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                  蒸發式冷凝器的研究現狀及其在家用空調的應用

                  發布時間:2013-11-29 00:00 論文編輯: 價格: 所屬欄目:畢業論文

                  摘要: 本文主要針對蒸發式冷凝器的原理、結構極其特點,分析當前蒸發式冷凝器的研究及應用現狀,并且結合其在家用空調中的應用,探索在應用過程中出現的問題,并且力求找到解決辦法,為蒸發式冷凝器在未來的發展趨勢做出展望。

                  摘 要: 本文主要針對蒸發式冷凝器的原理、結構極其特點,分析當前蒸發式冷凝器的研究及應用現狀,并且結合其在家用空調中的應用,探索在應用過程中出現的問題,并且力求找到解決辦法,為蒸發式冷凝器在未來的發展趨勢做出展望。

                  關鍵詞:蒸發式冷凝器;應用;研究現狀

                  隨著經濟技術飛速發展,我國的工業水平也逐漸上升,但是也不得不看到我國資源的緊缺。我國是資源能源大國,可是我國的人均占有量卻極少,尤其是水資源及各種能源非常緊張。節能已經成為時下流行語,它與我國的可持續發展的現代化工業建設緊密相聯,是科學發展觀的直接要求。我國工業生產過程中涉及到制冷的耗能現象非常嚴重,即使是相同的冷凝負荷,和國際生產水平相比卻要消耗多處其幾倍的能量。除去耗能現象嚴重,冷卻用水的污染也非常嚴重,因此如何節能已經成為我國當前工業發展的重點內容。而蒸發式冷凝器便是其中一種使得冷卻水重復利用,有利于降低能耗減少水污染的重要設備。據此,筆者將在下文中就冷凝器的應用展開詳細闡述。

                  一、蒸發式冷凝器概況分析

                  (一)蒸發式冷凝器概述

                  蒸發式冷凝器是一種以蒸發冷卻和顯熱交換為基礎的設備,它通過溫度不同的兩股流體,常為空氣和水混合,當溫度不同的這兩股流體相遇時便會發出蒸發潛熱,引起較熱流體(水)發生冷卻,冷卻效應是借助一部分液體變成氣態,釋放蒸汽潛熱來實現的。蒸發式冷凝器最初是來源于涼水塔,其工作原理與涼水塔大致相同,但是相比傳統的涼水塔,冷凝器明顯在技術上提高了不少。相對于涼水塔,蒸發式冷凝器過度掉了冷卻水在冷凝器中顯熱傳遞的階段,使得冷凝器溫度更加接近空氣的濕球溫度,最終的冷凝溫度也較涼水塔低。這便大大降低了壓縮機的能耗,并且使得循環用水量減少。蒸發式冷凝器主要由換熱器、水循環系統及鼓風機三大部分組成。蒸發式冷凝器將進入換熱盤管的高溫高壓制冷劑蒸氣冷凝。

                  (二)運行原理

                  蒸發式冷凝器的運行原理主要是將噴淋水由水泵輸入到蒸發式冷凝器頂部的噴淋管當中,經過噴淋管上的噴嘴噴淋到冷凝排灌的外表形成比較薄的水膜,水膜中部分水吸熱蒸發為水蒸氣,剩下的部分落入水槽當中,以供后期的循環使用。其中軸流風機使得空氣從頂部及側壁下部被吸進流經盤管,飽和濕熱空氣則排到了周圍大氣中,濕熱空氣中夾帶著部分水滴通過隔水板截留,有效的降低了水滴飄散的損失,散失到大氣中的水蒸氣在系統中由浮球閥進行控制來補充冷卻水。

                  (三)蒸發式冷凝器的優勢

                  蒸發式冷凝器是將風冷和水冷,傳熱與傳質融為一體,是水冷式冷凝器和冷卻塔一體化結構的高效冷凝設備。具體說來,它具有以下幾方面的優勢:

                  1.節約水:蒸發式冷凝器充分利用了水的汽化潛熱,通過蒸發能夠帶走水的熱量,并且這樣的方式耗水量較少,因此它大大減少了水的消耗,這對我國水資源嚴重不足的現狀有著重要意義。

                  2.降低能耗:能源消耗是我國當前冷凝設備存在的一個嚴重問題,蒸發式冷凝器受限于環境濕球溫度,濕球溫度一般比干球溫度要低8-14度,采用蒸發式冷凝器總功耗會顯著降低,節能效果明顯。

                  3.對環境不造成污染:當前許多化工廠常常采用傳統的管式冷凝器,夏季由于冷凝壓力過高,常常采用放空降法來降低溫度,但排出的空氣當中含有大量的氨氣,這些氨氣會對環境造成很大的污染,但是蒸汽冷凝器卻不存在這種現象,所以具有生態環境效益,對環境沒有構成威脅,是一種綠色環保的冷凝設備。

