蒸发式冷凝器制冷剂
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图解蒸发器与冷凝器换热过程的目的是转换热量,蒸发器与冷凝器的制冷循环的两个必不可少的换热设备,它们工作性能的好坏,直接影响整个制冷循环的工作效率。
1.蒸发器按照冷却流体的不同,蒸发器分为冷却液体和冷却空气两大类。
(1)冷却液体载冷剂蒸发器又称为间接冷却式蒸发器,简称液体蒸发器,常用的液体载泠剂有水和盐水。
在标准大气压下,盐水的凝固点在0℃以下,比水的凝固点(0℃)低,如Nacl(氯化钠)溶液的浓度为13%时,其凝固点为-10℃;而水的比热比盐水大。
所以水可冷却到0℃,适用于空调系统;盐水可冷却到-10~20℃,广泛应用于冷冻食品和制冰等。
这类蒸发器的主要工作特征:先由制冷剂在蒸发器吸热蒸发,将液体载冷剂冷却,再由液泵将低温液体载冷剂送往冷间降温。
(2)冷却空气载冷剂蒸发器又称直接冷却式蒸发器,制冷剂在管内吸热蒸发而把管外空气的温度降低。
按空气流动的原因,它可分为自然对流式和强迫对流式两种。
·自然对流式冷却空气的蒸发器又称排管,这类蒸发器主要应用于冷库中。
制冷剂在排管内流动吸收周围空气的热量汽化,依靠空气的热压作用自然对流,使库内空气冷却,并维持库内低温状态。
·强迫对流式冷却空气的蒸发器这种蒸发器应用于小型空调系统中,如房间空调器等。
它由几排胀接上纯铝质翅片的盘管组成。
胀接翅片的目的是增加传热面积,加强空气的扰动性,提高蒸发器的传热效率。
铝翅片一般经过阳极化处理,以提高其抗腐蚀性能。
翅片厚度通常为0.12~0.20mm,片距1.5~2.5mm,套片管管径Ф8~Ф16mm。
翅片管换热器的型式主要有三种型式,即L型、平直型、和V型。
V型蒸发器的结构:翅片有平、波纹、冲缝翅片三种。
平翅片虽然加工容易,但刚性差、传热性能不好,现已逐渐淘汰,波纹翅片与平翅片相比,刚性好,传热面积增加,且空气流过波纹翅片时,增加了扰动和搅拌效应,因此传热效率提高1/5左右;而冲逢翅片会使通过翅片的空气在槽缝中窜来窜去,因此其扰动和搅拌性能比波纹管还好,使传热效率比波纹片高1/3,但冲缝翅片空气阻力大,容易积尘结垢,反而可能使空调器的制冷量急剧下降。
冷却液体的蒸发器常用冷却液体的蒸发器有两种形式,即卧式壳管式蒸发器(制冷剂在管外蒸发的为满液式,制冷剂在管内蒸发的称干式)和立管式冷水箱。
分别阐述于下。
一、满液式壳管蒸发器如图6-1所示为这种蒸发器的结构图,它与卧式冷凝器相似。
常用于空调有制冷装置中,用来冷却水或盐水。
满液式蒸发器常用能控制液位的浮球阀作节流件,节流后的低温低压液体,进入筒体的下部,充满管外空间,由于存液量很大,故属满液式蒸发器。
被冷却的液体在传热管内往返流动多次,得到冷却。
被冷却的液体的进出口也是做在同一侧的端盖上,下进上出。
壳体上留有若干与制冷系统中其他设备连接的管接头。
氨用满液式蒸发器的传热管一般为Φ25×2.5或Φ32×2.5的无缝钢管。
氟利昂蒸发器一般多用紫铜管或黄铜管,直径在Φ20以下,为了增强传热效果,多采用低肋管。
图6-1满液式蒸发器a)卧式壳管式氨蒸发器b)卧式壳管式氟利昂蒸发器1—安全阀接头2—压力表接头3—浮球阀接头4—放空气旋塞接头5—液体管6—泄水旋塞接头7—放油管接头满液式蒸发器的优点是传热效果较好,结构紧凑、占地面积小且易于安装,但存在制冷剂用量大、受静液柱影响(液面上部和底部的蒸发温度不同)、润滑油不易排出等问题,氨用满液式蒸发器,设有放油管口。
因氟利昂与油互溶,没有放油口,氟用满液式蒸发器常用于离心式冷水机组中,若用于螺杆式冷水机组,则采用喷射器等辅助装置来保证回油。
氟利昂用的壳管式蒸发器如图6-1b所示。
满液式蒸发器中,为了避免压缩机吸回未蒸发完的液体,造成压缩机“液击”,筒内上部应留有一定的空间。
对于氨制冷剂,充液高度应不超过筒径的70%~80%,氟利昂起泡现象更为严重,其充液量应在55%~65%左右。
液面上裸露的传热管,在蒸发器投入运行后被制冷剂泡沫润湿,同样能起到很好的换热作用。
二、干式氟利昂壳管蒸发器在这种蒸发器中,介质的位置与满液式的相反,制冷剂在管内蒸发,被冷却的液体在管外被折流板折返多次得到冷却。
蒸发温度和冷凝温度怎么确定?怎么调试?⼀、冷凝温度:压缩机系统的冷凝温度,是指制冷剂在冷凝器中冷凝时的温度,该温度相对应的制冷剂蒸汽压⼒即冷凝压⼒。
对于⽔冷式冷凝器,冷凝温度⼀般⽐冷却⽔温⾼3-5℃。
冷凝温度是制冷循环中主要运⾏参数之⼀,对于实际制冷装置,由于其他设计参数变化范围较⼩,冷凝温度可以说是最重要的运⾏参数,它直接关系到制冷装置的制冷效果,安全可靠性和能耗⽔平。
⼆、蒸发温度:蒸发温度指制冷剂在蒸发器中蒸发沸腾时的温度,它与相应的蒸发压⼒是对应的,蒸发温度也是制冷系统中重要的参数。
蒸发温度⼀般⽐所需⽔温低2-3℃。
展开剩余63%蒸发温度在理想状态下即是制冷温度,但是实际运⾏中制冷剂的蒸发温度⽐制冷的温度要稍低3到5度。
三、蒸发温度和冷凝温度⼀般怎么确定:蒸发温度和冷凝温度根据需要来,⽐如风冷机组,冷凝温度主要取决于环境温度,⽽蒸发温度就看你应⽤于什么⽅⾯的,空调的蒸发温度⾼些,冷藏低些,冷冻温度更低,甚⾄在⼀些低温领域,要求的蒸发温度更低。
