Прежде, чем рассматривать работу кожухотруб-ных конденсаторов, вновь обратимся к небольшому кожухозмеевиковому конденсатору с водяным охлаждением, работу которого мы изучили выше. Допустим, что его производительность составляла 6 кВт, для чего нам нужно было разместить в кожухе длиной 2 метра змеевиковую трубку диаметром 12 мм. Чтобы обеспечить требуемую производительность при разумном значении перепада температур по воде допустим, что расход воды должен составлять 6 литров в минуту (см. рис. 69.1).
Теперь, чтобы повысить производительность конденсатора такого типа, необходимо будет не только увеличить длину теплообменника, но и повысить расход воды. Так, например, представим себе, что нам нужен конденсатор производительностью 60 кВт (что не является чем-то сверхнеобычным). По сравнению с предыдущим вариантом такой конденсатор должен быть примерно в 10 раз больше, то есть иметь расход воды 60 литров в минуту, а длину уже около 20 метров (см. рис. 69.2).



При использовании такого конденсатора у нас сразу же появятся проблемы. Действительно, где найти помещение для установки конденсатора 20 метров?

Кроме того, попробуйте в вашей раковине наполнить 60 литровых бутылок (то есть 60 литров воды) за одну минуту: вам нужно будет заполнять по одной бутылке в секунду!

Конечно, первое, что приходит в голову, чтобы увеличить производительность, это установить параллельно несколько маленьких конденсаторов (см. рис. 69.3).

В нашем примере для этого понадобилось бы 10 конденсаторов длиной 2 метра каждый.

Однако наличие 10 регуляторов VP и 10 запорных вентилей на жидкостных магистралях - это новые проблемы!

С практической точки зрения было бы разумнее соединить все змеевики параллельно внутри одной оболочки (которую называют кожухом).
 показано, как 4 змеевика, соединенных попарно, связаны между собой. При этом охлаждающая вода проходит по двум трубкам змеевика в одну сторону, затем разворачивается и также по двум трубкам идет в другую сторону внутри кожуха. Такие конденсаторы называют двухходовыми. Проходя дважды внутреннее пространство конденсатора, вода подогревается сильнее, что таким образом позволяет уменьшить ее расход.
В четырехходовом конденсаторе вода проходит внутри конденсатора 4 раза: два раза справа налево и два раза слева направо. Чем больше число ходов, тем больше тепла может поглотить охлаждающая вода, тем меньше ее расход и тем сильнее она нагревается.
Однако число ходов не может быть беспредельным: если вода становится слишком горячей, конденсация ухудшается и появляется опасность чрезмерного роста ВД.

В конденсаторах, охлаждаемых проточной водой, выбор числа ходов главным образом определяется начальной температурой воды на входе в конденсатор.
Чем ниже эта температура, тем большее число ходов можно реализовать.
При начальной температуре воды 10°С очень часто реализуют 6 ходов, что позволяет на выходе из конденсатора получать воду, подогретую до 25...30°С
На практике в кожухотрубных конденсаторах трубки не делают в виде змеевиков. Это, как правило, прямые трубки, концы которых вставлены в отверстия так называемых трубных досок. Трубные доски представляют собой толстые металлические пластины с отверстиями для крепления теплообменных труб. Концы труб уплотнены в отверстиях трубных досок развальцовкой или сваркой (пайкой).
Если конденсаторы разборные, то их боковые крышки крепятся к обечайке кожуха с помощью фланцевых соединений. В этом случае крышки могут быть без труда сняты и внутренняя поверхность трубок становится доступной как для осмотра, так и для очистки в случае необходимости, например, с помощью щетки.
Другим преимуществом разборных конденсаторов является то, что при желании отдельные трубки можно заменить или заглушить, например, если они потеряли герметичность в результате случайного подмерзания воды в них (см. раздел 67) или оказались полностью закупоренными.

ПРОБЛЕМА ПЕРЕГОРОДОК НА ТРУБНЫХ ДОСКАХ
Для организации многоходового течения воды пространство между трубными досками и крышками разделяется непроницаемыми перегородками, которые крепятся на внутренней стороне крышек и упираются в трубные доски. При очистке конденсатора, особенно когда он загрязнен, необходимо снять крышки, чтобы с помощью щетки прочистить трубки. После этой операции очень важно проследить за тем, чтобы перегородки обеспечивали герметичность стыков в местах их упора в трубные доски и таким образом достигалась бы необходимая организация проходов воды.
 конденсатор состоит из 30 теплообменных трубок и является шести-ходовым. Видно, что его конструкция не так проста, как могло бы показаться. Перегородки, разделяющие трубки для организации шести ходов, имеют разную конфигурацию для разных крышек и представляют собой тщательно обработанные пластины.
Если после ремонта и сборки конденсатора стыки перегородок с трубными досками были подогнаны кое-как, что иногда случается, то при следующей разборке вы можете обнаружить неприятный сюрприз: одна часть конденсатора будет

Если стыки были небрежно подогнаны, то проходы воды через конденсатор наверняка будут организованы плохо и ВД заметно вырастет

Какая из двух схем на рис. 69.8 кажется вам более удачной?

Решение (см. рис. 69.9)

В схеме поз. 1 теплообмен между водой и хладагентом происходит по принципу противотока. Жидкий хладагент, выходящий из конденсатора, находится в тепловом контакте с холодной водой, поступающей в конденсатор и имеющей низкую температуру (15°С). Поэтому для получения хорошего переохлаждения в такой схеме достаточно в конденсаторе иметь сравнительно небольшое количество хладагента в жидкой фазе, контактирующее с несколькими трубками в нижней части конденсатора.
В схеме поз. 2 теплообмен между водой и хладагентом происходит по принципу прямотока. Холодная вода, поступающая в конденсатор, и горячий газ хладагента движутся в одном направлении: сверху вниз. Поэтому в такой схеме для получения хорошего переохлаждения необходимо увеличивать количество жидкого хладагента в нижней части конденсатора, так как вода в этой зоне имеет наибольшую температуру (30°С).
Однако при увеличении количества жидкого хладагента в конденсаторе начинает расти ВД. Чтобы значение ВД находилось в допустимых пределах, необходимо изменять настройку регулятора VP, увеличивая расход воды. В некоторых случаях потребление воды может удвоиться! Поэтому схему поз. 2 следует считать неприемлемой.

К ВОПРОСУ О ЦЕНЕ ВОДЫ
При установке регулятора расхода VP мы стремимся, с одной стороны, ограничить рост ВД разумными пределами, поддерживая его постоянное значение на минимально допустимом уровне, а с другой стороны, максимально экономить воду, снижая ее расход. Однако, при росте холодопроизводительности установки потребление воды начинает стремительно расти несмотря на работу регулятора VP.
Например, при холодопроизводительности 100 кВт потребный расход воды составит от 100 до 120 литров в минуту. В зависимости от региона, где будет работать такая установка, в летнее время потребление воды может доходить примерно до 5000 м3 за 800 часов. При средней цене одного кубометра воды 3 евро (во Франции) это означает 15000 евро платы только за воду (для холодопроизводительности 1000 кВт это будет уже 150000 евро!).

В наше время, когда питьевая вода становится все более дефицитной, а ее цена постоянно растет, счет за воду, потребляемую установкой в течение года, может иногда оказаться сопоставимым с затратами на покупку самой холодильной установки.
Поэтому в установках с конденсаторами водяного охлаждения большой производительности, если нельзя использовать грунтовые воды, речную или морскую воду, приходится применять специальные технические решения, направленные на максимально возможное снижение потребление воды.
Однако эти технические решения будут приводить к появлению множества новых проблем.