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    蒸发式冷凝器
    蒸发式冷凝器是从冷却塔改进而来,其操作原理和冷却塔基本相同,主要由换热器、水 循环系统和风机系统三部分组成(如下图)。蒸发式冷凝器是以蒸发冷凝和显热交换为基础,冷凝器顶部布水系统不断向下喷淋冷却水,在换热管表面形成水膜,换热管和管内热流体发生显热交换并将热量传递到管外冷却水,同时换热管外冷却水和空气混合,冷却水向空气放出蒸发潜热(主要换热方式)而冷却,从而使流体冷凝温度更接近空气的湿球温度,其冷凝温度可比冷却塔水冷式冷凝器系统低3-5℃。
    蒸发式冷凝器的工作原理
    蒸发式冷凝器的作用原理是:制冷系统中压缩机排出的过热高压制冷剂气体经过蒸发式冷凝器中的冷凝排管,使高温气态的制冷剂与排管外的喷淋水和空气进行热交换。即气态制冷剂由上口进入排管后自上而下逐渐被冷凝为液态制冷剂。配套引风机的超强风力使喷淋水完全均匀地覆盖在盘管表面,水借风势,极大的提高了换热效果。温度升高的喷淋水由部分变为气态,利用水的汽化潜热由风势带走大量的热量,热气中的水滴被高效脱水器截住,与其余吸收了热量的水,散落到PVC淋水片热交换层中,被流过的空气冷却,温度降低,进入水箱,再经循环水泵继续循环。蒸发到空气中的水分由水位调节器自动补充.
    蒸发式冷凝器优点:
    1.冷凝效果好:蒸发潜热大,空气与制冷剂逆向流动传热效率高。 蒸发式冷凝器以环境的湿球温度为驱动力利用盘管水膜的蒸发潜热换热, 使冷凝温度接近环境的湿球温度, 其冷凝温度可比冷却塔水冷式冷凝器系统低3-5℃,比风冷式冷凝器低8-11℃,这大大地降低了压缩机功耗, 使系统能效比提高10%-30%。
    2.节水:利用水的汽化潜热换热,其循环用水量少,考虑到吹散损失、排污换水等,耗水量为一般水冷式冷凝器的5%-10%。
    3.节能:蒸发式冷凝器冷凝温度受限于空气湿球温度,而湿球温度一般比干球温度低8-14℃,加上上侧风机给设备内部造成的负压环境,其冷凝温度较低,故压缩机功耗比低,而冷凝器的风机、水泵动力消耗都低,相对于其他冷凝器,蒸发式冷凝器可以节能20%-40%。
    4.初投资和运行费用都低:蒸发式冷凝器结构紧凑,不需要冷却塔,占地面积小,制造时易于形成整体,给安装维护带来方便。
    蒸发式冷凝器应用现状:
    蒸发式冷凝器在西方国家应用较为广泛,在国内的应用中,由于西北地区缺水的实际情况,蒸发式冷凝器在西北地区推广和应用较多,宾馆、办公楼、商场等民用建筑和厂房车间及冷库、温室等的冷却空调设备基本都采用了蒸发式冷凝器,啤酒、食品、饮料、制药、石油、化工等行业也越来越多的采用蒸发式冷凝器。在较为湿热的中南地区则显得不足,经一些专家和研究开发人员的理论研究和实际改进,证明蒸发式冷凝器在中南地区一样也能取得较好的使用效果。当传统冷凝器工作不正常或需要改换时,采用蒸发式冷凝器也较多。 蒸发式冷凝器研发问题:
    1.结垢问题:蒸发式冷凝器结构紧凑,换热效率高,结垢对其传热性能影响相当大。
    2.腐蚀问题:蒸发式冷凝器外壳由于常年处于水与空气的潮湿环境下,易于腐蚀。
    3.水量的合理分布问题:喷淋水的水量选择和均匀分布对蒸发式冷凝器换热效果有很大的影响,如果喷淋水量不足,易于在换热管表面结垢;如果喷淋水量过大,水膜厚度增加,会增大水膜传热热阻。
    4.风机问题:以往国产蒸发式冷凝器一般为吹风式结构,风机装在下面,由于挡水板设置不当,或用户操作不当,先开水泵后开风机,造成风机接线盒进水短路,使电机烧毁。现在多采用吸风式,接线盒放在箱体外,避免与水接触,一般不存在上述问题,但对风机叶片要求较高,要能耐腐蚀。
    5.振动与噪声问题:蒸发式冷凝器运行时噪声来源有:风机、水泵、冷却水下落噪声和箱体综合噪声,主要是风机噪声。
    蒸发式冷凝器性能:
    影响蒸发式冷凝器性能的因素有结构参数和运行参数。结构参数主要有:盘管尺寸、盘管截面形状、盘管材料、盘管布置形式等;运行参数主要有:风量、喷淋水量、管内冷凝流体流量等。
    1.结构参数分析:
    目前蒸发式冷凝器主要有板式和管式两种形式。板式蒸发式冷凝器具有结构紧凑,换热效率高的优点;其缺点是流道较窄,容易堵塞,尤其是在含尘量大的环境中,随之时间的增加,流动阻力变大,容易堵塞,使其换热效率降低。板式蒸发式冷凝器难做到布水均匀,表面结构,维护困难。管式蒸发式冷凝器优点是布水均匀,易形成稳定水膜,流道较宽,不易堵塞,流动阻力小;其缺点是换热效率低于板式蒸发式冷凝器。
    高效传热管的研制,管型的改进和管表面性质的改造是蒸发式冷凝器发展的一个重要方面,改变壁面粗糙度和管型结构,增加空气湍流度,能起到强化传热的效果。
    在管型改进方面,出现了椭圆管、异滴形管、波纹管和交变曲面波纹管等新型高效盘管。
    在材质研制方面,冷凝盘管大多采用热浸锌来防止腐蚀,近年来国内厂家通过采用不锈钢材质基本上解决了盘管的腐蚀问题,并大大延长了使用寿命,减轻了重量。
    管排方式方面,盘管正方形顺排时,气流容易从横向管间隙中短路流出,而纵向管间隙中没有气流流过;盘管三角形叉排时,管间气流分布非常均匀,故应尽可能采用三角形叉排方式布置盘管。
    管间距的影响:管间距越小,气流速度梯度越大,导致分布不均甚至产生涡流,流阻较大且不利于传热,但单位体积内可排布更多的传热管,从而缩小设备体积;管间距增大到合适时,气流流场分布均匀,传热效率会相应较高,空气流阻也不大,性能较佳;管间距过大时,气流速度梯度又过小,同样导致分布不均,不利于传热且流阻基本不变,体积也相应增大,但管间距大时设备制造容易,清洗维护简单。
    蒸发式冷凝器

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