空氣冷卻器

空氣冷卻器簡(jiǎn)稱(chēng)空冷器,以空氣作為冷卻劑,可用作冷卻器，也可用作冷凝器?？绽淦髦饕晒苁⒅Ъ芎惋L(fēng)機(jī)組成?？諝饫鋮s器熱流體在管內(nèi)流動(dòng)，空氣在管束外吹過(guò)。由于換熱所需的通風(fēng)量很大，而風(fēng)壓不高，故多采用軸流式通風(fēng)機(jī)(見(jiàn)流體輸送機(jī)械)。 管束的型式和材質(zhì)對(duì)空冷器的性能影響很大。由于空氣側(cè)的傳熱分系數(shù)很小，故常在管外加翅片，以增加傳熱面積和流體湍動(dòng)，減小熱阻。空冷器大都采用徑向翅片?？绽淦髦型ǔ２捎猛鈴綖?5mm的光管，翅片高為12.5mm的低翅管和翅片高為16mm的高翅管。翅片一般用熱導(dǎo)率高的材料(最常用的是鋁)制成，纏繞或鑲嵌到光管上。為強(qiáng)化空冷器的傳熱效果，可在進(jìn)口空氣中噴水增濕。這樣既降低了空氣溫度，又增大了傳熱系數(shù)。采用空冷器可節(jié)省大量工業(yè)用水，減少環(huán)境污染，降低基建費(fèi)用。特別在缺水地區(qū)，以空冷代替水冷，可以緩和水源不足的矛盾。

優(yōu)質(zhì)空氣冷卻器主要由管束、通風(fēng)機(jī)和構(gòu)架3部分組成(圖1) 。管束包括傳熱管、管箱、側(cè)梁和橫梁等。它可按臥式、立式和斜頂式(人字式)3種基本形式布置(圖2)。其中,臥式布置傳熱面積大,空氣分布均勻，傳熱效果好;斜頂布置時(shí),通風(fēng)機(jī)安裝在人字中央空間,占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊。為抵消空氣側(cè)的給熱系數(shù)較低的影響，通常采用光管外壁裝翅片的管子。翅片管作為傳熱管,可以擴(kuò)大傳熱面積。翅片管分層排列,其兩端用焊接或脹接方法連接在管箱上。排管一般為3~8排。管束系列尺寸最長(zhǎng)達(dá)12米。光管外徑常為25毫米和38毫米,翅片高度一般取12~15毫米,管束寬為100~3000毫米。翅片管是空氣冷卻器的核心元件，其形式和材料直接影響設(shè)備性能。管子可用碳鋼、銅、鋁和不銹鋼等制成;翅片材料根據(jù)使用環(huán)境和制造工藝來(lái)確定，大多用工業(yè)純鋁，在防腐蝕要求很高或在制造工藝條件特殊的情況下也采用銅或不銹鋼。翅片可按橫向或縱向排列。翅片管的基本形式(圖3)有:繞片式、鑲片式、軋片式、套片式、焊片式、橢圓管式、紊流式(包括輪輻式、開(kāi)槽形和波紋形等)。管箱的結(jié)構(gòu)主要有法蘭式、管堵式和集合管式(圖4)。一般前者用于中低壓，后兩者用于高壓。為適應(yīng)管束的熱膨脹，一端管箱不固定，容許沿管長(zhǎng)方向位移。通風(fēng)機(jī)通常采用軸流通風(fēng)機(jī)。

通風(fēng)有鼓風(fēng)和引風(fēng)兩種方式。①鼓風(fēng)式:空氣先流經(jīng)通風(fēng)機(jī)后流入管束。②引風(fēng)式:空氣先流經(jīng)管束后流入通風(fēng)機(jī)。前者操作費(fèi)用較經(jīng)濟(jì)，產(chǎn)生的湍流對(duì)傳熱有利，使用較多。后者氣流分布均勻，有利于溫度精確控制，噪聲小，是發(fā)展的方向。熱流體出口溫度主要靠調(diào)節(jié)通過(guò)管束的風(fēng)量來(lái)控制，即調(diào)節(jié)葉片的傾角、通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和百葉窗的開(kāi)啟程度等。對(duì)冬季易凝、易凍的流體，可采用熱風(fēng)循環(huán)或蒸汽加熱的辦法調(diào)節(jié)流體出口溫度。

空氣(風(fēng))冷卻器主要用于行走機(jī)械(挖掘機(jī)、裝卸機(jī)、叉車(chē)、起重機(jī)、聯(lián)合收割機(jī)、筑路機(jī)械、工程機(jī)械等)，用風(fēng)冷強(qiáng)制將工作介質(zhì)冷卻到要求溫度。

空氣冷卻器翅片管的基本形式有:套片式、繞片式、軋片式、焊片式、橢圓管式、鑲片式、紊流式、輪輻 式、開(kāi)槽形式波紋形式?？諝饫鋮s器的管箱結(jié)構(gòu)主要有法蘭式、管堵式和集合管式。一般法蘭式用于中低壓，管堵式和集合管式用于高壓。

因冷卻水大多數(shù)含有鈣、鎂離子和酸式碳酸鹽。當(dāng)冷卻水流經(jīng)金屬表面時(shí)，有碳酸鹽的生成。另外，溶解在冷卻水中的氧還會(huì)造成金屬腐蝕，形成鐵銹。由于銹垢的產(chǎn)生，冷凝器換熱效果下降。嚴(yán)重時(shí)不得不在殼體外噴淋冷卻水，結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞管子，使換熱效果失去作用。研究的數(shù)據(jù)顯示水垢沉積物對(duì)熱傳輸?shù)膿p失影響巨大，隨著沉積物的增加會(huì)造成能源費(fèi)用的加大。即使很薄的一層水垢就要增加設(shè)備中結(jié)垢部分40%以上的運(yùn)行費(fèi)用。保持冷卻通道中不含礦物沉積物可以很好的提高功效、節(jié)約能源、延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，同時(shí)節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間和費(fèi)用。

長(zhǎng)期以來(lái)傳統(tǒng)的清洗方式如機(jī)械方法(刮、刷)、高壓水、化學(xué)清洗(酸洗)等在對(duì)設(shè)備清洗時(shí)出現(xiàn)很多問(wèn)題:不能徹底清除水垢等沉積物，酸液對(duì)設(shè)備造成腐蝕形成漏洞，殘留的酸對(duì)材質(zhì)產(chǎn)生二次腐蝕或垢下腐蝕，最終導(dǎo)致更換設(shè)備，此外，清洗廢液有毒，需要大量資金進(jìn)行廢水處理。