用水作為冷卻介質(zhì)，使高溫、高壓的氣態(tài)制冷劑冷凝的設(shè)備稱為水冷式冷凝器。由于自然界中水溫一般比較低，因此水冷式冷凝器的冷凝溫度較低，這對壓縮機的制冷能力和運行經(jīng)濟性都比較有利。目前制冷裝置中大多采用水冷式冷凝器，所用的冷卻水可以一次流過，也可以循環(huán)使用。當使用循環(huán)水時，需建有冷卻水塔或冷卻水池，使離開冷凝器的水再冷卻，以便重復(fù)使用。
常用的水冷式冷凝器有立式殼管式冷凝器、臥式殼管式冷凝器及套管式冷凝器等形式。
1.立式殼管式冷凝器
這種冷凝器直立安裝，只用于大、中型氨制冷裝置，其結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。其外殼是由鋼板卷焊而成的大圓簡，上下兩端各焊一塊多孔管板，板上用脹管法或焊接法固定著許多無縫鋼管。冷凝器頂部裝有配水箱，箱中設(shè)有均水板。冷卻水自頂部進入水箱后，被均勻地分配到各個管口，每根鋼管頂端裝有一個帶斜槽的導流管嘴，如圖5-1圖所示。冷卻水通過斜槽沿切線方向流入管中，并以螺旋線狀沿管內(nèi)壁向下流動，在管內(nèi)壁形成一層水膜，這樣可使冷卻水充分吸收制冷劑的熱量而節(jié)省水量。沿管壁順流而下的冷卻水流入冷凝器下部的鋼筋混凝土水池內(nèi)。通常在冷凝器的一側(cè)需裝設(shè)扶梯，便于攀登到配水箱進行檢查和清除污垢。
高溫高壓的氨氣從冷凝器上部管接頭進入管束外部空間，凝結(jié)成的高壓液體從下部管接頭排至貯液器。此外，在冷凝器的外殼上還設(shè)有液面指示器、壓力表、安全閥、放空氣管、平衡管(即均壓管)、放油管和放棍合氣(即不凝性氣體)等管接頭，以便與相應(yīng)的設(shè)備和管路相連接。
立式殼管式冷凝器的優(yōu)點是，可裝在室外，垂直安裝，占地面積小，無凍結(jié)危險，傳熱管容易清除水垢，而且清洗時不必停止制冷系統(tǒng)的運行，對冷卻水水質(zhì)要求不高。主要缺點是耗水量大、體積較臥式大、笨重、搬運不方便，制冷劑在管里泄漏不易發(fā)現(xiàn)。
2.臥式殼管式冷凝器
臥式殼管式冷凝器簡稱為臥式冷凝器。臥式殼管式冷凝器的結(jié)構(gòu)如圖5-2所示。這種冷凝器一般應(yīng)用在大、中、小型制冷裝置中，特別是壓縮式冷凝機組中使用最為廣泛。
臥式殼管式冷凝器筒體由無縫鋼管割制而成或由鋼板卷制后焊接而成，殼體內(nèi)裝有許多根無縫鋼管，用焊接或脹接法固定在筒體兩端的管板上，兩端管板的外面用帶有隔板的封蓋封閉，使冷卻水在筒內(nèi)分成幾個流程。冷卻水在管內(nèi)流動，從一端封蓋的下部進入，按順序通過每個管組，最后從同一端蓋上部流出。這樣可以提高冷卻水的流動速度，增強傳熱效果。
高壓高溫的氨氣從上部進入冷凝器管間，與管內(nèi)冷卻水充分發(fā)生熱最交換后.氨氣冷凝為氨液從下部排至貯液器。
筒體上設(shè)有安全閥、平衡管、放空氣管和壓力表、冷卻水進出口等管接頭。此外，在封蓋上還設(shè)有放空氣閥和放水閥，在冷凝器開始運轉(zhuǎn)時，可打開放空氣閥，以排除冷卻水管內(nèi)的空氣，冷凝器檢修或停止運轉(zhuǎn)時，可利用放水閥將其冷卻水排出。
臥式殼管式冷凝器主要優(yōu)點是傳熱效果比立式殼管式冷凝器好，耗水量較少，操作管理方便，容易小型化，容易和其他設(shè)備組裝;缺點是冷卻水質(zhì)要求高，冷卻管容易腐蝕，清洗水垢時不太方便，需要停止冷凝器的工作。
氟利昂用臥式殼管式冷凝器與氨用臥式殼管式冷凝器不同之處在于用銅管代替無縫鋼管。由于氟利昂側(cè)放熱系數(shù)較低，所以在銅管外表面軋成肋片狀;此外，由于氟利昂能和潤滑油相溶解，潤滑油隨氟利昂一起在整個系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，所以不需要設(shè)放油管接頭。
冷凝器的下側(cè)還設(shè)有一個安全塞，它是用易熔合金制成，當遇火災(zāi)或嚴重缺水時，熔塞自行熔化，氟利昂能自動地從冷凝器排出，避免發(fā)生爆炸。
3.套管式冷凝器
套管式冷凝器主要用于小型氟利昂空調(diào)機組，例如柜式空調(diào)機、恒溫恒濕機組等，且單機制冷量一般小于25kW。其構(gòu)造見圖5-3。它的外管采用ф50的無縫鋼管，內(nèi)管套有一根或幾根銅管或低肋銅管，內(nèi)外管套在一起后，用彎管機彎成圓螺旋形。
冷卻水在內(nèi)管流動，流向為下進上出;制冷劑在大管內(nèi)小管外的管間流動，制冷劑由上部進入，凝結(jié)后的制冷劑液體從下面流出。制冷劑與冷卻水的流動方向相反，呈逆流換熱，因此，它的熱傳效果好。
套管式冷凝器可以套放在壓縮機的周圍，所以它的優(yōu)點是占地面積少，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，傳熱系數(shù)較高;缺點是冷卻水流動阻力大，清洗水垢不方便，單位傳熱面積的金屬消耗最大。
