在蒸發(fā)式冷凝器中,制冷劑蒸氣在管內(nèi)冷凝,冷凝時(shí)放出的熱量同時(shí)被水和空氣帶走。圖為蒸發(fā)式冷凝器的示意圖。它的傳熱部分是一個(gè)由光管或肋片管組成的蛇形管組,管組裝在一個(gè)由型鋼或鋼板焊制成的立式箱體內(nèi)。箱體的底部作為貯水的水盤。制冷劑蒸汽由蒸汽分配管進(jìn)入每根蛇形管,冷凝后由下部集液管流入貯液器中。
水盤內(nèi)保持一定的水位,冷卻水被循環(huán)水泵壓送到冷凝管的上方,經(jīng)噴頭噴淋到蛇形盤管的外表面,一部分冷卻水吸收管內(nèi)制冷劑蒸汽的熱量而蒸發(fā),未蒸發(fā)的噴淋水仍流進(jìn)水盤內(nèi)。蒸發(fā)式冷凝器裝設(shè)有風(fēng)機(jī),使箱體內(nèi)的空氣自下而上地流經(jīng)蛇形管組,并由上方排出。空氣的作用主要是將箱內(nèi)的水蒸氣帶走,加速噴淋水的蒸發(fā)。為防止未蒸發(fā)的水滴被空氣帶走,在箱體上部還裝有擋水板,以減少水量的吹散損失。
風(fēng)機(jī)可設(shè)在盤管的上部,吸入來(lái)自管組下部的空氣,此為吸入式蒸發(fā)冷凝器;風(fēng)機(jī)也可設(shè)在盤管下部的側(cè)面,空氣在風(fēng)機(jī)的壓送下,從盤管外部流過(guò),此為鼓風(fēng)式,又稱壓送式。兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。吸入式由于空氣均勻地流過(guò)冷凝盤管,箱體內(nèi)保持負(fù)壓,因而水的蒸發(fā)溫度較低,傳熱效果好。但風(fēng)機(jī)在高溫和潮濕條件下運(yùn)轉(zhuǎn),容易發(fā)生故障。鼓風(fēng)式的情況正好相反,風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)工作條件好,但空氣流過(guò)冷凝盤管不太均勻。我國(guó)目前生產(chǎn)的多為鼓風(fēng)式蒸發(fā)冷凝器。
蒸發(fā)式冷凝器基本上是利用水的汽化潛熱,帶走氣體制冷劑冷凝過(guò)程放出的冷凝熱量,所以冷卻水的用量要比水冷式冷凝器少得多。因?yàn)樗钠瘽摕峒s為2450kJ/kg,而冷卻水在水冷式冷凝器中溫升只有6~8℃,即每kg水只能帶走25~35kJ的熱量,所以理論上蒸發(fā)式冷凝器消耗的水量只是水冷式的1/70~1/100。由于擋水板的效率不能達(dá)到100%,以及空氣中的灰塵對(duì)水的污染,經(jīng)常需要更新部分循環(huán)水等原因,實(shí)際上補(bǔ)充的水量約為水冷式的1/25~1/50。
蒸發(fā)式冷凝器特別適用于缺水的地區(qū),尤其是當(dāng)氣候較干燥時(shí),應(yīng)用效果更好。這種冷凝器一般可裝在廠房的屋頂上,因而可以節(jié)省建筑面積。應(yīng)該說(shuō)明的是,水在冷凝器管外汽化時(shí),將其中的礦物質(zhì)完全留在管子的外表面上,水垢層增長(zhǎng)較快,因此蒸發(fā)式冷凝器應(yīng)使用軟水或經(jīng)過(guò)軟化處理的水。在結(jié)構(gòu)上,在蒸發(fā)式冷凝器的擋水板上部增加一或兩排肋管,使高壓氣態(tài)制冷劑首先在此部分冷卻至接近飽和溫度,再進(jìn)入盤管冷凝成液態(tài)。這樣,一方面可充分利用空氣帶走的霧狀水滴進(jìn)行冷卻,同時(shí)還可以減輕盤管上的結(jié)垢現(xiàn)象。總之,蒸發(fā)式冷凝器的主要缺點(diǎn)是管外易結(jié)水垢,易腐蝕,且維修困難。
淋激式冷凝器的工作原理與蒸發(fā)式冷凝器相同,只是冷卻水在管外汽化,產(chǎn)生的水蒸氣被自由運(yùn)動(dòng)的空氣帶走,傳熱效果較差。由于金屬耗量大,占地面積大,所以淋激式冷凝器目前已很少使用和生產(chǎn)。
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