蒸发冷简介

异形管蒸发式冷凝器
图3 异形管蒸发式冷凝器结构示意图
套管蒸发式冷凝器
• 套管式蒸发式冷凝器通过改变冷凝器换热盘管的结构，使其在有限的 空间内获得更大的换热面积，从而实现蒸发式冷凝器的紧凑化，为其 在商用空调系统中的应用提出了解决方案。 • 套管式换热管由内管和外管组成，比普通的蒸发式冷凝器的换热管内 部多了内管，更充分地利用了内部的换热空间，使得制冷剂的一部分 热量可以传递给内管中的冷却水口考虑到制冷剂在水平管(外管)内凝 结时会形成分层流，为了防止内管被外管内下部液池所淹没， 该套管 式结构采用了偏心布置。冷凝器运行时，高温高压的制冷剂蒸气进入 内外管形成的环形通道，在内管的外壁和外管的内壁凝结，将热量传 递给内管中流动的冷却水和喷淋到外管外壁上的冷却水膜。而外管外 壁上冷却水膜与空气之间的热质传递过程与传统蒸发式冷凝器相同。 显然，这种套管式的换热盘管结构使得在同样的换热体积内比单管结 构多出了内管部分的换热面积，从而较传统的单管结构的蒸发式冷凝 器具有更为紧凑的结构，具备了在商用空调制冷系统中应用的条件。 同时，这里的内管可以采用外壁具有微肋强化表面的高效铜管，外管 则可以采用内壁具有微肋强化表面的高效热浸锌钢管，进一步提高该 冷凝器的紧凑度，并解决换热管束腐蚀的问题。
• 广州市华德工业有限公司是一家公司专业从事板管蒸发冷却式节能空 调制冷设备的研发、设计、生产和销售，是国际空调制冷行业中蒸发 冷却式空调设备的技术领先企业，是国家高新技术企业，自主研发生 产的节能空调比传统空调节能30% 以上. • 主要产品： • 板管蒸发冷却式新风机机组 • 板管蒸发冷却式涡旋冷热水机组 • 板管蒸发冷却式螺杆冷水机组 • 板管蒸发冷却式螺杆冷（热）水机组 • 板管蒸发冷却式螺杆冷热水机组（超高层建筑空调冷源专用） • 板管蒸发冷却式螺杆低温机组
蒸发式冷凝器
• 从蒸发冷凝技术的研究来看，美国和澳大利亚的研究水 平较高。我国蒸发冷凝技术的研究已渐成熟，但与国外 的技术水平还有一定的差距。 • 目前工业上应用最多的是管式蒸发式冷凝器、填料蒸发 式冷凝器与鼓泡蒸发式冷凝器三大类。 • 近几年，对管式蒸发式冷凝器的研究主要集中在高效传 热管的研制及改进和管表面的处理方面，在管型上，采 用椭圆管、异滴形管及交变曲面波纹管到等各种强化传 热管代替现有的光滑圆管，并采用纳米涂层技术，其传 热效果有所提高；对填料蒸发式冷凝器与鼓泡蒸发式冷 凝器来讲主要是通过开发与研制不同的高效换热填料和 鼓泡装置来提高蒸发式冷凝器的换热效果。目前，在传 统的换热器研究及应用中，已形成了一种“以板代管” 的趋势。
蒸发发式冷凝器的强化传热分析
• 在板式蒸发式冷凝器中，从喷嘴或其他喷淋装置喷洒在冷凝板束上的 水是紧贴板壁而下降，是典型的连续性降膜，尤其是板问加装了填料 更是如此，水膜在沿板壁下降的过程中被空气吹成小水滴的几率很小， 下降的水膜被吹散成小水滴飘飞上扬与空气发生充足的热交换，然后 蒸汽被空气带走，达到更好的传质传热的目的。 • 在板式蒸发式冷凝器中，采用逆风操作会使下降的水膜受托滞，水膜 厚度变厚，增大了热阻，削弱了换热强度，不利于板与水膜的热交换； 采用顺风操作时，下降的大部分水膜同样有充足的时间与板及空气发 生热交换，另外受剪切力的影响，顺风操作可以使水膜厚度变薄，减 小热阻，强化换热强度；采用错流风向操作，同样也可以达到上述强 化换热的效果，而且还可使整台装置结构更加紧凑，大大降低水泵的 扬程，减少水泵的功耗。无论采用哪种风向操作，如果板间不加装填 料，可能会有一小部分水膜直接被吹落或来不及与板发生充分的热交 热而直接被吹下，使得这一部分水做“微功”或“无功”循环，同时， 通过这部分的空气也是“微功”或“无功”操作，不但使水泵的功耗 受损，也使风机的功耗受损，造成能耗的大量浪费。因此，在板式蒸 发式冷凝器中，无论采用哪种风向操作板间均需要加装填料。
填料蒸发式冷凝器
图l 填料蒸发式冷凝器结构示意图
鼓泡蒸发式冷凝器
