6
小氮肥 2006年 第
3期
蒸发式冷凝器的特点及其应用
邱嘉昌 刘黄炳
(上海市商业设计研究院 200092) (上海上枫制冷设备有限公司 200436)
1 蒸发式冷凝器的应用前景
冷式冷凝器的10%,水泵的能耗将明显降低;采用风冷式冷凝器,虽然不用水泵,只需要风机,但其空气流量要比蒸发式冷凝器大数倍,而且还造成冷凝器压力较高。
从20世纪80年代起,我国的化工行业和食品冷库工程也开始采用蒸发式冷凝器代替水冷式冷凝器,近20年的应用实践,证明它有明显的节能效果。
.冷凝器是制冷系统主要的热交换设备之一,
其作用是将压缩机排出的高温、过热蒸气冷却成液态制冷剂。根据冷却介质和冷却方式的不同,常用的冷凝器一般可分为水冷式(又分为壳管式、套管式、沉浸式等)、空气冷却式(或称风冷式)及蒸发式(制冷剂在管内冷凝,管外同时受到水及空气的冷却)3种。显然,选择不同形式的冷凝器,其水泵和风机的能耗不同,同时造成的冷凝压力差异又影响压缩机压缩过程的功耗和制冷效果,,足够的重视。
、分散式及小型制冷系统。而大、中型制冷系统,过去应用最多的是立式或卧式壳管式冷凝器,同时为了减少冷却水消耗量,大多使用循环水,故需建有冷却水塔或凉水池,因而造成了冷凝器和冷却水塔装置占地面积大、循环水泵和冷却水塔风机功耗均较大的缺点。
表1 对62家冷库所用冷凝器型式的调查\[1\]
冷凝器型式立式 卧式 蒸发式 空气冷却式板式
冷凝器/个
235881
如图1所示,冷却水由循环水泵送至冷凝盘
管的上部,经喷嘴喷淋至冷凝管组外表面形成水膜往下流动,由于水膜中部分水蒸发时吸收热量而使管内高温、高压的制冷剂蒸气冷凝成液体。空气则由箱体下方进入,沿冷凝管组的下部向上流动,并将冷凝器管外的水蒸气带走。当空气温度低于水温时,还可起一定的冷却作用。未蒸发的水仍返回至箱底水池中,用浮球保持一定的水位,依此循环工作。由此可见,蒸发式冷凝器主要是利用流经换热盘管的水膜中部分水的汽化潜热,这与风冷式和水冷式冷凝器利用显热来吸收制冷剂蒸气的热量是完全不同的
。
注:62家冷库中,美国58家和加拿大4家有的冷库采用2种型式的冷凝器
蒸发式冷凝器具有节水、节电和结构紧凑、占地面积小等优点,是一种能源节约型产品,具有良好的发展前景。从20世纪70年代起,国际上发达国家开始改用蒸发式冷凝器代替水冷式冷凝器。表1显示美国等的冷库中已普遍采用蒸发式冷凝器。由于蒸发式冷凝器的循环水流量仅为水
图1 上吸风逆流式
2.2 结构型式及特点
目前国内可供选用的蒸发式冷凝器主要有2
小氮肥 2006年 第种结构型式。
3期
7
图1所示为上吸风逆流式,空气从箱体四周风格栅进入,从机组顶部排出,依靠盘管表面与制冷剂进行换热。
图2所示为上吸风横流-顺流式,空气从机组顶部和侧面进入,再从另一侧顶部排出,故填料冷却喷淋水为横流式,而与盘管内制冷剂的换热为顺流式。上海上枫制冷设备有限公司研制的SFL型蒸发式冷凝器即属于这种型式
。
定为220m/(h・kW),也有的按单位面积通风
32\[2\]
量300～340m/(h・m)配置。增大风量有利于增大传热系数,但配风量与进风湿球温度有关。湿球温度高时,配风量一般应较大,但风机的电耗也随之增加,同时不适当地增加风量会使带走的水滴增加,即水的飞溅损失加大,导致冷却水消耗量增大。上枫制冷设备有限公司SFL系列产品采用的是上海交通大学设计的高效、低噪声专用风机。
(3)喷淋水管和喷嘴。喷淋水的水量配置和均匀布水对蒸发式冷凝器盘管的换热效果有很大影响。根据经验,喷淋水量以能全部润湿盘管表面、形成连续的水膜为最佳,以获得最大的传热系数,并减少水垢。水量过大,反而不利于热交换,同时会造成水泵功率增大多数厂采用大型防堵(由)和PVC制成的布水,我
3
国机械行业标准规定为0.12m/(h・kW)。
(4)高效脱水器(挡水板)。挡水板能将热湿空气中夹带的水滴挡住,减少水耗。挡水板通常由耐腐蚀的PVC材料制成,分组装于机组内,易于拆卸。目前各厂的挡水板效率均较高,据称水的飘逸率仅0.001%～0.002%。3 蒸发式冷凝器的优点
(1)节水。一般1kg冷却水能带走16.75～25.12kJ热量,而1kg水在常压下蒸发能带走约2428kJ热量,因而蒸发式冷凝器理论耗水量仅
3
图2 2.3 (1)换热盘管盘管,不用肋片形式增加换热面积,主要原因是光管易于清洗、除垢。管材多为
