论文部分内容阅读
摘要：本文依据蒸发式冷凝器的结构和特点，对其设备的研究现状进行了分析，同时结合家用空调中其设备系统的应用，对蒸发式冷凝器的相关问题进行了探討，在问题处理的基础上促使蒸发式冷凝器的发展及其推广。
关键词：蒸发式冷凝器；研究现状；应用
Abstract: The structure and characteristics of this paper on the basis of evaporative condenser, analyzed the present study of equipment, combined with the application of the domestic air-conditioning equipment system, and discusses the related problems of the evaporative condenser, prompted the development and promotion of evaporative condenser based on problem processing.
Key words: evaporative condenser; research; application
中图分类号：TB494 文献标识码：A文章编号：
我国虽然是资源能源大国，但人均占有量却非常的少，其中水资源及各种能源的利用紧张程度较高。随着社会的进步和发展，人们对节能的认识不断重视起来，并与我国现代化工业建设的可持续发展形成紧密的联系。我国工业生产中，制冷产生的耗能现象十分严重，同时冷却用水的污染问题也是非常突出。因此，当前工业发展的节能实现已成为社会发展的重点内容。而蒸发式冷凝器则是节能实现的一个典范，能够使冷却水重复利用，使能耗得以降低，并减少了对水及环境的污染。随着冷凝器设备的不断发展，其应用前景也会更为突出。
一、蒸发式冷凝器的概况
蒸发式冷凝器以显热交换和蒸发冷凝为基础，两股温度不同的流体混合时会放出蒸发潜热，使较热流体发生冷却，形成的冷却效应是借助部分液体变成汽态而放出蒸发潜热，最终达到冷凝温度的作用。蒸发式冷凝器由凉水塔改进而成，两者的操作原理基本相同，然而对于凉水塔而言，其将冷却水在冷凝器中显热传递阶段省去，使冷凝温度与空气的湿球温度更为接近，达到的冷凝温度与冷却塔水冷式冷凝器系统相比更低，使压缩机的功耗得以降低，并减少了循环水的用量。蒸发式冷凝器的组成包括鼓风机、水循环系统、换热器三个部分，其中传热部分的换热器为蛇形管组，通常安装在立式箱体内，箱体底部为水盘。换热盘管：冷凝器常采用光管，而随着换热管的进一步更新，出现了椭圆管、交变曲面波纹管、波纹管等新型高效盘管；风机：送风式、吸风式为蒸发式冷凝器的两种类型，吸风式风机在箱体顶上安装，箱体内可维持负压，水的蒸发温度较低，但潮湿气流容易造成风机的腐蚀问题；喷淋水管和喷嘴：蒸发式冷凝器盘管的换热效果受喷淋水水量配置和均匀布水的影响较大，喷淋水量能够全部润湿盘管表面、形成连续水膜的效果最佳，获得的传热系数较大，可促使水垢的减少；挡水板：挡水板可挡住热湿空气中带有的水滴，使水的吹散损失得以减少。
二、蒸发式冷凝器的特点