这些参数没有统⼀的,主要看实际应⽤了。
可参考以下⼀些数据:在⼀般情况下,⽔冷:蒸发温度=冷⽔出⽔温度-5℃(⼲式蒸发器),若是满液式蒸发器,则-2℃。
冷凝温度=冷却⽔出⽔温度 5℃风冷:蒸发温度=冷⽔出⽔温度-5~10℃,冷凝温度=环境温度 10~15℃,⼀般取15。
冷库:蒸发温度=冷库设计温度-5~10℃。
四、蒸发器温度对制冷的影响与调节:蒸发温度等于外界实际温度减去传热温差。
蒸发温度过⾼,蒸发器出来的冷风温度⾼,降温慢,甚⾄根本达不到预期的温度。
对制冷循环的影响:过热度⾼,回⽓压⼒低,排⽓压⼒也随着降低,供液管道的压⼒降低,单位流量减少。
这⼀循环使库房降温慢,机器不停的⼯作,磨损⼤,效率低。
蒸发温度过低,要有尺度,如果还不⾄于使机头有潮车现象,库房降温没问题。
排⽓压⼒影响不⼤,排⽓温度降低。
能耗加⼤。
如果蒸发温度过低,超出了底线,回⽓管道带有液体,造成潮车,后果很严重。
家用中央空调清洗之蒸发式冷凝器化学清洗方法家用中央空调清洗在我们的公司官网已经向大家做了相关方面的介绍了,我们也知道空调的各部位清洗的方法也是不同的,如蒸发式冷凝器,今天小编就来向大家介绍下其化学清洗方法。
蒸发式冷凝器是利用制冷剂、水、空气三者之间的交换,将热量带走的热交换制冷设备。
蒸发式冷凝器使用时间长了之后会在在内部结垢,设备长期带垢运行会腐蚀、损坏设备机体,其中对冷凝器危害最大的就是晶间腐蚀、应力腐蚀等,腐蚀会使系统破裂穿孔造成严重的损失。
冷却水系统之所以会结垢,时因为冷却水在使用的过程中没有经过处理或者是没有处理好,水中存留大量的钙、镁、氯等离子,冷却水在循环使用的过程中不断蒸发,水中的各种盐分的浓度不断增大就会形成垢质。
在清理冷凝器内的垢体时,使用工业化学清洗效果最好,但是技术含量非常高清洗的时候不能破坏热镀锌层。
在进行化学清洗之前要注意:1、冷凝器直接清洗容易留清洗死角,所以需要进行局部的改动,改动之后不会影响以后的制冷效果。
2、为了保证清洗的质量,需要借助一套可以移动的清洗喷淋系统,还要在水箱和回液管中分别加一个滤网,以防止残渣堵塞喷淋孔。
3、在清洗之前要检查喷嘴是否畅通,能够喷水。
4、在进行清洗的时候要注意清洗液的水压力和水流量的大小以上向大家介绍了蒸发式冷凝器的化学清洗方法,希望以上的介绍能对您有所帮助,后续小编会向大家接着介绍相应的信息,您可浏览我们官网查询相关信息。
三菱重工海尔中央空调1.三菱重工海尔由日本三菱重工与海尔集团合资,三菱重工占比55%,海尔集团占比45%。
三菱重工为全球前20强企业,(成立于1884年至今134年)世界三大制造业巨头之一(日本三菱重工、德国西门子、美国通用)咱们是日系品牌性价比最高的也是业内最好的产品。
公司成立时间:1993年8月28日,日系品牌进入中国市场的第一家!产地在青岛市的崂山区,是三菱重工在全球最大的商用空调生产基地。
2.三菱重工海尔生产执行日本JIS、ESP标准,产品符合欧盟Rohs(环保)。
蒸发式冷凝器设计手册蒸发式冷凝器是一种常见的热交换设备,它用于将蒸汽或气体从气相转化为液相。
蒸发式冷凝器的设计需要考虑多方面的因素,包括冷凝介质、蒸发介质、冷凝器类型、结构设计、传热效率等。
本手册将介绍蒸发式冷凝器的设计原理和相关计算方法,为工程师提供实用的指导和参考。
一、蒸发式冷凝器的基本原理蒸发式冷凝器是通过将热蒸汽或气体与冷凝介质接触,使其冷却并转化为液体的过程。
冷凝介质可以是冷水、冷冻液或其他制冷介质。
蒸发式冷凝器的基本原理是利用热量的传递和相变的特性实现冷凝。
当热蒸汽或气体与冷凝介质接触时,其温度逐渐降低,热量被传递给冷凝介质,同时蒸汽或气体逐渐凝结成液体。
冷凝介质通过吸收热量而升温,达到制冷的目的。
二、蒸发式冷凝器的主要设计参数1. 冷凝器类型:蒸发式冷凝器主要包括直接蒸发式冷凝器、间接蒸发式冷凝器和冷凝杯式冷凝器等。
不同类型的冷凝器适用于不同的工况和介质。
2. 蒸发介质:蒸发式冷凝器的蒸发介质可以是水蒸气、氨气、制冷剂等。
根据蒸发介质的性质和条件选择合适的冷凝器类型和工艺。
3. 冷凝介质:冷凝介质一般选择冷水、冷冻液或其他制冷介质。
冷凝介质的温度、流量和压力等参数对冷凝器的性能和效率有重要影响,需要合理选择。
4. 尺寸和结构设计:根据冷凝介质的温度、压力和流量等参数,确定蒸发式冷凝器的尺寸和结构设计。
包括冷凝器的长度、直径、管道布局、壳体材料等。
5. 传热效率:蒸发式冷凝器的传热效率是一个重要指标,直接关系到冷凝器的性能和能效。
根据传热原理和冷凝介质的性质,优化冷凝器的传热面积、流体流动方式、传热介质等,提高传热效率。
三、蒸发式冷凝器的设计流程1. 计算冷凝热的需求:根据冷却负荷和蒸发介质的性质,计算蒸发式冷凝器所需的冷凝热量。
2. 确定冷凝介质的参数:根据工况和使用要求,确定冷凝介质的温度、压力和流量等重要参数。
3. 选择冷凝器类型和工艺:根据冷凝介质和工况要求,选择合适的蒸发式冷凝器类型和工艺。
压缩机冷凝器的制冷原理压缩机冷凝器是压缩式制冷系统中的一个重要组件,它扮演着将制冷剂从气态转变为液态的关键角色。
