蒸发式冷凝器的发展历程

蒸发式冷凝器的传热模式相对于蒸发器没有那么大的变化。一般情况下，蒸发式冷凝器的换热盘管模式确定后，设备的循环风量以及喷淋水流量都相对固定了。只要确定冷凝温度和空气中的相对湿度，其排热能力也就可以确定了。但经过科研人员的努力和测试，还是研制出不少蒸发式冷凝器新产品。

业内普遍认知的传热盘管由圆管演变成椭圆管^[15]，椭圆形的管子可以排列得更加紧凑，从而在同等空间内获得比圆管更大的盘管表面积；也同时具有更小的空气阻力，允许有更大的循环水量（图5-14）。这种椭圆盘管构成的蒸发式冷凝器型号通常称为ATC-E型。这种蒸发式冷凝器在国内大量使用。

这家公司为了进一步提高蒸发冷却能力和干冷能力，又研发了一种名为Ellipti-fin^TM独特的螺旋翅片管（带内螺纹）盘管技术^[15]。螺旋翅片管比普通翅片圆管具有更小的空气阻力，从而节省用水和减少能耗（图5-15）。由这种盘管构成了新型的eco-ATC蒸发式冷凝器。

图5-14 圆管向椭圆管不同的模式演变

在eco-ATC蒸发式冷凝器的基础上，为了节约用水，在螺旋翅片管（带内螺纹）盘管和挡水板的上方，又增加了一组带铝翅片的不锈钢盘管，使这种蒸发式冷凝器能完全在干式状态下运行（图5-16），这种蒸发式冷凝器的系列号为ATC-DC-EF型（图5-17）。这种设备在美国Wichita KS（堪萨斯州威奇托市）附近的一家肉制品加工厂进行每天24h运行测试，用三种不同系列的蒸发式冷凝器比较，冷凝温度35℃，湿球温度25.6℃，得出的运行比较结果见表5-2、表5-3和表5-4。目前，这家公司在国内的生产线已经开始生产这种产品，并接受用户的订货。

图5-15 Ellipti-fin^TM独特的螺旋翅片管蒸发盘管

图5-16 ARID fin-Pak^TM新型蒸发盘管的示意图（安装在Ellipti-fin^TM椭圆管蒸发盘管和挡水板的上方）

图5-17 ATC-DC-EF型蒸发式冷凝器（湿式）运行（喷淋水泵停止时为干式运行）

选取三种不同系列的蒸发式冷凝器进行干式运行的比较。

表5-2 不同系列的蒸发式冷凝器的参数比较

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表5-3 干式运行比较①

①原文献的设置单位采用英制。

表中的100%表示选取的设备完全在干式状态下运行；75%表示有75%的盘管在进行干式运行；50%表示有50%的盘管在进行干式运行。

水循环浓度：在威奇托市（堪萨斯州）水浓度分析，平均4天/次。

运行工作日：每周五天工作日，两天周末。

威奇托市的预计水费：0.0028美元/加仑。

威奇托市的预计水处理费用：0.0031美元/加仑。

电费：0.0637美元/（kW·h）。

从上述的数据分析比较，在湿球温度比较低的地区，这种新型的蒸发式冷凝器比传统的设备在运行费用上要节省75%以上。适合在我国北方、西北地区使用，特别是缺水的地区，工程的制冷量又比较大，完全干式运行解决不了的制冷项目。使用这种设备的前提是：需要环境气候污染比较轻，配套有好的水处理设备。否则环境和水中的污垢很容易把换热盘管上的翅片堵死，使换热效果急速下降。

表5-4 运行费用比较

当然，这种换热形式的改变，原有的换热计算公式已经不再适用，需要完整的理论数据的支持和试验平台的反复测试，才能推向市场。