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箱体顶上,优点是箱体内维持负压,水的蒸发温度比较低,但风机处于潮湿气流中,容易引起腐蚀。风机一般有两种形式:离心式和轴流式,采用哪种形式取决于风压需要和允许噪声级以及能耗等因素。
(3)挡水板
挡水板将热湿空气中带的水滴挡住,减少水耗, 挡水板的效率取决于蒸发式冷凝器结构形式和挡水板设计型式。一般一个高效挡水板能控制水的损失。
组成见图1-9:
1.风机2.挡水板3.冷凝盘管4.循环水泵5.浮球6.补水阀7.喷嘴
图1-9 蒸发式冷凝器结构示意图
1.4.2蒸发式冷凝器运行管理
蒸发式冷凝器是利用冷却水在换热管外水蒸发时吸收热量而使管内的氨或氟利昂蒸气冷凝的原理工作的,冷却水储存于箱底水池中,用浮球保持一定的水位。冷却水由循环水泵压送至冷凝盘管上方,流经喷嘴形成雾状水膜后连续均匀地覆盖在冷凝盘管组的外表面,水膜的温度较低,水膜中部分水自身蒸发吸收管内高温制冷剂蒸汽的热量使之冷凝为液体,未蒸发的水掉落回到冷凝器底部的集水槽中。空气在风机的作用下由蒸发式冷凝器箱体的下方进入,自下而上流经冷凝盘管组,将已经蒸发的水蒸汽带走,设置挡水板防止水蒸汽进入风机造成短
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路。当水量不够时,通过补水管补充一定量的水,集水槽中的水位用浮球来保持。依此循环工作。蒸发式冷凝器与空冷式和水冷式冷凝器最大的区别在于其能利用水的汽化潜热,通过水自身的蒸发来达到冷凝的目的。在箱体上方装有挡水板,同时水中含盐浓度也不断增加,故需要经常补充冷却水。
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第2章 蒸发式冷凝器优缺点
2.1 节能介绍
制冷系统的目的是把热量从一空间或物体中移走,然后再以某种方式将此热量排放到环境中。在制冷系统中要用冷凝器来排放热量。蒸发式冷凝器实质上就是水冷式冷凝器与风冷式冷凝器两者的结合,通过流经冷凝盘管表面水的蒸发,由水蒸汽带走热量而完成热交换的。
对于大多数制冷与空调系统而言,蒸发式冷凝器具有节省费用的突出优点。它们排除了水冷式系统中水泵的问题和大量用水而产生的水处理问题。与具有同等制冷量和成本的风冷式冷凝器相比,它们的风机功率要小很多。最重要的是,采用蒸发式冷凝器的制冷、空调系统,其冷凝压力可以比传统的水冷式或风冷式更低一些。这样,压缩机所消耗的功率就减少一些。
在蒸发式冷凝器的出口附近的液体制冷剂或许有一些过冷,但这很快就在从冷凝器到贮液器的排液管中散失掉。在排液管与贮液器中既含有制冷剂液体又有制冷剂蒸汽,它们处于两相共存的状态,所以不可能使制冷剂液体的温度保持在饱和温度以下。因此,一小部分过冷液体要来冷凝一部分制冷剂蒸汽直到在一个相当于冷凝压力的饱和温度达到平衡。制冷剂液体经过节流装置(节流阀)在焓值保持不变的情况下,压力降到系统吸气压力进入到蒸发器内蒸发吸热进行有效的制冷循环过程。
2.2 蒸发式冷凝器节能原因
蒸发式冷凝器从制冷和空调系统中带走热量,但其消耗的能量和水量最少,水泵将水从集水槽送到喷淋系统中,通过喷嘴喷淋到冷凝盘管表面,确定水的最小流量应能保证喷淋水完全覆盖冷凝器盘管表面,喷淋水分布均匀和防止结垢就足够了,由此可确定水泵的最小功率。
风机系统强迫空气穿过下落水和盘管的表面,一小部分水被蒸发后带走制冷剂蒸气中的热量并将盘管内的制冷剂蒸气冷凝,因此就像冷却
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塔一样,所有的散热都是通过水的蒸发来完成的,这样就节省了大约95%的通常由一次性用水系统所需的水量。
蒸发式冷凝器实际上就是把冷却塔和壳管式冷凝器结合在同一设备中。它去掉了在壳管式冷凝器系统中所必须的冷凝水的显热传热过程。这样就允许冷凝温度大体上接近设计湿球温度,从而使压缩机功率消耗最小。
水的温度和水流量是在指定设计的湿球温度条件下,是以氨和氟为制冷剂的制冷和空调系统中普遍采用的,这些条件有助于选择最经济的蒸发式冷凝器。然而,在同等的湿球温度下,使用一个较大的其它类型的冷凝器,也可以获得较低的冷凝温度和降低压缩机消耗功率。
2.3 蒸发式冷凝器相对其它冷凝系统的优点
2.3.1 系统运行费用低
冷凝器的冷凝温度在20.3℃以内是非常实际和经济的,其结果是压缩机功率比其它的冷却塔冷凝器系统节省至少10%的功耗,并且比风冷式冷凝器系统节省30%的功耗,风机的功率与其它冷凝器系统的风机消耗的功率相当,并且大约是相同规格的风冷式冷凝器风机功率的1/3。由于泵的扬程较低和水流量的降低,水泵的功率大约是普通的冷却塔冷凝器系统中所需要的水泵功率25%。 2.3.2 节省初投资
蒸发式冷凝器把冷却塔、冷凝器、循环水池、循环水泵和水管综合为一体,这样减少了冷却塔、循环水泵和水管等设备,也减少了冷凝器系统中处理与安装单个元件的费用。
由于蒸发式冷凝器高效率地利用蒸发式冷却换热方式,所以能有效地减少换热面积、风扇的数量和风机电机功耗。 2.3.3 节省空间
蒸发式冷凝器通过把冷凝器盘管和冷却塔结合成一体节省了宝贵的空间,并且没必要像其它冷凝器系统那样需要较大的水泵与管路。
蒸发式冷凝器只要求大约是相同规格的风冷式冷凝器的50%的迎风
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面积。 2.3.4 节水
水冷式冷凝器1kg冷却水能带走4.66~.9w的热量,而1kg水在常压下蒸发能带走676w热量,因而蒸发式冷凝器理论耗水量仅为一般水冷式冷凝器的1%,实际上由于吹散损失、排污换水等,耗水量为一般水冷式冷凝器的5%~10%,因而它特别适用于缺水地区。
2.4 蒸发式冷凝器在国内应用不广的原因
(1) 目前国产蒸发式冷凝器质量普遍不高,换热效率没有体现其应有的优势,而且由于水质和外部运行问题,通常几年下来会带来外壳腐蚀和换热管结垢等问题,影响其寿命。
(2) 国外以及合资企业的蒸发式冷凝器质量较好,但其价格不仅远高于国内蒸发式冷凝器。并且要高于其它类型冷凝器。在一定程度上影响了它的应用。
(3) 观念问题,一般习惯于使用传统的卧式冷凝器和立式冷凝器作为主要冷却设备。
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