其制冷原理可以通过以下几个步骤来解释。
制冷剂从蒸发器进入压缩机。
在蒸发器中,制冷剂吸收热量,从而产生蒸汽。
这些蒸汽随后通过压缩机的进气口进入压缩腔。
压缩机内部有一个活塞,当蒸汽进入压缩腔时,活塞开始向下运动。
接下来,活塞向下运动时,会增加蒸汽的密度和压力。
随着活塞的运动,蒸汽被压缩成高压气体,并通过压缩机的出气口排出。
这个过程使得蒸汽的温度和压力都升高。
然后,高压气体进入冷凝器。
冷凝器是一个热交换器,通常由一组金属管组成,外部则有一个风扇用于散热。
高压气体在冷凝器中流动,同时与冷凝器的金属管接触。
当高压气体与金属管接触时,它会释放热量,并逐渐冷却下来。
高压气体在冷却过程中逐渐凝结成液体。
这个过程中,制冷剂释放出的热量会被冷凝器散发出去,从而使制冷剂的温度降低。
液体制冷剂随后通过冷凝器的出口流出,并进入膨胀阀。
总结来说,压缩机冷凝器的制冷原理可以概括为:制冷剂经过蒸发器蒸发吸收热量产生蒸汽,然后通过压缩机被压缩成高压气体,进入冷凝器。
在冷凝器中,高压气体通过与金属管接触释放热量,并逐渐冷却凝结成液体。
通过这样的循环过程,制冷剂能够持续地从气态转变为液态,从而实现制冷效果。
压缩机冷凝器在压缩式制冷系统中起到至关重要的作用。
通过将制冷剂的温度降低,它能够有效地实现制冷效果。
同时,压缩机冷凝器的设计和制造也需要考虑到散热效果,以确保制冷剂能够充分地释放热量并保持稳定的工作状态。
因此,在实际应用中,需要根据具体的制冷需求和环境条件,选择合适的压缩机冷凝器,并进行适当的维护和保养,以保证其正常运行和高效工作。
压缩机冷凝器的制冷原理是将制冷剂从气态转变为液态的过程。
它通过蒸发器和压缩机的作用,将制冷剂从蒸汽状态压缩成高压气体,并通过冷凝器的散热作用使其冷却凝结成液体。
这个过程不仅能够实现制冷效果,还能够保证制冷剂的正常循环和稳定工作。
摘要本课程设计是关于蒸发式冷凝器的设计,针对蒸发式冷凝器的换热过程同时存在显热和潜热交换,计算过程比较复杂且方法较多的情况,采用一种简单的蒸发式冷凝器的设计计算方法,通过基本参数确定、盘管设计、水系统设计和风系统设计,进行系统设计计算,得出换热量、传热面积、淋水量、水泵功率和风机功率等设计参数,该方法适用于常规蒸发式冷凝器的设计计算。
关键词:蒸发式冷凝器;盘管;水系统;风系统.AbstractThe evaporative condenser is designed。
For the heat transfer process of evaporative condenser with latent heat exchange and sensible heat exchange,the calculation method is complex. It has a lot of method for evaporative condenser and a simple practical design calculation method of evaporative condenser is used for the design and calculations of the conventional evaporative condenser.Through the calculation of basic parameters, coil design, water system design and air system design,system design calculations were completed. The quantity of heat transfer,the area of heat transfer, the quantity of spray water,pump power and fan power were calculated。
第21卷第1期2021年1月R E F R I G E R A T I O N A N D A I R GC O N D I T I O N I N G 7G13收稿日期:2020G09G10作者简介:谢敬茹,硕士研究生,主要研究方向为蒸发冷却空调技术及应用.2020中国制冷展之蒸发冷却(凝)技术的应用现状分析谢敬茹㊀黄翔㊀寇凡(西安工程大学)摘㊀要㊀通过2020中国制冷展展出的应用蒸发冷却(凝)技术的诸多设备来了解蒸发冷却(凝)技术发展现状.对蒸发式冷气机㊁蒸发式冷凝器㊁冷却塔等相关设备的基本结构㊁工作原理以及应用情况做分析.并对蒸发冷却技术在未来的发展做展望.