蒸发式空冷器是一种将水冷与空冷、传热与传质过程融为一体且兼有两者之长的节能冷却设备。它具有结构紧凑、传热、投资省、操作费用低、安装、维护方便等优点。在炼油、冶金、电力、制冷、轻工等行业中有着广阔的应用前景,是空冷技术发展的新方向。蒸发空冷的研究始于六十年代,主要应用于发动机引擎夹套水冷却、压缩机级间冷却、润滑油冷却等。我国在八十年代初从国外引进的十几套石蜡成型装置中均采用了蒸发空冷作为氨气的冷凝器。
蒸发式空冷器是将管式换热器置于塔内,通过流通的空气、喷淋水与循环水的热交换降温效果。由于是闭式循环,其能够水质不受污染,很好的保护了主设备的运行,提高了使用寿命。外界气温较低时,可以停掉喷淋水系统,起到节水效果。推着国家节能减排政策的实施和水资源的日益匮乏,近几年密闭式冷却塔在钢铁冶金、电力电子、机械加工、空调系统等行业得到了广泛的应用。
蒸发式空冷器,也叫做闭式冷却塔、封闭式冷却塔或密闭式冷却塔。
节能型水膜式空冷器的主要特点是通过管外水膜的蒸发来强化传热,其工作过程是利用循环水泵将循环水水箱中的循环冷却水输送到位于管束上方的喷水系统,由喷水系统将冷却水向下喷淋到管束表面,使管束外表面形成薄水膜;与此同时,用轴流风机将空气从百叶窗吸入,使空气从管束下面向上横掠倾斜放置的管束。
设备运行时,管外表面水膜的蒸发使得空气穿过管束后湿度大大增加而接近饱和状态,轴流风机将湿空气抽吸并使其穿过位于喷水系统上方的捕雾器,除去湿空气中夹带的水滴后从空气出口排入大气。
因为轴流风机位于设备上部,向上抽吸空气时在轴流风机下部形成了负压区域,加速管外表面水膜的蒸发,所以强化了管外传热。
在运行过程中,软水在管内流动,空气、冷却水走管外,空气由下往动,喷淋水则由上向下流动,冷却水、空气与软水为交叉错流形式,而冷却水与空气为逆流形式。就整个流程的布置而言,也强化了传热传质的过程。
蒸发式空冷器从结构上看大的特点是将空冷器、冷却塔和列管式水冷器合为一体,从而省略了单的循环水冷却系统,使一次性投资费用大大降低,并且减少了设备的占地面积,使设备的造价进一步降低。在合理设计下可使管内的热流体流出口温度冷到接近环境湿球温度,故其冷却效果好,同事解决了干空冷为了获得较低冷却冷凝温度而配带后水冷器的问题。夏季环境气温对蒸发式空冷器的冷却效果影响较小,所以蒸发空冷的操作弹性大,使用地区广,可操作性好。
蒸发式空冷器是一种能够有效冷却高温水或其他流体的设备,它通过利用蒸发的原理来降低流体的温度。
蒸发式空冷器的原理是利用水蒸发的热量吸收效应,通过将高温水喷淋在蒸发器表面,水在与空气接触的过程中蒸发,从而带走热量,使水温降低。蒸发式空冷器通常由水泵、喷淋系统、蒸发器和冷却塔等组成。水泵负责将高温水送至蒸发器,喷淋系统将水均匀喷洒在蒸发器表面,蒸发器通过蒸发和换热的过程来降低水温,后,冷却塔将冷却后的水回收并再循环使用。
蒸发式空冷器从结构上来讲蒸发冷是集普通水冷冷凝器、冷却塔、水泵、水系统的管道连接组合成一体,具有节电、节水、安装方便。占地面积小、维修方便等特点。但在换热原理存在本质区别。水冷式冷凝器是利用水的显热吸收制冷剂热量达到制冷的目的,而蒸发冷是利用水的潜热也就是水在常温下的蒸发吸收热量达到冷却的目的,同样质量的水蒸发所吸收的热量是水温升高 5度时热量的 116 倍,所以在带走同样热量时蒸发冷比水冷式冷凝器用水量低得多,这也是蒸发冷节水节电的根本原因。
蒸发式空冷器作为热交换的制冷设备,风机的设置是影响制冷效率的重要因素。风机的设置通常是安装在空冷器的顶部,带动气体网动。风机的使用在转速、噪音控制、故障、风量上有着非常多的要求。大效率的保障就是在可控制转速上达到大的风量。
工作流体(水或其他液体),在热源以及蒸发式空冷器的盘管内进行循环。工作流体的热量流经盘管壁以显热换热的方式传递给流经盘管外表面的水中。吸收热量的水落入水盘,通过喷淋泵,经喷淋水管到达喷嘴。空气和水直接接触,一小部分水蒸发,在这个蒸发过程中,喷淋水将热量以潜热换热的方式传递给流过机组的空气,饱和的气流通过通风机传递到空气中,从而将热量消散,喷淋水被冷却后淋向盘管,如此循环。