冷卻冷凝器蒸發(fā)冷卻冷凝器

冷卻冷凝器工作原理

蒸發(fā)冷卻冷凝器以水和空氣作為冷卻介質(zhì)，用水的蒸發(fā)帶走制冷劑的冷凝熱，工作時，冷卻水由水泵送至冷凝管組上部噴嘴，均勻地噴淋在冷凝板管外表面，形成一層很薄的水膜，高溫汽態(tài)制冷劑由冷凝管組上部進(jìn)入，被冷凝板管外表面冷卻水吸收熱量后凝結(jié)成液體從下部流出，吸收熱量的冷卻水一部分蒸發(fā)為水蒸汽，其余落在冷凝器下部集水槽內(nèi)，供水泵循環(huán)使用。冷凝器頂部的風(fēng)機強迫空氣以3~5m/s的速度掠過冷凝板管促使水膜蒸發(fā)，強化冷凝管外放熱，同時使吸熱后的水滴在下落過程中被空氣冷卻，促使水蒸汽隨空氣排出，未蒸發(fā)的水滴被脫水器阻擋落入集水槽，內(nèi)設(shè)浮球閥控制補充冷卻水。

冷卻冷凝器蒸發(fā)冷卻冷凝器應(yīng)用氣象條件

理論上，直接蒸發(fā)制冷，空氣可獲得的最低溫度為濕球溫度，間接蒸發(fā)制冷，空氣可獲得的最低溫度為露點溫度。根據(jù)蒸發(fā)冷卻冷凝器的工作原理可知，濕球溫度與干球溫度差值越大，蒸發(fā)冷卻冷凝器的蒸發(fā)冷卻效果越好。在北方較干燥的地區(qū)，采用蒸發(fā)冷卻冷凝器，可以得到較高的換熱效率。

冷卻冷凝器蒸發(fā)冷卻冷凝器與集中水冷系統(tǒng)的比較

對已建核心機房樓風(fēng)冷型空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行改造時，需綜合考慮安全性、穩(wěn)定性以及換熱效率。可以采用蒸發(fā)冷卻冷凝器或集中冷卻水型空調(diào)系統(tǒng)；在冷凝方式、冷凝溫度、對風(fēng)冷室外機改造方法、工程量、占地面積、系統(tǒng)復(fù)雜程度、靈活性、運行穩(wěn)定性、系統(tǒng)安全性、擴容靈活性等方面，蒸發(fā)冷卻冷凝器均比較優(yōu)越。

由此可見，配置蒸發(fā)冷卻冷凝器的機房專用空調(diào)系統(tǒng)，具有如下優(yōu)點：

1） 系統(tǒng)制冷量高，運行能耗低。同樣環(huán)境溫度條件下，蒸發(fā)冷凝溫度較風(fēng)冷型機組低5~8度，較冷卻水型機組低2~5度，提高了制冷劑單位流量的制冷量，可有效減少壓縮機運行時間，降低空調(diào)能耗。數(shù)據(jù)顯示蒸發(fā)冷卻型比風(fēng)冷型空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能30%左右，可以達(dá)到空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運行的目的。

2 ） 系統(tǒng)維護(hù)費用低。市場上的蒸發(fā)冷卻冷凝器采用耐腐蝕高導(dǎo)熱性金屬材質(zhì)板管，利用高效平面液膜換熱技術(shù)，清洗維護(hù)方便 ，長期運行換熱效率高。

3 ） 系統(tǒng)控制先進(jìn)。采用智能化控制手段，功能齊全，自動化程度高，運行安全可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)冷凝器與室內(nèi)機聯(lián)動控制；具有機組啟停程序管理、全功能故障報警及自我診斷等功能；同時在正常運轉(zhuǎn)時具備缺水保護(hù)功能，達(dá)到節(jié)能、安全、可靠的高效運行。

冷卻冷凝器傳熱傳質(zhì)機理

冷卻段與冷凝段是以氣體中可凝氣的露點來劃分的。從設(shè)備的氣體入口至氣溫為露點時的位置為冷卻段，從露點時的位置至設(shè)備氣體出口為冷凝段。在冷卻段，含不凝性氣體（不凝氣）和可凝性蒸汽（可凝氣）的不飽和氣體，因其中的可凝氣尚未達(dá)到飽和，氣體成分不發(fā)生變化，氣體熱量僅通過氣體界膜傳給換熱管表面，如圖1所示。

冷卻冷凝器設(shè)備設(shè)計方法

設(shè)備設(shè)計的主要內(nèi)容就是根據(jù)工藝設(shè)計要求，完成結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計和傳熱傳質(zhì)計算。傳熱傳質(zhì)計算是根據(jù)氣體物性和設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)計算傳熱系數(shù)和傳熱面積。其計算結(jié)果全面地反映出設(shè)備內(nèi)部傳熱傳質(zhì)過程，因而可根據(jù)計算結(jié)果，對影響熱效率的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行必要的調(diào)整，使設(shè)備滿足工藝要求并具有較高的熱效率。所以，結(jié)構(gòu)設(shè)計和傳熱傳質(zhì)計算不僅同時進(jìn)行而且相互制約。通過對傳熱傳質(zhì)機理及其基本計算方法的分析研究，設(shè)備設(shè)計過程采用下述方法和步驟。

1）根據(jù)氣體入口處可凝氣分壓，由相平衡計算氣體露點。

2）劃分階段。氣體入口溫度至露點為冷卻段；從露點到氣體出口為冷凝段。按氣體溫度將冷凝段分為3一7個計算區(qū)間，保證計算精度。

3）假設(shè)氣體在各溫度點的壓力及氣體由入口至設(shè)備出口的總壓力降HP。

4）各區(qū)間熱量、物料衡算。計算兩相鄰溫度點氣體所放出的熱量以及在各溫度點氣體和已凝可凝氣的流率、冷卻水溫度。

5）計算各區(qū)間氣體傳熱單元數(shù)。

6）初估換熱面積。

7）設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)初估換熱面積，選擇換熱管規(guī)格及材質(zhì)，進(jìn)行管束設(shè)計，從而得出排管參數(shù)、設(shè)備直徑、折流板數(shù)量等設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸。

8）計算殼側(cè)平均傳熱膜系數(shù)及流動壓力降。

9）設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)確定。當(dāng)傳熱傳質(zhì)計算結(jié)果同時滿足下列條件時，設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計和傳熱傳質(zhì)計算結(jié)束，設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)確定，可進(jìn)行施工圖設(shè)計。

（1）初估的傳熱面積不小于所需傳熱面積；

（2）假設(shè)的設(shè)備總壓力降HP與計算出的總壓力降P_x之差的絕對值，小于給定的計算誤差；

（3）在工藝設(shè)計允許的條件下，設(shè)備傳熱面積達(dá)到或接近最小傳熱面積。

10）設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整。當(dāng)計算結(jié)果不滿足上述條件時，應(yīng)進(jìn)行設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整或重新估算總壓力降，重復(fù)其后的設(shè)計步驟，直至滿足設(shè)計要求。在傳熱傳質(zhì)計算過程中，需計算較多的傳熱傳質(zhì)系數(shù)。對不同的氣體物性和設(shè)備形式，其計算公式也各不相同?？筛鶕?jù)設(shè)備的使用場合和具體工藝條件選擇合理的計算公式。