关键词㊀蒸发冷却技术;节能环保;空调机组;冷水机组;蒸发式冷凝器A n a l y s i s o f t h e a p p l i c a t i o no f e v a p o r a t i v e c o o l i n g(c o n d e n s a t i o n )t e c h n o l o g y i nC h i n aR e f r i ge r a t i o nE x h i b i t i o n2020X i e J i n g r u ㊀H u a n g X i a n g㊀K o uF a n (X i a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y)A B S T R A C T ㊀T h r o u g ha l o t o f e q u i p m e n t a p p l y i n g e v a p o r a t i v e c o o l i n g t e c h n o l o g y ar e e x Gh i b i t e d i n t h e 2020C h i n aR e f r i g e r a t i o nE x h i b i t i o n t o u n d e r s t a n d t h e d e v e l o pm e n t s t a t u s o f e v a p o r a t i v e c o o l i n g t e c h n o l o g y .T h e b a s i c s t r u c t u r e ,w o r k i n g p r i n c i p l e a n d a p p l i c a t i o n o f e Gv a p o r a t i v e a i r c o n d i t i o n e r ,e v a p o r a t i v e c o n d e n s e r ,c o o l i n g t o w e r a n d o t h e r r e l a t e d e q u i p m e n t a r e a n a l y z e d .T h e f u t u r e d e v e l o p m e n t o f e v a p o r a t i v e c o o l i n g t e c h n o l o g y i s p r o s Gpe c t e d .K E Y W O R D S ㊀e v a p o r a t i v e c o o l i n g t e c h n o l o g y ;e n e r g y s a v i n g a n d e n v i r o n m e n t a l pr o t e c t i o n ;a i r Gc o n d i t i o n i n g u n i t ;c h i l l e r ;e v a p o r a t i v e c o n d e n s e r ㊀㊀2020年年初,我们面临了前所未有的挑战,突如其来的疫情让中国人民度过了一个不寻常的春节.由于疫情原因,原定于春天召开的第三十一届国际制冷㊁空调㊁供暖㊁通风及食品冷冻加工展览会(以下简称 2020中国制冷展 )克服困难于8月19日至21日举办.主办方严格执行现场管理措施,确保展览会期间人员健康和安全下完美的拉下帷幕.此次中国制冷展在重庆举办,是中国制冷展首次亮相中西部地区,具有特殊的意义.与往年相同,许多蒸发冷却相关企业齐聚一堂,把握疫情期间这来之不易的交流机会.干燥的空气具有容纳水分的能力,蒸发冷却空调技术正是利用蒸发吸热的这一基本物理现象进行制冷,是一种节能㊁环保㊁经济㊁健康的空调制冷方式.相比于传统机械制冷,利用蒸发冷却技术的设备具有以下优势:其以水作为制冷剂,对环境友好㊁无污染;因其不需要压缩机,所以初投资与运行费用较低;其设备的运动部件少,维护费用较低[1].蒸发冷却技术按照大类可分为:利用蒸发冷却原理制取冷风(水)和利用蒸发冷却原理对制冷系统中冷凝器进行散热两种类型.蒸发冷却空调技术按照技术形式分类可分为:直接蒸发冷却空调技术㊁间接蒸发冷却空调技术㊁间接-直接蒸发冷却复合空调技术㊁蒸发冷却-机械制冷联合空调技术[2].现以以上分类为出发点,对2020中国制冷展所展出的相关蒸发冷却设备及产品进行介绍与分析.㊀ 8㊀第21卷㊀1㊀蒸发冷却制备冷风或冷水1 1㊀制备冷风直接蒸发冷却空调技术用于制备冷风,产出介质(空气)与工作介质(水)直接接触进行热湿交换获取冷风.产出介质与工作介质之间既存在热的交换又存在质的交换[2].利用直接蒸发冷却技术的设备有直接蒸发冷却空调器㊁蒸发式冷气机冷风扇等.目前主要应用于纺织厂㊁服装厂㊁印刷厂㊁电子产品行业㊁地铁㊁公交车站以及公共建筑等场所.1 1 1㊀高压微雾式冷雾式直接蒸发冷却设备高压微雾式冷雾式直接蒸发冷却器的基本原理为:利用高压柱塞泵将经过精密过滤软化后的水加压到30~70b a r 的压力,然后通过直径约为10mm 的高压铜管将加压后的水从 超微孔 喷嘴中喷出,雾化为直径约为1~15μm 的超微水粒子,超微水粒子能够吸收空气中的热量,使空气的湿度增大,温度降低[5].图1为2020中国制冷展展出的高压微雾型冷雾式直接蒸发冷却空调器.可广泛应用于需要降温的各个户外场所以及纺织㊁印刷㊁电子㊁大棚㊁等工农业领域.图1㊀高压微雾式冷雾式直接蒸发冷却空调器实物图1 1 2㊀蒸发式冷气机(冷风扇)蒸发式冷气机(冷风扇)利用空气的显热换得潜热的处理过程,空气发生等焓加湿降温过程.主要由填料㊁循环水泵㊁风机㊁输水管道㊁电控装置等组成.