影響蒸發(fā)式冷凝的主要因素有哪些呢?
來源：
廣東捷邦節(jié)能 日期：2019-03-26
在制冷工藝中，冷凝器設(shè)計(jì)合理是提高制冷能效比的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。根據(jù)冷卻劑的不同種類，冷凝器可歸結(jié)為四類，即水冷式、空冷式、水-空氣冷卻式（蒸發(fā)式和淋水式）以及靠制冷劑蒸發(fā)或其他工藝介質(zhì)進(jìn)行冷卻的冷凝器。在制冷與空調(diào)裝置中，前兩類使用較普遍，水-空氣冷卻式在近年來也開始應(yīng)用。
水冷式冷凝方式適用于水資源較為豐富的地區(qū)，空冷式冷凝方式適用于水資源缺乏的地區(qū)，空冷式冷凝器的傳熱系數(shù)小,一般應(yīng)用于小型制冷機(jī)組。缺水嚴(yán)重地區(qū)，水冷式冷凝方式受到了嚴(yán)格限制，而蒸發(fā)式冷凝技術(shù)的發(fā)展為解決這個(gè)問題提供了方向。
蒸發(fā)式冷凝以水和空氣的混合物作為冷卻介質(zhì)， 其中，氣態(tài)制冷劑冷凝過程所放出的凝結(jié)潛熱主要依靠冷卻水的蒸發(fā)帶走。蒸發(fā)式冷凝器的傳熱系數(shù)約為臥式水冷式冷凝器的1/2，則蒸發(fā)式冷凝器所需的換熱面積約為管殼式冷凝器的2倍。但其冷凝溫度可以保持在35～37℃以下，能提高制冷壓縮機(jī)的制冷效率，冷凝溫度的降低，使冷凝壓力下降，可延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命，降低機(jī)組維修費(fèi)用。
那影響蒸發(fā)式冷凝的主要因素有哪些呢?
廣東捷邦公司為您整理分析如下，這些因素將對(duì)強(qiáng)化蒸發(fā)冷凝換熱，改善換熱器性能具有實(shí)際意義。
1. 換熱面積
蒸發(fā)式冷凝器換熱面積是衡量冷凝器換熱能力的關(guān)鍵指標(biāo)，它取決于冷凝器換熱量的大小及其具體的結(jié)構(gòu)形式。換熱器面積一般可通過分析蒸發(fā)式冷凝的熱傳遞過程建立熱平衡方程計(jì)算得到，由于換熱器表面存在著蒸發(fā)水膜，在進(jìn)行熱平衡計(jì)算時(shí)，傳熱溫差以及傳熱系數(shù)均與水膜溫度有關(guān)，水膜溫度、空氣終態(tài)溫度等參數(shù)相互影響制約，使整個(gè)計(jì)算復(fù)雜化，因此不宜用于工程設(shè)計(jì)計(jì)算。
近年來在熱平衡及數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上得出簡(jiǎn)化計(jì)算方法，即將與冷凝溫度對(duì)應(yīng)的飽和空氣焓值與冷凝器進(jìn)出口空氣平均焓值的差值乘以一個(gè)修正系數(shù)得出單位熱負(fù)荷，從而確定冷凝器的面積。這種方法較為簡(jiǎn)單，但要通過大量實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確確定修正系數(shù)。
2.冷卻水流量及冷卻水覆蓋率
冷卻水流量是正確匹配冷卻水泵功率的重要參數(shù)。冷卻水覆蓋率表示熱表面被冷卻水覆蓋的百分比。蒸發(fā)式冷凝所能實(shí)現(xiàn)的理想狀態(tài)模型是冷卻水能連續(xù)地在換熱表面形成均勻的薄膜，且100%地覆蓋換熱表面。蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)中冷卻水流量是蒸發(fā)消耗量和最小循環(huán)水量之和。蒸發(fā)消耗量是指被蒸發(fā)成水蒸氣并被排出系統(tǒng)所散失的冷卻水量。最小循環(huán)水量是指提供覆蓋整個(gè)冷凝器表面所需的最少冷卻水量，它吸收冷凝器的凝結(jié)潛熱，在下落過程中又將熱量傳遞給冷卻空氣流，使之在流回水箱前溫度降到噴淋時(shí)的溫度。
