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蒸发冷却(冷凝)器的结构设计

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:蒸发冷却(冷凝)器的结构如图3.85所示。图3.85 蒸发冷却器由上可见,蒸发冷却(冷凝)器在工作原理上是一种同时具有冷水塔和管壳式热交换器性能的热交换器。当管内被冷却的工艺流体不发生相变时,称它为蒸发冷却器;当发生相变(冷凝)时,称为蒸发冷凝器。由于蒸发冷却(冷凝)器中利用了水的蒸发吸热,与空冷器相比,它具有所需传热面小的优点。

蒸发冷却(冷凝)器的结构设计

蒸发冷却(冷凝)器的结构如图3.85所示。热流体流过管内,冷却用流体为空气与喷淋水的混合物,在管外流过。装置顶部装有风机,空气由下部窗口吸入,流过传热管束。装置下部为一蓄水池,水泵将水输送到喷淋管上向传热管喷射。喷淋水受热而使其中部分水分蒸发,其余的则流至蓄水池。流过管束的空气经上部的除雾器除去夹带的水分后,由风机排出。传热管束通常采用光管,因如采用翅片管,其表面无法完全被水润湿,翅片上水的成膜性很差,且翅片间的积水也会削弱翅片的作用,并使热阻增加。因为运行中,必有少量水分被排出的空气带走,所以应向蓄水池适当补充水量。喷淋水一面循环一面蒸发,水中的不纯物就不断浓缩,如果喷淋水中的不纯物达到一定限度以上,在管外要生成污垢,所以在蓄水池底部设有排污装置,连续地排出一定量的水,以便使喷淋水中不纯物的浓度控制在产生污垢的界限值以下。风机安装在顶部,在工作时可使风机下部空间形成负压区域,加速传热管外表面水膜的蒸发,有利于强化传热。

图3.85 蒸发冷却器

由上可见,蒸发冷却(冷凝)器在工作原理上是一种同时具有冷水塔(直接接触式)和管壳式热交换器性能的热交换器。当管内被冷却的工艺流体不发生相变时,称它为蒸发冷却器;当发生相变(冷凝)时,称为蒸发冷凝器。从形式上看,这似乎也是一种空冷器。由于蒸发冷却(冷凝)器中利用了水的蒸发吸热,与空冷器相比,它具有所需传热面小的优点。但是,当被冷却流体的温度在80℃以上时,循环水中的不纯物常常会形成污垢,附着在蒸发冷却器的传热管上,造成使用困难。所以,冷却80℃以上的流体时,最好将空冷器和蒸发冷却器串联起来,即将蒸发冷却器中的除雾器用翅片管代替,使高温热流体先流经翅片管束,预冷到80℃以下后,再进入光管管束进行冷却。蒸发冷却(冷凝)器可用于引擎夹套水的冷却器、压缩机的中间冷却器、润滑油冷却器、空调装置冷却水的冷却器和其他工艺流体的冷却器。如将图3.85的结构稍加改进,即管式结构改为板式结构,热流体(室外空气)与冷流体(室内空气)及喷淋水分别流过板片两侧的通道,则构成板式蒸发冷却器,可用于空调系统,见参考文献[16]。

蒸发冷却(冷凝)器按风机操作不同可分为鼓风式和吸风式(大多用吸风式,图3.85所示即属于该类);按传热元件分有管式及板式。管式又分水平管式与立管式,以水平管式用得最多。水平管式中有异型管及将换热盘管与其他换热单元体结合而成的填料式蒸发冷却(冷凝)器及鼓泡式蒸发冷却(冷凝)器。与水冷式相比,蒸发冷却(冷凝)器所用的循环水量为水冷式时的10%~30%,水泵功耗只有水冷式和冷却塔系统的1/8~1/4,水质处理费低,总的占地面积小。所以,随着水资源及能源紧缺问题的突出,蒸发冷却(冷凝)器的需求量大增,特别在80℃以下冷却领域,蒸发式冷却(冷凝)器有明显优势,应用前景广阔。蒸发式冷却(冷凝)器工程的初投资要比其他冷却(冷凝)器稍大,但随着应用的扩大,产品质量和数量的提高,价格更趋于合理,投资一台蒸发式冷却(冷凝)器一般在1~2年内即可收回投资。(www.xing528.com)

我国对氨制冷装置用的蒸发式冷凝器建立了我国的机械行业标准,JB/T 7658.5—2006。按此标准,对其型号表示法规定如下:

示例:

ZNS500-1:名义排热量,第一次改型的送风式冷凝器

ZNX200:名义排热量200KW的吸风式冷凝器

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