如图2所示,填料可置于蒸发式冷气机四周靠外侧或靠近机组背部进风口和风叶之间的空间,填料的面积越大,空气与水发生直接蒸发冷却的换热面积越大,空气得到冷却越充分.蒸发式冷气机通常采用100%新风的直流式布置方式,气流组织形式大致可分为5类:侧送侧排㊁上送下排㊁中间送上/下排㊁上送上排和下送上排[6].图2㊀蒸发式冷气机原理图和展会展出的几种蒸发式冷气机(冷风扇)实物图蒸发式冷气机近年来发展迅速,已成为蒸发冷却技术中设备技术成熟㊁标准完善㊁应用范围广泛的设备.可应用于机械㊁电子等行业车间㊁户外场所㊁轨道交通站台等需要降温的场所.图3㊀蒸发式冷气机及其在家具厂和物流仓储领域的应用图3所示的蒸发式冷气机,在传统方面有了新的创新.风叶采用一体化弓叶刀前掠式风叶,具有很好整流作用;出风口应用屋檐型格栅,可以有效防止酸性㊁有腐蚀性雨水进入机组,提高使用寿命;且控制面板采用液晶控制面板,操作方便,检㊀第1期谢敬茹等:2020中国制冷展之蒸发冷却(凝)技术的应用现状分析 9㊀ ㊀修方便.在工业厂房㊁物流仓储㊁企业食堂㊁家具厂等不同领域得到了广泛应用.图4为展会中展出的永磁直驱工业大风扇,其作用是将室内的空气扰动形成自然风的效果.扇叶系统参考螺旋桨的设计原理即鸟翼形,材质为航空铝镁合金一体挤压成型,通过T 6特殊工艺处理,强度高㊁韧性好㊁耐疲劳流量大且噪声低;动力系统应用永磁内转子电机,永不退磁,散热快㊁磨损少且无油污污染,使用寿命更长.避免了传统电机电机能耗大㊁噪声大,需保养维护,密封圈老化会漏油等缺点.并采用数字化矢量控制控制系统,运行可靠㊁智能感应㊁升温保护㊁远程联控㊁指令抗干扰性强,是行业内唯一性技术.超大工业风扇高风量㊁低转速,减少混浊空气内循环,可创建舒适㊁健康的生活工作空间.图4㊀永磁直驱工业大风扇实物图创新型蒸发式冷气机搭配永磁直驱工业大风扇,不需要铺设管道,节省了通风管道及安装的人工成本,从而真正实现了扇机的专业性互补.可应用于工厂车间等高大空间,应用范围广,减少设备用量,节能节电且超静音.增加了空间内的含氧量,提高工作效率,尤其在疫情期间,使用全新风的运行模式,污浊㊁有害气体可及时排出室外,及时补进新风.有效防止有害细菌㊁病毒的传播.1 2㊀制备冷水1 2 1㊀风冷+蒸发冷冷水机组蒸发冷凝式冷水机组机组可以分为分体式蒸发冷凝式冷水机组和一体式蒸发冷凝式冷水机组.2020中国制冷展所展出的复合蒸发冷冷水机组为整体式蒸发冷凝式冷水机组如图5,机组采用风冷+蒸发冷凝相结合的技术,其冷凝盘管采用蛇形的无缝不锈钢盘管,抗腐蚀㊁抗结垢性能显著.制冷剂经过蒸发冷盘管时的温度处于水垢溶解度大的区间,抗结垢性能进一步提高.机组采用模块化设计,让使用更加灵活方便.机组最高制冷环温可达55ħ,且35ħ以上高环温下制冷量较常规风冷机组提升最高达17%.该机组制热运行环温最低可达-10ħ.机组的满负荷能效比C O P 可到达4.15,综合部分负荷能效比I P L V (C )高达4.80.图5㊀复合蒸发冷冷水机组实物图此机组主要应用场所为政府公建项目,如政府办公大楼㊁图书馆㊁市民服务中心㊁博物馆等,安装空间受限或者需要高温制冷的项目㊁节能改造项目等.2㊀蒸发冷却散热(蒸发冷凝)2 1㊀蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器将应用于给冷却水降温的冷却塔与传统冷凝器 联合 ,以空气和水作为传热介质,利用冷凝盘管外水的蒸发吸热,通过盘管管壁的导热作用带走高温汽态制冷剂的热量,将高温高压的制冷剂气体冷凝为制冷剂液体.其主要由冷凝盘管㊁喷嘴㊁风机㊁循环水泵等构件组成.蒸发式冷凝器按照冷凝盘管外侧空气与喷淋水的流向可分为逆流式蒸发冷凝器和顺流式蒸发冷凝器.2 1 1㊀顺流式蒸发式冷凝器顺流式蒸发式冷凝器的喷淋水流向与空气掠过冷凝盘管的流向相同.且具有使盘管表面附着水膜不易被空气吹破的优点.图6为顺流式蒸发式冷凝器运行原理图,室外空气有两个进风口进入机组,一个排风口排入大气.工作时,循环水在水泵的作用下经过冷凝盘管上部的布水装置并由喷嘴喷出,均匀地覆盖在冷凝盘管表面.高温气态制冷剂从盘管上部进气口进入,被冷凝的液态制冷剂从盘管底部出液口流出.在机组底部换热填料处,由机组侧面进入的空气与经过热质交换的喷淋水发生蒸发冷却过程,降低了循环水的热量,滴入集水槽中,进而被循环利用.散失到大气中的水分由集水槽内的浮球阀控制水位,给予及时补充.另一部分空气由㊀ 10㊀第21卷㊀机组上部进入,并与喷淋水流向一致(顺流式),在与管外水膜发生热质交换过程后,在轴流风机的作用下从机组上部出风口排出.图7为2020中国制冷展展出的蒸发式冷凝器.图6㊀顺流式蒸发式冷凝器运行原理图图7㊀顺流式蒸发式冷凝器实物图2 1 2㊀逆流式蒸发式冷凝器逆流式蒸发式冷凝器的喷淋水与空气流向相反.工作运行时,高温制冷剂气体从冷凝盘管的上部进气管进入,被冷凝的制冷剂液体从冷凝盘管下部出液管流出.循环水在循环水泵的作用下送至冷凝盘管上面的布水装置,由喷嘴均匀地喷淋在冷凝盘管的表面,形成很薄的一层水膜.在轴流风机的作用下,空气由箱体下部四面进风进入设备内部(逆流式),与水膜发生热质交换.空气在风机的作用下排出大气.