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淺析蒸發式冷凝螺桿冷水機組
2016-09-05  來源:互聯網轉載    發布者:小A

1、蒸發式冷凝器的原理

 

        蒸發式冷凝器將水冷式冷凝器和冷卻塔中分開的冷凝過程與水冷卻過程合二為一,它是利用冷卻水在換熱器表面分布成薄膜,水膜與強制流動的空氣直接接觸,被冷卻物料將熱量傳給水膜,水膜發生非飽和蒸發并與空氣進行熱質交換與傳遞,后由空氣帶走熱量的過程。它對傳統冷卻方式進行了兩方面改進:一是減去冷卻水從冷凝器到冷卻塔的傳遞過程,直接實現水的重復利用,節省水泵功耗;二是改變單相冷卻流體用顯熱溫升來冷卻物料的方式,主要用水的潛熱帶走熱量。

 

2、盤管式蒸發式冷凝器

 

        目前被廣泛應用廣、多的一種蒸發式冷凝器是盤管式蒸發式冷凝器。盤管式蒸發式冷凝器(見圖1)是將冷卻水噴淋于管子表面形成水膜,水膜與管內介質完成換熱后,水直接與管外快速流動的空氣接觸并發生熱質交換,完成換熱過程,并由空氣將熱量及水蒸氣帶走,空氣的流動不僅使換熱過程變得更快,而且由于空氣的快速流動,空氣在速個過程都能保持非飽和狀態,其傳熱傳質推動力也更大。

 

圖1 盤管式蒸發式冷凝器示意圖


3、應用蒸發式冷凝器的優勢

 

①、節能。一方面,蒸發式冷凝器將水蒸汽的冷凝與水冷卻過程合二為一,省略了冷卻水從冷卻塔到冷凝器的傳遞階段,加之循環水量僅為水冷式的5%~10%,有效地節約了冷卻水泵的輸入功率;另一方面,蒸發式冷凝器冷卻水溫更接近空氣濕球溫度,其相應的冷凝溫度可以更低,其冷凝溫度比風冷式冷凝系統低10~15℃,比水冷式冷凝系統低3~8℃,進而提高制冷主機的能效。

 

②、節水。冷卻水在冷凝器中的溫升約5~8℃,即1kg 水帶走25~35 kJ 的熱量,而蒸發式冷凝器主要通過冷卻水潛熱來完成換熱的,1kg 水吸熱蒸發可以帶走2450kJ 的熱量,另外,蒸發式冷凝器耗水量僅為排熱量的1‰-3‰,使得蒸發式冷凝器實際運行中的用水量為冷卻塔系統的5%~15%,節約了水資源。

 

③、熱交換性能好。一方面,由于水的蒸發潛熱大,單位水的吸熱量大,在換熱器內外,水、空氣與冷卻介質交錯流動,使傳熱速度更快,傳熱效率增加,從而達到高效換熱效果;另一方面,由于其采用強化換熱技術,可使系統的效率得到大大的提高。

 

④、占地面積小。蒸發式冷凝器集冷凝盤管組、循環水泵、軸流風機、集水盤和連接水管于一體,把冷卻過程進行一體化,而且結構十分緊湊,因此其占地面積僅相當于冷凝器與冷卻塔的總占地面積的30%~60%,在土地資源日益緊張的今天,有特別重要的意義。

 

⑤、運行費用低。在運行中,除如上所述的節能節水效果外,蒸發式冷凝器還排除了冷卻塔系統中因大量用水而產生的水處理問題,使運行費用大大降低。冷凝器和冷卻塔的綜合初投資,實際上高于蒸發式冷凝器。

 

4、經濟效益分析

     

  綜上所述兩個方案,主機采用蒸發式螺桿冷水機組的配置形式,其優勢為:


①、由于采用蒸發式冷凝技術后,機組冷凝壓力低,使得壓縮機輸入功率減少,不需要冷卻塔及大功率冷卻水泵; 使得空調整機能效比高,系統節能。
 

②、比采用水冷式螺桿冷水機組年節約運行電費8.85萬元,節能率為15%。
 

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