蒸发式冷凝器盘管顶部的布水系统将冷却水喷淋至蛇形盘管表面，使薄层水膜形成，吸收管内制冷剂部分热量不断蒸发，未蒸发的冷却水回落至水箱进行新的循环；新风由底部的格扇进入箱体，经过换热盘管带走蒸发的水分，在冷凝器顶部以饱和湿空气形式排出。通过水冷、风冷，传热与传质的融为一体，蒸发式冷凝器是冷却塔与水冷式冷凝器的一体化结构，可以形成高效的冷凝效果。其主要特点包括以下几个方面：1.节水：通过水汽化潜热的利用，水冷式冷凝器每1kg冷却水可带走的热量为16.75-25.12kJ，而在常压下蒸发的1kg水可带走的热量约为2428kJ，所以，蒸发式冷凝器耗水量的理论值仅为一般水冷式冷凝器的1%；对排污换水、飞溅损失等因素进行考虑，耗水量的实际值约是水冷式5-10%。蒸发式冷凝器的应用使水的消耗得以减少，对水资源的充分利用及保护具有重要意义。2.节能：环境干球温度对风冷式冷凝器冷凝能力的限制比较突出，而蒸发式冷凝器受限于环境湿球温度，其中，干球温度高于湿球温度8-14e，加之上侧风机造成设备的负压环境，与风冷式冷凝器相比，蒸发式冷凝器达到的冷凝温度较低，冷凝温度每升高达1e，单位制冷量的耗电量则增加3-3.5%，对蒸发式冷凝器进行采用，总功耗的降低也是非常显著，具有明显的节能效果，与其它冷凝器相比可节能20-40%。3.结构紧凑：蒸发式冷凝器内可一次完成传热传质两个过程，因此无需冷却塔，相比于带冷却塔的水冷式冷凝器，其结构更为紧凑。4.环境维护：化工厂常采用壳管式冷凝器，夏季冷凝压力一般较高，常采用“放空降压”，而每次放出的气体不凝性较高，并含有大量的氨气，最高可达90%，氨的损失比较严重，也会对环境造成污染。但蒸发式冷凝器并不存在这种现象，可较好的维护环境生态。
三、家用空调中蒸发式冷凝器的应用
家用空调就是居民自己家中安装的空调。提高人居环境水平成为当今社会关注的问题，特别是2003年“非典”事件后，人们不但要关心室内空气环境的改善、而且也要关心城市、特别是小区空气环境的改善，这些均对家用空调寄予厚望。因此，将室内空气杀菌和抑菌控制技术、空气洁净控制技术和计算机调控技术三者相结合，促使家用空调更健康的发展。使用家用空调机调节室内温、湿度，净化空气，是现代化家庭较理想的高级家用电器用品。空调机种类较多，但多数都是采用窗式机型。功能有单项制冷和制冷制热两用。规格按制冷、热量来划分，每小时3000, 4000, 5500等大卡。购买时要按照房间的大小确定规格。
随着蒸发式冷凝器的进一步应用，其在空调中的使用发展也得到了人们的普遍关注，而倡导绿色环保的今天，污染小、能耗低的蒸发式冷凝器也得到了生产厂家及消费者的青睐。但是，蒸发式冷凝器应用中存在的问题是不可忽视的：1.结垢问题。冷凝器内部结构比较紧凑，吸热较快，内部结垢后则影响其工作效率，最为显著的是对传热性能的影响。结垢产生的因素很多，而流体流动状态、外部环境的作用是十分重要的。对于防垢的实现，化学及物理处理是现有的两种方法。物理处理应用磁、静电技术、超声波技术进行除垢；化学方法采用除垢剂对其进行处理，如加入磷酸盐等。2.水量的分布。蒸发式冷凝器运行时，换热效果受喷淋水水量选择和均匀分布的影响较大，而不同设备形成的喷淋水量也存在差异。国内产品的性能较低，主要是喷淋水量偏小造成的，且喷淋分布并不均匀，需要对喷淋水量的控制问题进行解决。通常，在分配的过程中对防堵式喷淋嘴进行使用，将数量众多的喷水孔取代，使分配系统得以简化，促使水量分布合理性及分配效率的提高，可对此问题进行改善。3.腐蚀问题。由于潮湿环境的长期存在，腐蚀设备的现象十分明显，当腐蚀较为严重时则会影响冷凝器的正常运行。就家用空调而言，蒸发式冷凝器发生腐蚀问题时会对内部流体的交换造成影响，限制了制冷效果的形成，也会增加耗电量，即制冷负荷相同的情况下，实现制冷需要较长时间和更多供电量，使家用空调的能耗不断提高，违背了空调节能的原则。所以，设备的使用需要不断维护冷凝器，表面涂层、化学镀Ni-p等方式则是当前主要的处理措施。4.震动及噪音。空调普遍存在噪音和震动问题，且造成的影响较大。蒸发式冷凝器噪音的来源包括水泵和风机以及箱体噪声和水滴下落的噪音。其中噪声最大是由风机产生的，也是最为主要的噪音来源，一般选用宽叶片，对低噪声轴流风机进行设计可对此问题进行处理。水滴噪声可采用消声毯使噪声降低，箱体噪声采用贴声材料可对其问题进行处理。另外，冷凝器运作时管内高压气体会冲击管壁产生振动，注意管束和箱体连接的稳固性可对震动问题进行处理。