循环水吸收了制冷剂的热量以后,一部分蒸发变成水蒸气被轴流风机吸走排入大气,没有被蒸发的水和空气换热后进入集水箱中循环使用.图8㊁图9分别为2020中国制冷展上展出的逆流式蒸发式冷凝器实物图图8㊀逆流式蒸发式冷凝器运行原理图图9㊀逆流式蒸发式冷凝器实物图图10所示为2020中国制冷展上展出的带翅片管预冷的逆流式蒸发式冷凝器实物图和工作原理图,制冷剂经过风冷预冷在进入蒸发冷凝盘管被进一步冷凝.风冷预冷过程:制冷剂首先进入干翅片盘管进行风冷预冷,再通过翅片管与冷凝盘管连接管进入蒸发冷凝部分的冷凝盘管.蒸发冷凝过程:喷淋水由水泵送至蒸发冷凝盘管上方的布水装置.喷淋水由喷嘴喷淋在盘管表面形成一层水膜,并与在轴流风机的作用下进入机组的空气进行热质交换,带走管内热量后循环水下落至集水箱内循环使用,空气由机组上部出风口排㊀第1期谢敬茹等:2020中国制冷展之蒸发冷却(凝)技术的应用现状分析 11㊀㊀出.此时空气温度较低,翅片管内的制冷剂还能够从空气中得到冷却.为防止结垢问题发生,此蒸发式冷凝器配套在线除垢装置,喷淋水要经过在线除垢仪除垢,定期做到补水与排污.图10㊀带翅片管预冷的逆流式蒸发式冷凝器工作原理图和实物图2 2㊀蒸发冷凝热泵机组板管式蒸发冷凝热泵机组由板管式蒸发冷凝器㊁压缩机㊁壳管式蒸发器㊁节流阀等组成.此机组采用平面液膜蒸发冷凝技术,节能节水.机组具有两种不同的运行模式,其工作原理如下.夏季机组制冷系统工作时,冷却水从板管上部均匀地喷淋到板管外表面形成一层很薄的水膜.在轴流风机作用下,空气进入机组内部,掠过水膜,发生热质交换过程;剩下吸热后未蒸发的水,落入底部集水槽.空气由风机排出.压缩机排出的高温高压制冷剂气体由板管上部进入流经板管内部流道于下部流出,与板管外的水膜进行热交换,逐渐被冷凝为低温低压的液态.冷却水从板管上部均匀地喷淋到板管外表面形成一层很薄的水膜.在机组顶端的风机作用下,空气进入机组内部,掠过水膜,发生热质交换过程.空气由顶部轴流风机排出.剩下吸热后未蒸发的水,落入底部集水槽.冬季机组制热系统工作时:压缩机排出的高温高压制冷剂气体经四通换向阀,流经壳管式冷凝器,被冷凝为低温低压的液态.在机组排风机的作用下,空气进入机组内部,板管换热器作为蒸发器,与板管空气进重强化换热,带走空气热量,最后风机排除冷风.喷淋水泵及喷淋水管路此时均处于关闭状态,集水槽㊁喷淋水泵㊁喷淋水管路㊁补水排污管路等处于排空状态.蒸发器侧处于完全无水状态,机组无需防冻液.图11为板管式蒸发冷凝器原理图和板管蒸发冷高效热泵机组实物图.图11㊀板管式蒸发冷凝器原理图和板管蒸发冷高效热泵机组实物图3㊀冷却塔冷却塔的作用是将冷却水温度降低.其工作原理为将温度较高的冷却水通过进水管进入冷却塔,通过布水系统由喷嘴喷淋在填料上.空气由冷却塔下部进入塔内,在风机的作用下与水接触进行热湿交换,水中的热量传给空气,冷却水温被降低[12].图12为开式冷却塔的工作原理图,图13为2020中国制冷展上展出的开式冷却塔和超静音型冷却塔.图12㊀开式冷却塔的工作原理图超静音冷却塔配套进㊁出风口消声器及矩阵㊀ 12㊀第21卷㊀图13㊀开式冷却塔和超静音型冷却塔实物图式消声器,满足地铁站的风道及室内冷却塔噪声要求.消声器采用进口特种憎水消声棉,高憎水㊁高效吸声铝合金消声骨架,导流性好,且消声器角度可调.此消声器不仅应用于冷却塔进出风口处,也可以应用在风道等需要消声㊁降噪的地方.4㊀电化学水处理技术在我国水资源整体短缺的背景下,水资源的合理有效利用尤为重要,在保证蒸发冷却空调换热效果的同时,应考虑如何节水.目前最常用的做法是使用循环水[13].而为了保证蒸发冷却空调系统的正常运行,循环水质的好坏就显得尤为重要.若水质不佳,则极易发生腐蚀㊁结垢㊁微生物粘泥等水质问题,增加管道阻力,导致蒸发冷却设备的使用使用寿命大幅降低.故水的处理是应用蒸发冷却技术中十分重要的一环.电化学水处理技术是一种环境友好型的水处理技术,它是以电化学基本理论发展而来的一种新型水处理技术.无需向水中投加任何化学药剂,体现了水处理低污染㊁绿色化学的特点.无污染零排放,安全易操作㊁节能降耗㊁绿色环保.图14为利用微晶循环吸垢方案的电化学除垢机.电化学除垢机主要由控制主机和吸垢器两部分组成.通过向水中施加特定电场,在电场的作用下,被处理的水发生电解反应.在阴极发生还原反应产生的OH-,打破阴极附近溶液的碱度与硬度平衡,使H C O-3转化为C O2-3.水中的C a2+㊁M g2+等成垢离子因静电引力的作用向阴极区迁移,生成C a C O3㊁M g(O H)3沉淀.原来沉积在金属表面的C a C O3由方解石结构逐渐转变为较为疏松的文石型结构,易于剥离脱落,从而达到去除水垢的目的.解决了循环水系统中的结垢㊁腐蚀㊁菌藻滋生的问题.图14㊀电化学除垢机5㊀蒸发冷却技术的发展前景近年来,在我国许多地区,蒸发冷却技术已得到很好的发展与应用.于轨道交通㊁数据中心㊁通讯基站等领域都发挥了重要作用.在轨道交通领域,蒸发冷却(凝)技术已应用广泛,目前轨道交通空调系统应用蒸发冷却技术的城市包括北京㊁西安㊁福州㊁天津㊁重庆㊁武汉㊁上海㊁杭州等.已经设计采用了蒸发冷却空调系统的地铁项目,占全国建设地铁城市50%左右.