？紤]此因素，制冷劑在水平管束外表面的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可由下式計算：

(2)制冷劑蒸氣在低肋管束外凝結(jié)

對氟利昂制冷系統(tǒng)，臥式殼管冷凝管一般采用低肋紫銅管，如圖6－35所示為低肋管的結(jié)構(gòu)。由于毛細(xì)作用使凝結(jié)液在低肋管表面的鋪展，以及氣液相界面的擾動，使低肋管表面凝結(jié)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較光滑管大，二者的比值稱為凝結(jié)換熱增強(qiáng)系數(shù)，表中用ψ表示。

單組分制冷劑蒸氣在水平低肋管束表面凝結(jié)換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，可由下式計算：

(3)冷卻水在管內(nèi)強(qiáng)迫對流換熱

冷卻水在管內(nèi)強(qiáng)迫對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可用式(6－36)計算，即迪圖斯－玻爾特(Dittus－Boelter)公式：

2．風(fēng)冷式冷凝器內(nèi)的對流換熱  

(1)制冷劑蒸氣管內(nèi)流動凝結(jié)換熱

對于制冷劑蒸氣在水平管內(nèi)流動凝結(jié)換熱，目前公認(rèn)較好的通用關(guān)聯(lián)式為夏(M.M.Shah)提出的關(guān)聯(lián)式，該式對應(yīng)實驗數(shù)據(jù)的實驗管徑為6～40mm，基本上覆蓋了制冷換熱器的常用管徑范圍。水平管內(nèi)蒸氣全部凝結(jié)時，平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的關(guān)聯(lián)式為：

空氣冷卻式冷凝器的傳熱管多為蛇形管，理論上蛇形管的凝結(jié)換熱較水平管略有增強(qiáng)，但實驗表明，用式(6－65)進(jìn)行計算誤差不大。而且風(fēng)冷式冷凝器的傳熱熱阻主要為管外的空氣對流換熱熱阻，就冷凝器設(shè)計而言，考慮彎管修正意義不大。

 (2)肋片管束冷凝器空氣側(cè)強(qiáng)迫對流換熱

空氣側(cè)的強(qiáng)迫對流換熱不涉及質(zhì)交換，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與肋片形狀、片間距、材料以及空氣的流動情況有關(guān)。目前，風(fēng)冷式冷凝器多采用肋片間距s_f＝1.8～2.5mm、片厚δ_f＝0.15～0.3mm的整體套片結(jié)構(gòu)，采用平肋片順排管束時，空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可由下式計算：

定性溫度為空氣進(jìn)出口平均溫度。

空氣流過叉排管束時表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較順排大10%左右，上式乘以1.1即可用于叉排管束空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計算。對使用波紋翅片和條縫翅片的管束，空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)目前尚無簡單準(zhǔn)確的計算式。實踐表明，采用波紋翅片和條縫翅片時，空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)一般較平翅片分別大20%和60%以上，若欲計算波紋翅片管或條縫翅片管管束空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，可先按平套片計算，然后再分別乘以1.2或1.6，即可作為波紋翅片管束和條縫翅片管束空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的近似值。

在風(fēng)冷式冷凝器的傳熱計算中，通常以基管表面溫度作為計算溫度，而肋片側(cè)面表面溫度顯然低于基管表面溫度。因此，當(dāng)以基管表面溫度為計算溫度時，應(yīng)采用肋壁效率進(jìn)行折算，肋片式冷凝器的肋壁效率仍可計算，而相應(yīng)的肋片當(dāng)量高度由下式計算：

(3)絲管式冷凝器空氣側(cè)自然對流換熱

絲管式冷凝器的幾何尺寸如圖6－36所示。下列公式可用于計算其空氣側(cè)的自然對流表面換熱系數(shù)：