6
小氮肥 2006年 第
3期
蒸发式冷凝器的特点及其应用
邱嘉昌 刘黄炳
(上海市商业设计研究院 200092) (上海上枫制冷设备有限公司 200436)
1 蒸发式冷凝器的应用前景
冷式冷凝器的10%,水泵的能耗将明显降低;采用风冷式冷凝器,虽然不用水泵,只需要风机,但其空气流量要比蒸发式冷凝器大数倍,而且还造成冷凝器压力较高。
从20世纪80年代起,我国的化工行业和食品冷库工程也开始采用蒸发式冷凝器代替水冷式冷凝器,近20年的应用实践,证明它有明显的节能效果。
.冷凝器是制冷系统主要的热交换设备之一,
其作用是将压缩机排出的高温、过热蒸气冷却成液态制冷剂。根据冷却介质和冷却方式的不同,常用的冷凝器一般可分为水冷式(又分为壳管式、套管式、沉浸式等)、空气冷却式(或称风冷式)及蒸发式(制冷剂在管内冷凝,管外同时受到水及空气的冷却)3种。显然,选择不同形式的冷凝器,其水泵和风机的能耗不同,同时造成的冷凝压力差异又影响压缩机压缩过程的功耗和制冷效果,,足够的重视。
、分散式及小型制冷系统。而大、中型制冷系统,过去应用最多的是立式或卧式壳管式冷凝器,同时为了减少冷却水消耗量,大多使用循环水,故需建有冷却水塔或凉水池,因而造成了冷凝器和冷却水塔装置占地面积大、循环水泵和冷却水塔风机功耗均较大的缺点。
表1 对62家冷库所用冷凝器型式的调查\[1\]
冷凝器型式立式 卧式 蒸发式 空气冷却式板式
冷凝器/个
235881
如图1所示,冷却水由循环水泵送至冷凝盘
管的上部,经喷嘴喷淋至冷凝管组外表面形成水膜往下流动,由于水膜中部分水蒸发时吸收热量而使管内高温、高压的制冷剂蒸气冷凝成液体。空气则由箱体下方进入,沿冷凝管组的下部向上流动,并将冷凝器管外的水蒸气带走。当空气温度低于水温时,还可起一定的冷却作用。未蒸发的水仍返回至箱底水池中,用浮球保持一定的水位,依此循环工作。由此可见,蒸发式冷凝器主要是利用流经换热盘管的水膜中部分水的汽化潜热,这与风冷式和水冷式冷凝器利用显热来吸收制冷剂蒸气的热量是完全不同的
。
注:62家冷库中,美国58家和加拿大4家有的冷库采用2种型式的冷凝器
蒸发式冷凝器具有节水、节电和结构紧凑、占地面积小等优点,是一种能源节约型产品,具有良好的发展前景。从20世纪70年代起,国际上发达国家开始改用蒸发式冷凝器代替水冷式冷凝器。表1显示美国等的冷库中已普遍采用蒸发式冷凝器。由于蒸发式冷凝器的循环水流量仅为水
图1 上吸风逆流式
2.2 结构型式及特点
目前国内可供选用的蒸发式冷凝器主要有2
小氮肥 2006年 第种结构型式。
3期
7
图1所示为上吸风逆流式,空气从箱体四周风格栅进入,从机组顶部排出,依靠盘管表面与制冷剂进行换热。
图2所示为上吸风横流-顺流式,空气从机组顶部和侧面进入,再从另一侧顶部排出,故填料冷却喷淋水为横流式,而与盘管内制冷剂的换热为顺流式。上海上枫制冷设备有限公司研制的SFL型蒸发式冷凝器即属于这种型式
。
定为220m/(h・kW),也有的按单位面积通风
32\[2\]
量300～340m/(h・m)配置。增大风量有利于增大传热系数,但配风量与进风湿球温度有关。湿球温度高时,配风量一般应较大,但风机的电耗也随之增加,同时不适当地增加风量会使带走的水滴增加,即水的飞溅损失加大,导致冷却水消耗量增大。上枫制冷设备有限公司SFL系列产品采用的是上海交通大学设计的高效、低噪声专用风机。
(3)喷淋水管和喷嘴。喷淋水的水量配置和均匀布水对蒸发式冷凝器盘管的换热效果有很大影响。根据经验,喷淋水量以能全部润湿盘管表面、形成连续的水膜为最佳,以获得最大的传热系数,并减少水垢。水量过大,反而不利于热交换,同时会造成水泵功率增大多数厂采用大型防堵(由)和PVC制成的布水,我
3
国机械行业标准规定为0.12m/(h・kW)。
(4)高效脱水器(挡水板)。挡水板能将热湿空气中夹带的水滴挡住,减少水耗。挡水板通常由耐腐蚀的PVC材料制成,分组装于机组内,易于拆卸。目前各厂的挡水板效率均较高,据称水的飘逸率仅0.001%～0.002%。3 蒸发式冷凝器的优点
(1)节水。一般1kg冷却水能带走16.75～25.12kJ热量,而1kg水在常压下蒸发能带走约2428kJ热量,因而蒸发式冷凝器理论耗水量仅
3
图2 2.3 (1)换热盘管盘管,不用肋片形式增加换热面积,主要原因是光管易于清洗、除垢。管材多为