一、蒸發(fā)式冷凝器的工作原理
蒸發(fā)式冷凝器是制冷系統(tǒng)中的主要換熱設(shè)備,其作用原理為:制冷系統(tǒng)中壓縮機排出的過熱高壓制冷劑氣體經(jīng)過蒸發(fā)式冷凝器中的冷凝排管,使高溫氣態(tài)的制冷劑與排管外的噴淋水和空氣進行熱交換,氣態(tài)制冷劑由上口進入排管后自上而下逐漸被冷凝為液態(tài)制冷劑。配套引風(fēng)機的超強風(fēng)力使噴淋水完全均勻地覆蓋在盤管表面,水借風(fēng)勢,極大提高了換熱效果。溫度升高的噴淋水部分變?yōu)闅鈶B(tài),利用水的汽化潛熱由風(fēng)勢帶走大量熱量,熱氣中的水滴被高效脫水器截住,與其余吸收了熱量的水散落到PVC淋水片熱交換層中,被流過的空氣冷卻,溫度降低后進入水箱,再經(jīng)循環(huán)水泵繼續(xù)循環(huán)。
二、蒸發(fā)式冷凝器的結(jié)構(gòu)特點
(一)結(jié)構(gòu)組成
盤管
換熱管采用多種形式,常用的有碳鋼熱浸鋅管(又分圓管和橢圓管)、鋁合金管、不銹鋼管(又分314/316圓管、波接管)。不同材質(zhì)的盤管適用于不同的壓力范圍和應(yīng)用場景,例如碳鋼熱浸鋅型蒸發(fā)式冷凝器為最早開始使用的產(chǎn)品且占有國內(nèi)大部分的用戶,主要用于高壓氣體冷凝、冷卻,適用壓力范圍在0 - 30MPa;鋁合金型蒸發(fā)式冷凝器為新型節(jié)能型新一代產(chǎn)品,適用于冰機制冷劑冷凝,適用壓力范圍在0 - 5MPa;不銹鋼管蒸發(fā)式冷凝器主要用在一些化工廠的腐蝕性氣體冷卻及冷凝工藝中。
風(fēng)機
風(fēng)機選用專用高效、低噪軸流風(fēng)機,專用風(fēng)機具有較高射程,防止熱空氣回流。風(fēng)機在整個系統(tǒng)中起著促進空氣流動,提高換熱效果的作用,其功率與冷卻塔/冷凝器系統(tǒng)的風(fēng)機消耗的功率相當(dāng),并且大約是相同規(guī)格的風(fēng)冷式冷凝器風(fēng)機功率的1/3。
布水、收水和冷卻填料
布水、高效收水器和冷卻填料采用大流量、防堵塞的噴嘴,精密計算連續(xù)均勻的覆蓋,杜絕管壁出現(xiàn)水膜“干點”。收水器采用優(yōu)質(zhì)PVC材料制成,抗老化,風(fēng)阻小溝狀吸水器,使水的飄水率控制在0.001%以下,冷卻填料為蜂窩式橫流結(jié)構(gòu),適宜循環(huán)水冷卻。
箱體和集水槽
箱體采用進口或國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鍍鋅板材,可選用靜電噴塑工藝,集水槽可選用不銹鋼板,這樣的材質(zhì)選擇有助于設(shè)備的耐用性和防腐蝕性。
(二)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢
結(jié)構(gòu)簡單便于安裝
蒸發(fā)式冷凝器集殼管式水冷冷凝器、冷卻塔、循環(huán)水泵、水池、水管道融為一體,采用上下箱組裝方式,具有結(jié)構(gòu)緊湊,占地少,重量輕,連接管路少,安裝方便等優(yōu)點,大大地減輕了現(xiàn)場施工安裝強度,降低了安裝費用。
節(jié)省空間
蒸發(fā)式冷凝器通過把冷凝器盤管和冷卻塔結(jié)合成一體節(jié)省了寶貴的空間,并且沒必要像冷卻塔/冷凝器系統(tǒng)那樣需要較大的水泵與管路,只要求大約是相同規(guī)格的風(fēng)冷式冷凝器的50%的迎風(fēng)面積。
三、蒸發(fā)式冷凝器的性能優(yōu)勢
(一)節(jié)能方面
降低壓縮機功耗
