蒸发式和淋水式冷凝器:
蒸发式冷凝器最主要的特点是耗水量少,其工作原理是利用冷却水蒸发时的气化潜热,来吸收制冷剂放出的热量。这与上述两种冷凝器中利用显热来吸收制冷剂的热量完全不同。在空气冷却式和水冷式冷凝器中,是靠冷却介质吸热后温度升高来带走热量,需要的冷却介质流量较大。在蒸发式冷凝器中,由于水的潜热很大,故实现冷凝热量的转移只需少量的冷却水。
一般的水冷式冷凝器中每kg冷却水能带走.~.kJ的热量,而kg水在常压下蒸发能带走约kJ的热量,因而蒸发式冷凝器理论耗水量只为一般水冷式冷凝器的%。实际上由于吹散损失,排污换水等,耗水量约为一般水冷式冷凝器的%~%。因而它特别适用于缺水的地区。
蒸发式冷凝器基本上是冷却塔与冷凝器的组合,由于它省去冷却水在冷凝器中显热传递阶段,使冷凝温度有可能更接近空气的湿球温度,从而降低了压缩机能量消耗。在美国的制冷空调装置中,蒸发式冷凝器应用很广泛。根据国内贸易部对美国冷藏库的考察,冷凝温度与空气湿球温度的温差在.℃以内是比较实际和经济的。在这样条件下,压缩机的动力消耗,蒸发式冷凝器与冷却塔和管壳式冷凝器相结合的系统比较,可节约%以上;与空冷式冷凝器比较,可节约%以上。
蒸发式冷凝器的风机动力消耗,与水冷式的冷却塔相近,仅为空冷式的三分之一。由于降低了水泵的压力与流量,泵的动力消耗约为冷却塔系统的四分之一。
必须说明,蒸发式冷凝器本身起了冷却塔的作用,因此不像一般水冷式冷凝器还需配备冷却塔。表面上看,蒸发式冷凝器的初投资比水冷式高。实际上水冷式冷凝器的初投资,还必须加上冷却塔,水冷式冷凝器和冷却塔的综合初投资,实际上高于蒸发式冷凝器。正是由于初投资省和系统的能耗低,故蒸发式冷凝器在发达国家得到广泛的应用。我国在蒸发式冷凝器的应用上遇到一些具体问题,影响了推广使用。例如,水喷头常堵塞,换热管组严重结垢,噪声较大等。究其原因,一是设计制造水平有待迸一步提高;二是运行管理水平问题。随着国外新技术的引进和国内水平的提高,蒸发式冷凝器在国内的应用将越来越广。
淋水式(又称淋激式冷凝器)的工作原理有些类似蒸发式冷凝器,冷却水通过配水槽流到换热管组上,以水膜的形式往下流。但由于水膜外的空气,并不像蒸发式冷凝器那样在风机作用下以较高的速度流过,影响了水的蒸发。即产生的水蒸气是由自由运动的空气带走,故传热的效果较差。由于传热管之间需保持较大的距离使空气畅通,故这种冷凝器占地面积大,金属耗量大,目前生产和使用较少。
各种冷凝器的特点及适用范围见表-。
综上所述,各种冷凝器各有其优缺点。对于一个特定的场合,选用不同的冷凝器的直接后果是冷凝温度不同,即运行的经济性不同。显然,冷凝温度越高,运行的能耗越大。例如,空冷式冷凝器冷凝能力是随环境空气的干球温度而定,设计的干球温度通常比湿球温度约高.~.℃。因此,用空冷式冷凝器的制冷装置,其冷凝温度要比用蒸发式冷凝器高得多。据报道,采用蒸发式冷凝器时,压缩机的耗功可比采用空冷式冷凝器时节省%,比水冷式节省%。
当然,在选择冷凝器时还必须综合考虑初投资、安装布置位置、操作维护等各方面因素。但是值得指出的是,在实际选用冷凝器时,往往对不同类型的冷凝器,对运行能耗的影响考虑很少。实际上,应对采用不同冷凝器的不同方案进行全面的技术经济分析,然后选择最佳的方案。除了类型选择外,冷凝器的面积是设计选择中另一个重要内容。由于国内制冷装置的维护管理水平普遍较低,适当选择较大的冷凝器面积是符合国情的。随着我国经济的发展,能源短缺将长期存在,电费将呈上涨趋势。因此,冷凝器选择对制冷装置能耗的影响,必须引起制冷工作者的重视。
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