• • 鼓泡蒸发式冷凝器主要由高效冷凝盘管、过热蒸汽冷凝器、浅水层鼓泡装置3 部分构成。 该类蒸发式冷凝器是在冷凝盘管前设置一个过热蒸汽冷凝器，先以冷凝盘管 出口空气对制冷剂蒸汽进行预冷，然后制冷剂流入冷凝盘管进行冷凝。在过 热蒸汽冷凝器中，蒸汽被冷却到接近饱和温度后再进入冷凝盘管，一方面可 以防止喷淋水在高温段的结垢，另一方面提高了冷凝盘管的利用效率，使蒸 发式冷凝器传热效果提高10％左右。鼓泡蒸发式冷凝器的冷凝盘管采用的是 金属肋片式换热盘管，盘管通过液压使金属肋片与管壁紧密贴合，其接触热 阻几乎为零。另外，高强度的金属肋片增加了空气与水之间的换热面积，大 大提高了单位体积的换热面积，使蒸发式冷凝器的结构更加紧凑，制冷剂的 冲灌量更少。而且在系统冷凝负荷较低或外界环境温度较低时，大多可以采 用风直接冷却，解决了冬季的冻结问题。 在蒸发式冷凝器底部设置浅水层鼓泡装置是该类蒸发式冷凝器的主要特点， 流经换热盘管的水降落在装置上，风机引入的新风鼓动水层形成大量的气泡， 令空气与水的接触面积得到最大限度的增加，强化了二者之间的传热传质过 程，经鼓泡后的湿热空气从旁边独立的风道排出，喷淋水的温度被有效地降 低，从而使蒸发式冷凝器的整体性能得以进一步提高。
蒸发式冷凝器的分类
• 蒸发式冷凝器按风机的操作不同可分为鼓 风式和吸风式(目前大多数采用此类风机)， 从其换热的核心部件的结构分为管式蒸发 式冷凝器和板式蒸发式冷凝器两大类。
管式蒸发式冷凝器
• 管式蒸发式冷凝器又可以分为水平管式与 立管式两类，目前工业上应用最多是水平 管式蒸发式冷凝器，通过改变换热盘管管 型结构以达到强化传热的蒸发式冷凝器称 之为异型管蒸发式冷凝器；将换热盘管与 其他换热单元体结合起来构成的蒸发式冷 凝器还有填料蒸发式冷凝器与鼓泡蒸发式 冷凝器。
简介
• 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。
蒸发式冷凝器
• (1)节水。一般1 kg冷却水能带走16. 75～25. 12 kJ热量,而 1 kg水在常压下蒸发能带走约2 428 kJ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%。考虑飞溅 损失、排污换水等因素,实际耗水量约为水冷式的5% ～ 10%。 • 2)节能：由于蒸发冷凝器的冷凝温度随湿球温度而变化， 一般湿球温度比干球温度低6～8℃，这就意味着在同样 环境下，使用蒸发冷凝器，可使冷凝系统的冷凝温度下 降6—8℃和带冷却塔水冷冷凝器相比，由于它是一次性 直接向环境空气排热，可使系统和压缩机节能20%以上。 • (3)由于无需设置冷却塔,故整个装置结构紧凑、体积小、 占地面积少;且安装方便,日常维修工作量小。
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鼓泡蒸发式冷凝器
图2 鼓泡蒸发式冷凝器结构示意图
异形管蒸发式冷凝器
• 异形管蒸发式冷凝器目前采用的异形管主要有椭圆 管、异滴形管、波纹管和交变曲面波纹管等。水从 喷嘴喷洒在冷凝盘管上，流经多层多根换热盘管， 并在盘管外表面形成水膜，下落的水膜与从蒸发式 冷凝器的底部进风栅处进入的空气形成逆流，一部 分水受热直接变成蒸汽被空气带走，另一部分水在 下落过程中被高速气流吹托缓慢下降或被吹散形成 小水滴，飘飞上扬，使其有充足的时间与空气发生 热交换，热量被空气带走。在冷凝盘管进行的热交 换方式以潜热为主、显热为辅的方式进行换热。可 以说异形管蒸发式冷凝器同填料蒸发式冷凝器和鼓 泡蒸发式冷凝器比较，结构得到进一步简化。
蒸发式冷水机组厂家产品分析
• • • • • • • 1.广州市华德工业有限公司 2.佛山市顺德区高美空调设备有限公司 3.南京恒标斯瑞冷冻机械制造有限公司 4.广东欧科空调制冷有限公司 5.广东申菱空调设备有限公司 6.烟台欧森纳地源空调有限公司 7.南京五洲制冷集团有限公司
广州源自文库华德工业有限公司