冷凝溫度在濕球設(shè)計溫度8.3℃以內(nèi)是非常實際和經(jīng)濟的,其結(jié)果是壓縮機功率比其它的冷卻塔/冷凝器系統(tǒng)節(jié)省至少10%的功耗,并且比風(fēng)冷式冷凝器系統(tǒng)節(jié)省30%的功耗。
降低水泵功耗
由于泵的揚程較低和水流量的降低,水泵的功率大約是普通的冷卻塔/冷凝器系統(tǒng)中所需要的水泵功率的25%。
整體節(jié)能效果
蒸發(fā)式冷凝器因其獨特的結(jié)構(gòu)形式及高效的熱交換性能,冷凝溫度比較低,效果好,運轉(zhuǎn)功率小,耗電量少,其先進的運行原理及優(yōu)良的淋水配套裝置,使得冷卻水的消耗量也減少,是真正的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。
(二)經(jīng)濟方面
節(jié)省初期投資
蒸發(fā)式冷凝器把冷卻塔、冷凝器、循環(huán)水池、循環(huán)水泵和水管綜合為一體,減少了冷卻塔、循環(huán)水泵和水管等設(shè)備,也減少了冷卻塔/冷凝器系統(tǒng)中處理與安裝單個元件的費用。由于高效率地利用蒸發(fā)式冷卻換熱方式,所以能有效地減少換熱面積、風(fēng)扇的數(shù)量和風(fēng)機電機功耗。
運行費用低
維修也簡單,運行費用比較低。在制冷空調(diào)暖通行業(yè)設(shè)備中采用蒸發(fā)式冷凝器替代其他設(shè)備可實現(xiàn)節(jié)能,例如應(yīng)用于環(huán)保技術(shù)推廣所的蒸發(fā)式冷凝空調(diào)系統(tǒng),改造前后對比,空調(diào)制冷系統(tǒng)(不包含末端)在運行季節(jié)每個月都能不同程度地節(jié)約電能,節(jié)省電費,每年能節(jié)約電費1.6萬元/年,節(jié)能率為28.6%。
(三)性能穩(wěn)定可靠
良好的換熱設(shè)計
采用引風(fēng)逆流和一次換熱設(shè)計,熱量的傳遞完全依靠盤管組表面,空氣以低速從蒸發(fā)式冷凝器下部四周進入,而以高速從蒸發(fā)式冷凝器上部排出,使熱濕飽和空氣的回流減速至最小。
盤管氣密性好
盤管組是由無腐蝕性鋁管逐步加工而成的,每一個工序后高達3兆帕的壓力試驗,確保了盤管組的氣密性,設(shè)備永無泄露之虞。
四、蒸發(fā)式冷凝器的應(yīng)用領(lǐng)域
工業(yè)領(lǐng)域
在煉油和化工行業(yè)中,可用于各種塔頂油氣的冷凝冷卻、油品的冷卻、壓縮機級間冷卻;在電力、冶金、制冷等行業(yè)中,可用于冷卻水、蒸氣、致冷劑及其他工藝流體的閉路循環(huán)冷卻,尤其對于80以下介質(zhì)的冷凝、冷卻是與其他冷卻設(shè)備相比具有難以匹敵的優(yōu)點。還能有效、安全、穩(wěn)定地應(yīng)用于化肥廠、化工廠冰機系統(tǒng)壓縮機冷卻器,煤油、化工廠的酮苯脫蠟(脫油)裝置、氣體分餾裝置、丙烷(丁烷)脫瀝青裝置、烷基化裝置、烷基苯裝置、糠醛裝置、重整裝置、芳烴抽提裝置、干氣脫硫裝置、制氫裝置、汽油異構(gòu)化裝置、汽油醚化裝置、正已烷裝置、汽油柴油加氫裝置、航煤加氫裝置、航煤脫硫醇裝置、常減壓裝置、催化裝置以及天然氣輕烴回收裝置和冶金行業(yè)等。
民用建筑領(lǐng)域
在民用建筑中也有應(yīng)用,如科學(xué)中心學(xué)術(shù)中心(10000m²,2500kW),沙河商貿(mào)中心(2400kW)、環(huán)保技術(shù)推廣所(650kW)等場所都有應(yīng)用蒸發(fā)式冷凝器的示范工程建設(shè)。
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