如图15所示,数据中心空调系统的能耗占整个数据中心能耗的40%,国家和地方层面陆续发布相关文件,对数据中心节能减排提出要求,严格控制P U E,为蒸发冷却这一节能环保的冷却技术带来新的机遇.并且蒸发冷却技术可与多种技术结合以达到降低数据中心P U E的目的.例如蒸发冷却如与机械制冷结合,辅助以直接膨胀式(D X)机械制冷.在炎热的夏季间接蒸发自然冷却运行模式无法满足数据机房要求时,及时开启D X机械制冷作为补冷,以使数据机房内的送风温度维持在一个稳定的范围内[16].这种方式相较于纯机械制冷而言充分的利用了自然冷源,减少了机械制冷全年开启的时间.同时降低了数据中心空调系统的能耗.在规划建设数据中心制冷系统时,以间接蒸发冷却设备作为数㊀第1期谢敬茹等:2020中国制冷展之蒸发冷却(凝)技术的应用现状分析 13㊀ ㊀据中心机房的主要冷源,极端条件下采用机械制冷进行冷量补充的这种形式开始普及.C6>=08< %+B>= %2+>= %=?:( %图15㊀数据中心能耗构成占比示意图未来伴随机房芯片的不断优化,机房内的温度要求范围也会逐步扩大,间接蒸发冷却设备在数据中心机房空调系统中将扮演着更重要的角色.蒸发冷却技术还可以与液冷技术相结合,提供低于环境湿球温度的冷水液冷服务器高效降温.液冷是指通过液体来替代空气带走芯片㊁扩展卡等发热器件所产生的热量.将蒸发冷却技术与液冷技术结合,由蒸发冷却冷水机组通过板换带走数据中心内部热量,节约能耗.随着数据中心的建设趋势,蒸发冷却设备也将逐步向模块化㊁预制化㊁智能化靠拢,满足数据中心的个性化需求.6㊀结束语2020中国制冷展中,应用蒸发冷却技术的板管蒸发冷热泵机组与复合蒸发冷冷水机组均荣获本届制冷展创新产品称号.我国诸多企业㊁厂家等正积极响应节能减排的政策,采用蒸发冷却这种高效节能㊁绿色健康㊁低碳经济的技术,充分使用自然界可再生能源,减少一次能源利用.推动环保事业发展. 一带一路 沿线的国家大多属于热带沙漠气候等干燥的气候条件, 干空气能 富足[17],是蒸发冷却技术在这些国家得以广泛应用的先决条件.相信伴随着 一带一路 倡议的推进,蒸发冷却在 一带一路 沿线国家的表现会越来越出色.在国家乃至世界节能减排的大环境下,蒸发冷却必将在适宜地区及场所得到大力推广应用,在相对不太适合地区,可配套其他制冷技术,充分发挥蒸发冷却技术节能㊁环保㊁经济㊁健康的优势.参考文献[1]㊀薛运.蒸发冷却与机械制冷联合的一体化空调的研究[D].西安:西安工程大学,2016.[2]㊀黄翔,孙铁柱,汪超.蒸发冷却空调技术的诠释(1) [J].制冷与空调,2012,12(02):1G6+14.[3]㊀黄翔,孙铁柱,汪超.蒸发冷却空调技术的诠释(3) [J].制冷与空调,2012,12(04):1G3+12.[4]㊀夏青,黄翔,殷清海.直接蒸发冷却术语诠释[J].制冷与空调,2012,3:234G237.[5]㊀李响.高压微雾加湿器在印刷车间中央空调中的改造应用[J].印刷技术,2017(02):64G66.[6]㊀贺红霞,黄翔,郭志成,等.工业车间蒸发式冷气机应用分析[J].制冷与空调,2019,19(08):44G47+51.[7]㊀中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.蒸发式冷气机:G B/T258602010[S].北京:中国标准出版社,2011:1.[8]㊀中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.蒸发式冷风扇:G 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直接蒸发式室内机工作原理
直接蒸发式室内机是一种常见的空调机型,其工作原理如下:
1. 压缩机:直接蒸发式室内机中内置有一个压缩机,其作用是将低压低温的制冷剂(如氟利昂)抽入并压缩成高压高温气体。
压缩机的工作需要消耗电能。
2. 冷凝器:高压高温的制冷剂通过冷凝器,在外部环境的作用下,释放出热量并冷却成高压液态制冷剂。
3. 膨胀阀:高压液态制冷剂通过膨胀阀进入室内机内部,膨胀阀的作用是降低制冷剂的压力和温度。
4. 蒸发器:低压低温的制冷剂进入蒸发器,其中的制冷剂吸收了室内空气的热量,使其温度下降。
同时,蒸发器内的风扇帮助制冷剂快速蒸发。
5. 风扇:蒸发器后面安装了一个风扇,其作用是通过循环将室内空气通过蒸发器,实现空气循环与降温。
6. 出风口:经过冷却的空气重新进入室内,从出风口释放出来,起到降温和调节室内温度的作用。
总结:直接蒸发式室内机通过压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和风扇等组件,将室内空气中的热量吸收,并通过冷凝器将热量释放到室外。
通过循环往复的工作原理,实现室内空气的降温和调节室内温度的目的。
图解蒸发器与冷凝器换热过程的目的是转换热量,蒸发器与冷凝器的制冷循环的两个必不可少的换热设备,它们工作性能的好坏,直接影响整个制冷循环的工作效率。
1∙蒸发器按照冷却流体的不同,蒸发器分为冷却液体和冷却空气两大类。
