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蒸發式冷凝器的工作原理及性能

來源:    發布時間:2016-01-14

    蒸發式冷凝器是水冷式冷凝器和冷卻塔一體化結構的設備,其主要作用是把壓縮機排出的熱制冷劑氣體冷凝成飽和液體。蒸發式冷凝器管內流動著制冷劑,管表面為薄層水膜覆蓋,管外層流動著冷卻空氣,它包括了傳質換熱和對流換熱兩部分,是個兼有熱質交換的復雜過程。冷卻水由循環水泵送至冷凝盤管的上部,經噴嘴噴淋到冷凝管組外表面形成水膜往下流動,由于水膜中部分水蒸發時,吸收熱量而使管內高溫、高壓的制冷劑蒸汽冷凝成液體??諝鈩t由箱體下方進入,沿冷凝管組的下部向上流動,并將冷凝器管外的水蒸汽帶走。當空氣的溫度低于水溫時,它還可起一定的冷卻作用。未蒸發的水仍回到箱底水池中,用浮球閥保持一定的水位,依此循環工作。

    由此可見在蒸發式冷凝器中,制冷劑蒸汽的熱量通過換熱盤管管壁經水膜傳到空氣。蒸發式冷凝器的傳熱、傳質過程由兩部分組成,即:一是制冷劑和水膜的溫差,二是水膜和空氣間的溫差和質量濃度差。這里水膜(形成、沖刷、厚度和分布)是蒸發式冷凝器性能的關鍵。  

    蒸發式冷凝器的傳熱效果同風冷式冷凝器相比,冷凝溫度比較低,這是因為風冷式冷凝器的冷凝能力受限于環境的干球溫度,而蒸發式冷凝器的冷凝溫度可接近于環境的濕球溫度,通常濕球溫度比干球溫度低8℃,因此其冷凝溫度較低,換熱效果大大優于風冷式冷凝器。同帶冷卻水塔的水冷式冷凝器相比,蒸發式冷凝器由于制冷劑與冷卻水進行的傳熱、傳質交換一次完成,主要依靠水的蒸發潛熱帶走冷凝熱負荷,尤其是夏天的冷凝溫度較低,水的消耗量大為減少,理論上耗水量僅為水冷式的5-10%,實際上也僅僅在15%左右,故整個裝置結構緊湊、體積小,占地面積少。

    采用蒸發式冷凝器,降低了制冷系統的冷凝溫度,故壓縮機的輸人功率減少,冷凝器的總耗功率也顯著降低,因而能夠實現明顯的節能。因為冷凝溫度每升高1℃,單位制冷量的耗電量將增加3-3.5%。不少測試報告顯示,同等條件下,如采用蒸發式冷凝器后,能降低制冷裝置能耗10%左右。

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