                  二、蒸發式冷凝器在家用空調應用

                  (一)應用現狀及對策

                  蒸發式冷凝器在西方發達國家的應用較為普遍,在技術上也日漸成熟,在我國的應用起步較晚,但推廣較為迅速。蒸發式冷凝器在空調中的應用近年來也受到社會的普遍關注,尤其是在倡導綠色環保的今天,能耗低、污染小的蒸發式冷凝器便受到消費者和生產廠家的青睞。但是也不得不看到當前蒸發式冷凝器應用中存在的一些問題:

                  1.結垢問題:蒸發式冷凝器的內部結構緊湊,吸熱快,一旦內部結垢對其工作效率的影響是極大的,尤其是對傳熱性能的影響非常大。造成結垢的因素有很多,冷凝器表面結構、表面溫度、表面粗糙度。流體流動狀態、外部環境等都起著重要作用。當前防垢的措施主要是物理處理和化學處理,兩種方法,物理處理主要是應用磁或者靜電技術以及超聲波技術進行除垢;化學方法主要是采用在循環水中加入除垢劑的方式,比如磷酸鹽等進行除垢。雖然這些除垢措施能夠減少冷凝器中的污垢,但是也必須要注意把握除垢后冷凝器的運行狀況,觀察空調是否能夠正常運行,這樣才才能提高冷凝器的傳熱效率,還可以演唱蒸發式冷凝器的使用壽命。

                  2.腐蝕問題:蒸發式冷凝器長時間處于空氣和水的潮濕環境下,而潮濕環境下又極容易造成設備的腐蝕,一旦發生較嚴重的腐蝕便會給冷凝器帶去重大的影響,延緩其運行,還會在生產過程中到來不必要的經濟損失。而對家用空調而言,蒸發式冷凝器一旦遭到腐蝕會影響內部流體的交換,影響制冷效果,同時會造成制冷耗電的增加,即相同的制冷負荷下需要更長時間和更多的供電才能實現制冷,這就提高了家用空調的能耗,與當初選擇蒸發式冷凝器空調的節能初衷相違背。因此,在使用過程中必須對冷凝器進行維護,當前采用的主要措施是犧牲陽極法、化學鍍Ni-p。表面涂層等方式。

                  3.水量的合理分布:在蒸發式冷凝器的運行過程中,噴淋水的水量選擇和均勻分布其換熱效果有非常大的影響,噴淋水量的大小在不同設備上也不盡相同。國內產品的性能比不上國外產品,很大一部分原因便是其噴淋的水量偏小,而且噴淋分布不夠均勻,因此在噴淋水量的控制上還存在許多問題亟待解決。針對家用空調而言,噴淋水的分布直接影響最終的制冷效果,就改善措施上來看,可以在分配的過程中采用特大型防堵式噴淋嘴,取代數量眾多的噴水孔,從而大大簡化分配系統,提高水量分布的合理性和分配效率。

                  4.震動及噪音問題:噪音和震動是當前家用空調普遍存在的問題,對用戶來說是極大的困擾。蒸發式冷凝器的噪音主要來自與風機、水泵。箱體噪聲以及水滴下落的噪音。其中風機產生的噪聲最大,也是家用空調最為主要的噪音來源,要解決風機產生的噪音可以選用寬葉片設計的低噪聲軸流風機或者增加排風消聲來減少風機的噪聲。針對水滴噪聲可以采用消聲毯降低噪聲,箱體噪聲則可以采用貼聲材料的方式。另外因為蒸汽式冷凝器運作過程中管內的高壓氣體會對管壁產生沖擊,容易發生振動。因此為了減少家用空調使用過程中的震動可以注意管束和箱體之間連接的穩固性。

                  (二)未來發展方向

                  蒸發式冷凝器應用于家用空調在國際上更加普遍,在我國的發展還較為緩慢,但隨著冷凝技術的提高和對綠色制冷的需求,蒸發式冷凝器在家用空調中必然會得到長足的發展。筆者認為在未來的發展中要充分考慮我國受眾群體的需求,以及我國實際環境情況,在技術的基礎上實現創新和完善,并且力求突破。著重探索蒸發式冷凝器的原理和設計思想,與國際先進的成熟技術相結合。由于我國各地氣候差異較大,蒸發式冷凝器受客觀自然環境的影響較大,因此在設計和開發過程中要充分考慮各地的實際情況。

                  三、結語

                  綜上所述,我國的蒸發式冷凝器的開發和使用與國際水平相比還相對之后,在實際應用中也存在一些問題待解決。但蒸汽式冷凝器本身的優勢和低能耗、低污染的優勢又為其發展增加了助力,相信在未來我國的蒸發式冷凝器會得到更廣泛的應用。

                  參考文獻:

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                  [2]王東屏;蒸發式冷凝器的設計[J]——《大連鐵道學院學報》;2002年01期

                  [3]黃翔;國內外蒸發冷卻空調技術研究進展(1)[J];——《暖通空調》;2007年02期

                  [4]晏剛、馬貞俊、周晉、吳亞衛,蒸發式冷凝器的設計與應用——《制冷與空調》 2003年03期


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