工业冷却设备蒸发式冷凝器

蒸发式冷凝器

一、简介

   蒸发式冷却（凝）器又叫蒸发式空冷器，是利用盘管外的喷淋水部分蒸发时吸收盘管内高温液（气）态制冷剂的热量而使管内的制冷剂逐渐降温或冷凝的一种设备。

二、构成

   蒸发式冷却（凝）器是由专用轴流风机、喷淋嘴、PVC换热片、高效脱水器、冷却管组、填料、集水槽、水泵、箱体等部件组成。

三、工作原理

    制冷系统中压缩机排出的过热高温高压制冷剂气体经过蒸发式冷凝盘管，制冷剂气体遇到温度低的冷凝盘管放热，冷凝盘管又与管外的喷淋水和空气进行热交换。

    气态制冷剂由上部进气口进入冷凝盘管后逐步放热冷凝成液态制冷剂。喷淋水自上而下经由喷头打散均匀的覆盖在冷凝盘管上。喷淋水遇到高温的冷凝盘管蒸发后经由蒸发式冷却（凝）器专用轴流风机带走，外部新鲜的干冷空气补充到换热单元部分进行再次换热。经由空气带走热量后的喷淋水落入PVC降温填料中，经由特殊的蜂窝状设计，喷淋水在PVC降温填料中的流程大大增加，增大空气与喷淋水的接触面积，对喷淋水进行再次降温。最后落入集水槽中，等待再次循环。

四、工作过程

 1、内循环：压缩机的高温高压气体，进入整体浸锌的盘管系统，热能通过换热管传导至管外壁，加热水膜，水吸收汽化潜热，蒸发变成气体，再由高速掠过的空气带走，排出塔外，完成换热过程；

 2、外循环：设备底部水槽充满自来水若其他中性无杂质水，喷淋泵抽取，输送到盘管上侧，通过布水系统，向下均匀喷洒，覆盖至换热管外表面，形成很薄的水膜，部分被加热蒸发，未蒸发的液体，滴落回水槽内，循环使用。

 3、换气系统：干冷空气由侧面或下面、上面进入塔内，经过填料，与喷淋水充分换热，降低喷淋水温度，再向上高速掠过换热盘管，带走水蒸汽，形成高温饱和湿空气，排出塔外。

五、发展过程

    钢铁冶金企业的高炉，内部是高温熔化的铁水，外部是同样金属材质的外壳，为防止外壳熔化，紧邻铁水，设置了耐火砖，减少热能向外壳的传递，增加阻力，扩大温差。同时在外壳金属内部，增加了循环水系统，简称水冷壁，低温循环水在其内流动，带走热能。

    十几年前，由于闭式冷却塔不被大家认可，水冷壁采用的开式冷却塔降温。使用后发现，有无法克服的缺陷：

    首先是结垢问题，由于循环水在开式塔和水池中，通过蒸发进行冷却降温，随着水分子的不断蒸发，水中垢离子不会脱离，连续被浓缩，总会超过饱和度，会在系统各处结晶析出，特别是在水冷壁内，内壁上水垢逐渐加厚，严重影响传热，导致高炉外壳温度不断攀升，造成外壳变软甚至开裂隐患。为解决此问题，冶金系统采用了脱盐水、纯净水作为循环介质，但处理的再干净，也不会达到0%，随着时间的推移，日积月累，垢离子仍然会超过饱和浓度。

    其次，杂质问题，开塔和水池，与空气需要充分接触、换热，同时环境中的各种杂质，经过层层过滤，仍然会有进入循环系统内，造成系统堵塞，产生严重后果。

   再次，水藻问题，大型水池，保证了水量的缓冲，增加了安全系数，同时，造成了死水的增多，水流缓慢，水藻大量滋生，也是堵塞的原因之一。

   最后，水资源的浪费问题，一是蒸发量的增加，二是排污的经常进行，三是开式塔的飘逸量，四是水池的漏水，都造成运行成本的增加。

   现在，随着闭式冷却塔，也即蒸发式空冷器设计和制造技术的不断成熟，高炉冷却标配，已经改成了蒸发式空冷器，上述问题已经能够解决，同时也降低了运行成本。它的优点如下：

   1、无蒸发：只降温，不蒸发、无消耗，循环介质与外界空气完全隔绝，无任何接触，不会有介质蒸发消耗和杂质进入，保证内部介质成份的稳定性。

 2、不结垢：由于无蒸发，介质中垢离子如钙、镁、硫酸根等浓度没有变化，因此不会结垢。      

 3、维修方便：盘管全部可见，维护方便，检修容易

 4、设备四面进风，风阻小，风机功率降低。

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