随着家用空调中蒸发式冷凝器的普遍应用，其在家用空调中的发展是显著的。未来设备系统的使用可对受众群体的需求进行考虑，同时结合我国实际的环境情况，促使技术的创新与完善。蒸发式冷凝器原理和设计思想的探索是十分重要的，结合国际先进的技术也是促使其充分利用的有效途径。但我国各地气候差异较大，受客观自然环境的影响，其设计和开发过程中需要对此问题进行考虑并解决。
结束语
总而言之，相比于国际水平，我国蒸发式冷凝器的开发使用比较落后，实际应用中需要解决的问题较多。但其低污染、低能耗的优势是非常明显的，未来应用于家用空调中，可产生较好的经济效益和环境效益，应注重其设备的开发使用及其推广。
参考文献：
[1]刘宪英，葛虹，孙纯武，等.蒸发式冷凝器应用于房间空调器的试验研究[J].暖通空调，1997，27(5)：31-34.
[2]史一忠，郭强弼.氨用蒸发式冷凝器除垢防垢的实践[J].冷藏技术，1999(4)： 16-17.
[3]周景峰.基于蒸发式冷凝器的热泵式海水淡化系统研究[D].西安：西北工业大学，2005.
[4]周景锋，原郭丰，张鹤飞.热泵式海水淡化系统实验研究[J].天津化工，2005，19(2)：22-24.
[5]王少为，于立强.蒸发式冷凝器应用于户式空调的实验研究[J].节能，2003(3)：9-12.
[6]刘焕成，蔡祖康.氨蒸发式冷凝器热工性能实验研究[J].制冷技术，1990(3)：4-9.
关键词：蒸发式冷凝器；研究现状；应用
Abstract: The structure and characteristics of this paper on the basis of evaporative condenser, analyzed the present study of equipment, combined with the application of the domestic air-conditioning equipment system, and discusses the related problems of the evaporative condenser, prompted the development and promotion of evaporative condenser based on problem processing.
Key words: evaporative condenser; research; application
中图分类号：TB494 文献标识码：A文章编号：
我国虽然是资源能源大国，但人均占有量却非常的少，其中水资源及各种能源的利用紧张程度较高。随着社会的进步和发展，人们对节能的认识不断重视起来，并与我国现代化工业建设的可持续发展形成紧密的联系。我国工业生产中，制冷产生的耗能现象十分严重，同时冷却用水的污染问题也是非常突出。因此，当前工业发展的节能实现已成为社会发展的重点内容。而蒸发式冷凝器则是节能实现的一个典范，能够使冷却水重复利用，使能耗得以降低，并减少了对水及环境的污染。随着冷凝器设备的不断发展，其应用前景也会更为突出。