目前，蒸發(fā)式冷凝器所采用的蛇型盤管采用錯(cuò)排，這種排列方式可以增加冷卻空氣流的擾動(dòng)性，有利于換熱。冷卻水與盤管束的換熱屬于外掠圓管束流動(dòng)換熱，其特征表明，只有前兩排保持外掠圓管特征外，后面的流動(dòng)將被前排管子引起的渦旋所干擾，流動(dòng)狀況變得復(fù)雜。市場(chǎng)中有兩種改進(jìn)方式，一種方式是犧牲水泵的功率，加大循環(huán)冷卻水的流量。另一種是改變蛇型盤管管的斷面形式，用橢圓形管代替圓形管。
必須尋求一種連續(xù)不斷的換熱器表面形式，將冷凝器的外掠管換熱改變成平壁換熱或者接近平壁換熱的形式，這樣才能在冷凝器表面形成有利于蒸發(fā)換熱的連續(xù)薄層。
3. 冷卻空氣流量與空氣流速
確定冷卻空氣流量時(shí)，主要考慮兩個(gè)方面的因素：一是將冷卻水冷卻并接近濕球溫度；二是能達(dá)到盤管間保持3~5m/s的空氣流速所需的風(fēng)量。應(yīng)盡量從蒸發(fā)冷凝換熱的特征上改變冷凝器換熱器形式，以強(qiáng)化換熱。
4.空氣焓差利用系數(shù)
冷卻空氣流過蒸發(fā)式冷凝器的過程為加濕過程，空氣焓差利用系數(shù)是反映蒸發(fā)式冷凝器運(yùn)行過程中空氣熱交換能力和質(zhì)交換能力的參數(shù)。 冷凝器中空氣流動(dòng)方式、換熱盤管外表面形狀與排列形式、盤管密度將影響空氣焓差利用系數(shù)的大小。
5.初始噴淋溫度
冷卻水的噴淋溫度是決定冷凝溫度的參數(shù)指標(biāo)。蒸發(fā)式冷凝器的冷凝設(shè)計(jì)溫度高于噴淋溫度5~6℃，噴淋溫度的設(shè)計(jì)值為當(dāng)?shù)氐臐袂驕囟?，即冷凝設(shè)計(jì)溫度高于濕球溫度5~6℃。 提高噴淋溫度將直接導(dǎo)致冷凝溫度的上升，從而制冷效率下降。
系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，噴淋溫度高于濕球溫度，其原因一般有以下幾個(gè)：1）冷凝器的冷卻風(fēng)量不足；2）填料體積設(shè)計(jì)不恰當(dāng)；3） 換熱面積設(shè)計(jì)太小，等等。
水冷式冷凝方式適用于水資源較為豐富的地區(qū)，空冷式冷凝方式適用于水資源缺乏的地區(qū)，空冷式冷凝器的傳熱系數(shù)小,一般應(yīng)用于小型制冷機(jī)組。缺水嚴(yán)重地區(qū)，水冷式冷凝方式受到了嚴(yán)格限制，而蒸發(fā)式冷凝技術(shù)的發(fā)展為解決這個(gè)問題提供了方向。
蒸發(fā)式冷凝以水和空氣的混合物作為冷卻介質(zhì)， 其中，氣態(tài)制冷劑冷凝過程所放出的凝結(jié)潛熱主要依靠冷卻水的蒸發(fā)帶走。蒸發(fā)式冷凝器的傳熱系數(shù)約為臥式水冷式冷凝器的1/2，則蒸發(fā)式冷凝器所需的換熱面積約為管殼式冷凝器的2倍。但其冷凝溫度可以保持在35～37℃以下，能提高制冷壓縮機(jī)的制冷效率，冷凝溫度的降低，使冷凝壓力下降，可延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命，降低機(jī)組維修費(fèi)用。
那影響蒸發(fā)式冷凝的主要因素有哪些呢?
