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蒸發冷卻(凝結)技術發展趨勢

多工況復合閉式冷卻塔

多工況復合閉式冷卻塔是在傳統閉式塔的基礎上增加開放式冷卻系統的冷卻設備。線圈與填料採用不同的迴路,具有填料水冷的高效率和風冷的高風量的特點。深秋時停止對包裝供水,有效避免包裝被凍。針對華北、東北地區夏季酷熱、冬季嚴寒的氣候特點,設計了四階段運行策略。

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多工況復合閉式冷卻塔實物圖

1)夏季:同時開啟閉式和開式循環,開式循環產生的冷水供給閉式循環,滿足極高熱負荷的需求;

2)初秋:閉塔不開機,開塔全開,相比夏季模式省電;

3)深秋:閉式塔全開,開式塔全閉,可防止低溫下填料冰和管排凍結;

4)冬季:閉塔噴淋水關閉,只開風機,開塔完全關閉,有利於節能節水。

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閉式混合冷卻塔
閉式混合冷卻塔配有與冷凝盤管串聯的翅片管,具有乾/濕聯合模式、絕熱模式和乾模式三種運行模式。通過不同運行模式的選擇,可適用於需要連續可靠運行、水價較高的地區以及供水有限或需要消除白霧的場合。

閉式混合冷卻塔
1)幹/濕聯合運行模式
流體首先進入翅片管冷卻,然後進入冷凝盤管進一步冷卻。噴淋水從集水槃經循環泵送至凝結水盤管上方的噴淋裝置。噴淋水潤濕凝結水盤管表面,帶走管內流體的熱量並落到填料表面,在填料內進一步冷卻,然後落入集水盤中循環使用。空氣分別流經填料和冷凝盤管,吸收熱量達到飽和狀態,然後由軸流風機排出。此時排氣溫度較低,安裝在軸流風機上方的翅片管內的流體可被排氣顯著冷卻。
幹/濕聯合操作模式利用顯熱和蒸發潛熱。與傳統冷卻塔相比,在極端天氣下產生白霧的傾向大大減少,並且可以節省大量的水。

2)絕熱運行方式
在絕熱運行模式下,翅片管冷卻的流體全部通過旁路排出。冷凝盤管內不進行熱交換,噴淋水僅用於預冷卻從外部進入的空氣。在大多數氣候條件下,周圍空氣仍有相當大的吸水潛力,絕熱冷卻空氣的溫度顯著降低,翅片管內的流體在軸流風機排出時得到預冷卻,以保證所需的溫度通過設計流體,從而最大限度地提高系統效率。

3) 幹運轉模式
在幹運行模式下,噴淋水系統關閉,節省水泵能耗。待冷卻的流體通過翅片管流入冷凝盤管。流量控制閥保持全開,保證流體流經串聯的兩個盤管,使傳熱面積最大化。在這個模型中,蒸發不會消耗水,也不會產生白霧。當長時間幹運轉時,集水盤內的水被排空,無需考慮防凍和水處理問題。

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閉式混合冷卻塔運行方式
蒸發式冷凝器
填料蒸發式冷凝器
填料式蒸發冷凝器實物圖及工作原理圖。氣態製冷劑進入盤管並通過盤管表面將熱量傳遞至翅片。室外空氣由位於頂部的風扇吸入裝置,並在流經位於盤管一側的濕填料時通過恆定的焓進行冷卻。之後,流過盤管和翅片表面的預冷空氣帶走管內製冷劑的熱量,將其冷凝成液體製冷劑。