一、蒸发式冷凝器的概况
蒸发式冷凝器以显热交换和蒸发冷凝为基础，两股温度不同的流体混合时会放出蒸发潜热，使较热流体发生冷却，形成的冷却效应是借助部分液体变成汽态而放出蒸发潜热，最终达到冷凝温度的作用。蒸发式冷凝器由凉水塔改进而成，两者的操作原理基本相同，然而对于凉水塔而言，其将冷却水在冷凝器中显热传递阶段省去，使冷凝温度与空气的湿球温度更为接近，达到的冷凝温度与冷却塔水冷式冷凝器系统相比更低，使压缩机的功耗得以降低，并减少了循环水的用量。蒸发式冷凝器的组成包括鼓风机、水循环系统、换热器三个部分，其中传热部分的换热器为蛇形管组，通常安装在立式箱体内，箱体底部为水盘。换热盘管：冷凝器常采用光管，而随着换热管的进一步更新，出现了椭圆管、交变曲面波纹管、波纹管等新型高效盘管；风机：送风式、吸风式为蒸发式冷凝器的两种类型，吸风式风机在箱体顶上安装，箱体内可维持负压，水的蒸发温度较低，但潮湿气流容易造成风机的腐蚀问题；喷淋水管和喷嘴：蒸发式冷凝器盘管的换热效果受喷淋水水量配置和均匀布水的影响较大，喷淋水量能够全部润湿盘管表面、形成连续水膜的效果最佳，获得的传热系数较大，可促使水垢的减少；挡水板：挡水板可挡住热湿空气中带有的水滴，使水的吹散损失得以减少。
二、蒸发式冷凝器的特点
蒸发式冷凝器盘管顶部的布水系统将冷却水喷淋至蛇形盘管表面，使薄层水膜形成，吸收管内制冷剂部分热量不断蒸发，未蒸发的冷却水回落至水箱进行新的循环；新风由底部的格扇进入箱体，经过换热盘管带走蒸发的水分，在冷凝器顶部以饱和湿空气形式排出。通过水冷、风冷，传热与传质的融为一体，蒸发式冷凝器是冷却塔与水冷式冷凝器的一体化结构，可以形成高效的冷凝效果。其主要特点包括以下几个方面：1.节水：通过水汽化潜热的利用，水冷式冷凝器每1kg冷却水可带走的热量为16.75-25.12kJ，而在常压下蒸发的1kg水可带走的热量约为2428kJ，所以，蒸发式冷凝器耗水量的理论值仅为一般水冷式冷凝器的1%；对排污换水、飞溅损失等因素进行考虑，耗水量的实际值约是水冷式5-10%。蒸发式冷凝器的应用使水的消耗得以减少，对水资源的充分利用及保护具有重要意义。2.节能：环境干球温度对风冷式冷凝器冷凝能力的限制比较突出，而蒸发式冷凝器受限于环境湿球温度，其中，干球温度高于湿球温度8-14e，加之上侧风机造成设备的负压环境，与风冷式冷凝器相比，蒸发式冷凝器达到的冷凝温度较低，冷凝温度每升高达1e，单位制冷量的耗电量则增加3-3.5%，对蒸发式冷凝器进行采用，总功耗的降低也是非常显著，具有明显的节能效果，与其它冷凝器相比可节能20-40%。3.结构紧凑：蒸发式冷凝器内可一次完成传热传质两个过程，因此无需冷却塔，相比于带冷却塔的水冷式冷凝器，其结构更为紧凑。4.环境维护：化工厂常采用壳管式冷凝器，夏季冷凝压力一般较高，常采用“放空降压”，而每次放出的气体不凝性较高，并含有大量的氨气，最高可达90%，氨的损失比较严重，也会对环境造成污染。但蒸发式冷凝器并不存在这种现象，可较好的维护环境生态。
三、家用空调中蒸发式冷凝器的应用
家用空调就是居民自己家中安装的空调。提高人居环境水平成为当今社会关注的问题，特别是2003年“非典”事件后，人们不但要关心室内空气环境的改善、而且也要关心城市、特别是小区空气环境的改善，这些均对家用空调寄予厚望。因此，将室内空气杀菌和抑菌控制技术、空气洁净控制技术和计算机调控技术三者相结合，促使家用空调更健康的发展。使用家用空调机调节室内温、湿度，净化空气，是现代化家庭较理想的高级家用电器用品。空调机种类较多，但多数都是采用窗式机型。功能有单项制冷和制冷制热两用。规格按制冷、热量来划分，每小时3000, 4000, 5500等大卡。购买时要按照房间的大小确定规格。