廣東捷邦公司為您整理分析如下，這些因素將對(duì)強(qiáng)化蒸發(fā)冷凝換熱，改善換熱器性能具有實(shí)際意義。
1. 換熱面積
蒸發(fā)式冷凝器換熱面積是衡量冷凝器換熱能力的關(guān)鍵指標(biāo)，它取決于冷凝器換熱量的大小及其具體的結(jié)構(gòu)形式。換熱器面積一般可通過分析蒸發(fā)式冷凝的熱傳遞過程建立熱平衡方程計(jì)算得到，由于換熱器表面存在著蒸發(fā)水膜，在進(jìn)行熱平衡計(jì)算時(shí)，傳熱溫差以及傳熱系數(shù)均與水膜溫度有關(guān)，水膜溫度、空氣終態(tài)溫度等參數(shù)相互影響制約，使整個(gè)計(jì)算復(fù)雜化，因此不宜用于工程設(shè)計(jì)計(jì)算。
近年來在熱平衡及數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上得出簡(jiǎn)化計(jì)算方法，即將與冷凝溫度對(duì)應(yīng)的飽和空氣焓值與冷凝器進(jìn)出口空氣平均焓值的差值乘以一個(gè)修正系數(shù)得出單位熱負(fù)荷，從而確定冷凝器的面積。這種方法較為簡(jiǎn)單，但要通過大量實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確確定修正系數(shù)。
2.冷卻水流量及冷卻水覆蓋率
冷卻水流量是正確匹配冷卻水泵功率的重要參數(shù)。冷卻水覆蓋率表示熱表面被冷卻水覆蓋的百分比。蒸發(fā)式冷凝所能實(shí)現(xiàn)的理想狀態(tài)模型是冷卻水能連續(xù)地在換熱表面形成均勻的薄膜，且100%地覆蓋換熱表面。蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)中冷卻水流量是蒸發(fā)消耗量和最小循環(huán)水量之和。蒸發(fā)消耗量是指被蒸發(fā)成水蒸氣并被排出系統(tǒng)所散失的冷卻水量。最小循環(huán)水量是指提供覆蓋整個(gè)冷凝器表面所需的最少冷卻水量，它吸收冷凝器的凝結(jié)潛熱，在下落過程中又將熱量傳遞給冷卻空氣流，使之在流回水箱前溫度降到噴淋時(shí)的溫度。
目前，蒸發(fā)式冷凝器所采用的蛇型盤管采用錯(cuò)排，這種排列方式可以增加冷卻空氣流的擾動(dòng)性，有利于換熱。冷卻水與盤管束的換熱屬于外掠圓管束流動(dòng)換熱，其特征表明，只有前兩排保持外掠圓管特征外，后面的流動(dòng)將被前排管子引起的渦旋所干擾，流動(dòng)狀況變得復(fù)雜。市場(chǎng)中有兩種改進(jìn)方式，一種方式是犧牲水泵的功率，加大循環(huán)冷卻水的流量。另一種是改變蛇型盤管管的斷面形式，用橢圓形管代替圓形管。
必須尋求一種連續(xù)不斷的換熱器表面形式，將冷凝器的外掠管換熱改變成平壁換熱或者接近平壁換熱的形式，這樣才能在冷凝器表面形成有利于蒸發(fā)換熱的連續(xù)薄層。
3. 冷卻空氣流量與空氣流速
確定冷卻空氣流量時(shí)，主要考慮兩個(gè)方面的因素：一是將冷卻水冷卻并接近濕球溫度；二是能達(dá)到盤管間保持3~5m/s的空氣流速所需的風(fēng)量。應(yīng)盡量從蒸發(fā)冷凝換熱的特征上改變冷凝器換熱器形式，以強(qiáng)化換熱。
4.空氣焓差利用系數(shù)
冷卻空氣流過蒸發(fā)式冷凝器的過程為加濕過程，空氣焓差利用系數(shù)是反映蒸發(fā)式冷凝器運(yùn)行過程中空氣熱交換能力和質(zhì)交換能力的參數(shù)。 冷凝器中空氣流動(dòng)方式、換熱盤管外表面形狀與排列形式、盤管密度將影響空氣焓差利用系數(shù)的大小。
5.初始噴淋溫度
冷卻水的噴淋溫度是決定冷凝溫度的參數(shù)指標(biāo)。蒸發(fā)式冷凝器的冷凝設(shè)計(jì)溫度高于噴淋溫度5~6℃，噴淋溫度的設(shè)計(jì)值為當(dāng)?shù)氐臐袂驕囟?，即冷凝設(shè)計(jì)溫度高于濕球溫度5~6℃。 提高噴淋溫度將直接導(dǎo)致冷凝溫度的上升，從而制冷效率下降。
系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，噴淋溫度高于濕球溫度，其原因一般有以下幾個(gè)：1）冷凝器的冷卻風(fēng)量不足；2）填料體積設(shè)計(jì)不恰當(dāng)；3） 換熱面積設(shè)計(jì)太小，等等。
標(biāo)簽：蒸發(fā)式冷凝
下一問題：冷凝器和換熱器一樣嗎？