蒸发冷却式冷水机组 技术调研报告
技术部
简介
• 冷凝器是制冷系统的主要换热设备之一，高温、 高压的制冷剂气体经过冷凝器被冷却为液态。 冷凝器一般可分为3种类型：空气冷却式冷凝 器、水冷却式冷凝器及空气与水联合冷却式冷 凝器，蒸发式冷凝器是空气与水联合冷却式冷 凝器中的一种类型。 • 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,因此冷凝器 的正确选型与配置冷凝器,应引起足够的重视。
板式蒸发式冷凝器
图5 板式蒸发式冷凝器结构示意图
蒸发发式冷凝器的强化传热分析
• 在水平管式蒸发式冷凝器中，水经喷嘴喷洒在换热 盘管上，在盘管外表面形成水膜，流经多层多根换 热盘管，在实际的应用与操作中水膜不可能成片状 流，原因是需要大量的喷淋水，这与开发与研制蒸 发式冷凝器节能节水的初衷相违背，盘管中实际的 水膜流动在柱状流与片状流之间，因此实际的水膜 流动是间断性流动。在水膜的下落过程中，一部分 水从管内制冷剂中吸收热量之后直接变成蒸汽被空 气带走，另一部分水在下落过程中被高速气流吹托 缓慢下降或被吹散形成小水滴，飘飞上扬，使得其 有充足的时间与空气发生热交换，热量被空气带走。 因此，水平管式蒸发式冷凝器大都采用逆风操作。
套管蒸发式冷凝器
图4套管蒸发式冷凝器换热管的结构示意图
板式蒸发式冷凝器
• 板式蒸发式冷凝器是从管式蒸发式冷凝器改进而来的，其操作原理和 管式蒸发式冷凝器基本相同，它也是将冷却塔与冷凝器进行复合，将 传统的水冷和风冷冷却塔的二次冷却换热过程合二为。板式蒸发式冷 凝器主要由换热板束、水循环系统及鼓风机3部分组成，其中换热板 束板与板之间装有填料。 • 冷却水用循环水泵压送到竖直排列的冷凝板束的上方，经喷嘴或其他 喷淋装置喷洒到板束上，当制冷压缩机排出的过热蒸汽进入冷凝换热 板内时，冷却循环水连续不断地喷淋在换热板外侧，在冷凝板片的外 表面形成水膜而流下，水膜从冷凝板壁吸取制冷剂的热量后，在蒸发 作用下，部分水蒸发为蒸汽，被快速流动的空气带走，这样就有效地 利用水的蒸发潜热，以较少的水达到板内制冷剂气体冷凝冷却的目的， 增强传热效果。空气的作用主要是将冷凝板片外面受热蒸发的水蒸汽 带走，当空气的温度低于水温时，它还可以起一定的冷却作用，空气 自下而上或者与喷淋水成交叉流动从水膜表面吹过时，除把水蒸气带 走外，还夹带一部分小水滴。为了减少水的吹散损失，在冷凝板束与 风机之间加装挡水板，它的作用是尽量把空气中夹带的水滴分离下来。
简介
• 由于冷却效果较差、冷凝温度较高,空气冷 却式冷凝器主要用于缺乏冷却水源场所、 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。
填料蒸发式冷凝器
• 填料蒸发式冷凝器是在冷凝盘管下部保留一段PVC填料的热交换层， 用以降低循环水温。空气流自上而下通过冷凝器，与喷淋水同向流动， 并从冷凝器一侧的挡水板处错流流出，另一部分空气从蒸发式冷凝器 下部的进风栅处流入，并从填料热交换层错流流出，这两部分排出的 湿空气通过蒸发式冷凝器上部的轴流风机而排出。 • 这类蒸发式冷凝器的特点是：水和空气在冷凝盘管表面同向流动，飘 落的水由于风压的作用，使水膜在光滑的冷凝盘管上被空气流包裹， 使水膜完全充分地覆盖在管壁，不至于很快剥落，从而可以消除由于 “干斑”而引起的结垢现象；另外，该类蒸发式冷凝器的一次换热发 生在冷凝盘管表面，其换热方式主要是显热换热，二次换热发生在热 交换填料层上，热交换水蒸发效率超过80％，因此该类蒸发式冷凝器 的蒸发冷却过程主要发生在热交换填料层上。采用一次和二次传热面 相结合的复合流动技术是填料蒸发式冷凝器的主要特点，冷凝器上的 一次换热方式采用显热换热，减少了垢层形成的机会；二次换热技术 发生在填料热交换层上，可以充分移走一次换热过程中的余热，冷却 了循环水温，比传统设计的蒸发式冷凝器水温要低6～8℃，从而提高 换热盘管的单位面积换热量，同时也减少了结垢的可能性。