随着蒸发式冷凝器的进一步应用，其在空调中的使用发展也得到了人们的普遍关注，而倡导绿色环保的今天，污染小、能耗低的蒸发式冷凝器也得到了生产厂家及消费者的青睐。但是，蒸发式冷凝器应用中存在的问题是不可忽视的：1.结垢问题。冷凝器内部结构比较紧凑，吸热较快，内部结垢后则影响其工作效率，最为显著的是对传热性能的影响。结垢产生的因素很多，而流体流动状态、外部环境的作用是十分重要的。对于防垢的实现，化学及物理处理是现有的两种方法。物理处理应用磁、静电技术、超声波技术进行除垢；化学方法采用除垢剂对其进行处理，如加入磷酸盐等。2.水量的分布。蒸发式冷凝器运行时，换热效果受喷淋水水量选择和均匀分布的影响较大，而不同设备形成的喷淋水量也存在差异。国内产品的性能较低，主要是喷淋水量偏小造成的，且喷淋分布并不均匀，需要对喷淋水量的控制问题进行解决。通常，在分配的过程中对防堵式喷淋嘴进行使用，将数量众多的喷水孔取代，使分配系统得以简化，促使水量分布合理性及分配效率的提高，可对此问题进行改善。3.腐蚀问题。由于潮湿环境的长期存在，腐蚀设备的现象十分明显，当腐蚀较为严重时则会影响冷凝器的正常运行。就家用空调而言，蒸发式冷凝器发生腐蚀问题时会对内部流体的交换造成影响，限制了制冷效果的形成，也会增加耗电量，即制冷负荷相同的情况下，实现制冷需要较长时间和更多供电量，使家用空调的能耗不断提高，违背了空调节能的原则。所以，设备的使用需要不断维护冷凝器，表面涂层、化学镀Ni-p等方式则是当前主要的处理措施。4.震动及噪音。空调普遍存在噪音和震动问题，且造成的影响较大。蒸发式冷凝器噪音的来源包括水泵和风机以及箱体噪声和水滴下落的噪音。其中噪声最大是由风机产生的，也是最为主要的噪音来源，一般选用宽叶片，对低噪声轴流风机进行设计可对此问题进行处理。水滴噪声可采用消声毯使噪声降低，箱体噪声采用贴声材料可对其问题进行处理。另外，冷凝器运作时管内高压气体会冲击管壁产生振动，注意管束和箱体连接的稳固性可对震动问题进行处理。
随着家用空调中蒸发式冷凝器的普遍应用，其在家用空调中的发展是显著的。未来设备系统的使用可对受众群体的需求进行考虑，同时结合我国实际的环境情况，促使技术的创新与完善。蒸发式冷凝器原理和设计思想的探索是十分重要的，结合国际先进的技术也是促使其充分利用的有效途径。但我国各地气候差异较大，受客观自然环境的影响，其设计和开发过程中需要对此问题进行考虑并解决。
结束语
总而言之，相比于国际水平，我国蒸发式冷凝器的开发使用比较落后，实际应用中需要解决的问题较多。但其低污染、低能耗的优势是非常明显的，未来应用于家用空调中，可产生较好的经济效益和环境效益，应注重其设备的开发使用及其推广。
参考文献：
[1]刘宪英，葛虹，孙纯武，等.蒸发式冷凝器应用于房间空调器的试验研究[J].暖通空调，1997，27(5)：31-34.
[2]史一忠，郭强弼.氨用蒸发式冷凝器除垢防垢的实践[J].冷藏技术，1999(4)： 16-17.
[3]周景峰.基于蒸发式冷凝器的热泵式海水淡化系统研究[D].西安：西北工业大学，2005.
[4]周景锋，原郭丰，张鹤飞.热泵式海水淡化系统实验研究[J].天津化工，2005，19(2)：22-24.
[5]王少为，于立强.蒸发式冷凝器应用于户式空调的实验研究[J].节能，2003(3)：9-12.
[6]刘焕成，蔡祖康.氨蒸发式冷凝器热工性能实验研究[J].制冷技术，1990(3)：4-9.