(1)冷却液体载冷剂蒸发器又称为间接冷却式蒸发器,简称液体蒸发器,常用的液体载泠剂有水和盐水。
在标准大气压下,盐水的凝固点在0℃以下,比水的凝固点(0℃)低,如Nad(氯化钠)溶液的浓度为13%时,其凝固点为-10°C ;而水的比热比盐水大。
所以水可冷却到O0C ,适用于空调系统;盐水可冷却到-IO~2CΓC ,广泛应用于冷冻食品和制冰等。
这类蒸发器的主要工作特征:先由制冷剂在蒸发器吸热蒸发,将液体载冷剂冷却,再由液泵将低温液体载冷剂送往冷间降温。
(2)冷却空气载冷剂蒸发器又称直接冷却式蒸发器,制冷剂在管内吸热蒸发而把管外空气的温度降低。
按空气流动的原因,它可分为自然对流式和强迫对流式两种。
・自然对流式冷却空气的蒸发器又称排管,这类蒸发器主要应用于冷库中。
制冷剂在排管内流动吸收周围空气的热量汽化,依靠空气的热压作用自然对流,使库内空气冷却,并维持库内低温状态。
强迫对流式冷却空气的蒸发器这种蒸发器应用于小型空调系统中,如房间空调器等。
它由几排胀接上纯铝质翅片的盘管组成。
胀接翅片的目的是增加传热面积,加强空气的扰动性,提高蒸发器的传隈率。
铝翅片一般经过阳极化处理,以提高其抗腐蚀性能。
翅片厚度通常为0∙12~0.20mm ,片距1.5~2.5mm ,套片管管径08~0>16mm.翅片管换热器的型式主要有三种型式,即L型、平直型、和V型。
V型蒸发器的结构:翅片有平、波纹、冲转翅片三种。
平翅片虽然加工容易,但刚性差、传热性能不好,现已逐渐淘汰,波纹翅片与平翅片相比,刚性好,传热面积增加,且空气流过波纹翅片时,增加了扰动和搅拌效应,因此传热效率提高1/5左右;而冲逢翅片会使通过翅片的空气在槽缝中窜来窜去,因此其扰动和搅拌性能比波纹管还好,使传热效率比波纹片高1/3 ,但)中缝翅片空气阻力大,容易积尘结垢,反而可能使空调器的制冷量为了提高蒸发器在制冷剂侧的传热系数,在国际上大力推广和应用强化制冷剂管内蒸发和冷凝的内螺纹管代替光管,即在管内表面上加工出许多微细的螺旋槽,与光管相比,可提高传热系数1.5~2.0倍,而其管内的压力损失与光管差不多。
蒸发冷凝技术在地铁通风空调中的应用浅析摘要:近年来,随着城市化的快速推进,作为中国城市公共交通网络重要组成部分的城市轨道交通网络建设也在快速发展。
目前我国地铁交通系统运行能耗巨大,通风空调系统的能耗已经达到了地铁交通总能耗的40%左右;地铁站空调系统只要减少耗能30%,就能减少整个地铁交通系统12%的运行成本。
城市轨道交通专用蒸发式冷凝空调制冷机组能够为地铁空调提供能效更高、无需冷却水塔、系统更为紧凑、控制更方便的新型节能空调产品,节省安装占地面积,节约用水达50%以上。
提高地铁空调的节能水平,对推动地铁装备产业的发展有着非常深远的意义。
关键字:城市轨道交通蒸发冷凝1前言:近年来,随着城市化的快速推进,作为中国城市公共交通网络重要组成部分的城市轨道交通网络建设也在快速发展。
目前中国已有北京、上海、广州、深圳等10个城市拥有已建成的轨道交通线路,全国规划建设轨道交通网络的城市则已有25个,其中地铁规划总里程已达2000公里。
据初步测算,目前我国地铁交通系统运行能耗巨大,在现有的实际能耗统计中,地铁交通系统单位公里能耗约为590.6kw/km,其中通风空调系统的能耗已经达到了地铁交通总能耗的40%左右;地铁站空调系统只要减少耗能30%,就能减少整个地铁交通系统12%的运行成本。
2蒸发式冷凝技术介绍蒸发式冷凝是效率最高的冷凝方式——美国ashrae系统与设备手册,第35章。
lower energy consumption than cooling tower(较冷却塔更低的能耗)evaporative condenser typically provide lower condensing temperatures than the cooling tower…(蒸发式冷凝器能提供较冷却塔更低的冷凝温度…)small footprint(更小的设备体积)evaporative condenser are more efficiently combined in a single piece of equipment,….therefore it is the most compact for a given capacity.(蒸发式冷凝器可以集成在设备中,并且具有更高的效率,因此更为紧凑)reduce water pumping energy & water usage(降低水泵能耗和水量消耗)evaporative condensers reduce the water pumping and chemical treatment requirements associated with cooling tower/ refrigerant condenser system(较之冷却塔,蒸发式冷凝器减少了化学清洗要求)ashrae handbook system & equipment, chapter 35(ashrae系统与设备手册,第35章)蒸发式冷凝工作原理:如图1所示,蒸发式冷凝器是以水和空气作冷却介质,利用水的蒸发带走汽态制冷剂的冷凝热。