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填料式蒸發冷凝器實物圖及工作原理圖
淋蒸發式冷凝器
水洗脫蒸發式冷凝器主要依靠空氣中的水蒸髮帶走管道內氣態製冷劑的熱量,冷凝成液態製冷劑。根據氣流和噴淋水的方向可分為順流式蒸發冷凝器和逆流式蒸發冷凝器。
下流式蒸發冷凝器
下流式蒸發冷凝器(因部分空氣從盤管上方進入,與噴淋水方向相同,故稱下流式冷凝器)由噴淋裝置、冷凝盤管、填料、集水板組成箱體外設有循環水泵,凝結水盤管側面頂部設有軸流風機。運行時,冷卻水由循環水泵送到凝結水盤管上方的噴淋裝置,均勻地噴灑在凝結水盤管的外表面上,形成一層很薄的水膜。通過軸流風機的通風,空氣從盤管頂部和填料側面進入設備,加強氣流,形成箱內負壓,降低水的蒸發溫度,促進蒸發形成水膜,加強冷凝盤管的散熱。高溫氣態製冷劑從冷凝盤管上部進入,經管外水膜冷凝後成為液態製冷劑,從冷凝盤管下部集流器流出。水膜吸收製冷劑的熱量後,部分蒸發成水蒸氣,被軸流風機吸走並排放到大氣中。其他部件在包裝後與空氣進行熱濕交換,然後落入集水盤中進行回收。

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下流式蒸發冷凝器實物圖及工作原理圖
逆流蒸發冷凝器
逆流蒸發式冷凝器(空氣與噴淋水方向相反,稱為逆流)運行時,冷卻水由循環水泵送至噴淋裝置,在換熱盤管表面形成均勻的水膜。室外空氣從下部進入設備,與水膜發生熱濕交換,促進水膜的蒸發速度,帶走換熱盤管內製冷劑的熱量,將氣態製冷劑冷凝成液態。外流。

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逆流蒸發式冷凝器實物圖及工作原理圖
蒸發冷凝冷水機組/空調機組
蒸發冷卻磁懸浮機組
蒸發冷卻磁懸浮機組,機組採用降膜蒸發器、水蒸發冷凝器和創新的控制邏輯,實現機組一體化設計。
圖7 蒸發冷卻磁懸浮機組/空調機組
製冷劑進入降膜蒸發器後,通過分配器的噴嘴均勻滴落到蒸發換熱管外。製冷劑沿換熱管外表面呈膜狀流下,在換熱管外側吸熱汽化,並沿換熱管周圍與換熱管內的流體進行熱交換。形成的氣態製冷劑從換熱管的間隙中自下而上運動。通過蒸發器的蒸汽出口離開蒸發器。
水淋洗蒸發式冷凝器與冷凝器、冷卻塔高度集成。以空氣和水為冷卻介質,利用水的汽化潛熱帶走製冷劑的冷凝熱,實現製冷劑蒸氣的冷凝。因此,對水的需求量大大減少,可節水55%。
蒸發冷凝式冷水機
蒸發冷凝式冷水機。蒸發冷凝式冷水機組是一種高能效空調設備,目前已在地鐵空調系統中得到應用。由於避免了冷卻塔的設置問題,佈置更加靈活,在滿足溫濕度要求的同時降低了系統能耗,對於地鐵通風空調系統的節能具有實際意義。
蒸發冷凝式冷水機
板管式蒸發冷凝冷水機組實物圖。板管式蒸發冷凝冷水機組採用平板液膜傳熱技術,布水均勻,傳熱效率高。工作時,壓縮機吸入來自蒸發器的高溫低壓製冷劑蒸氣,增壓後送至蒸發式冷凝器。在管外循環水和室外空氣的共同作用下,製冷劑液體被冷卻成低溫高壓。製冷劑液體進入節流裝置後,變成低溫低壓,送入蒸發器蒸發吸熱,將高溫冷凍水冷卻。變成高溫低壓的製冷劑蒸氣,然後進入壓縮機,完成一個循環。
板管式蒸發冷凝冷水機組

結束語
蒸發冷卻設備展覽會促進了蒸發冷卻及相關行業的技術交流,對探討蒸發冷卻製冷技術新進展、傳播綠色節能設計理念起到了積極作用。
蒸發冷卻技術的發展與空調技術的發展密切相關。從世界上第一台空調的誕生,到數據中心的自然冷卻,再到蒸發式空調和蒸發式冷風機,蒸發式冷卻空調已廣泛應用於地鐵站、機場、數據中心等相關領域。它在工業與民用建築的通風空調中發揮著越來越重要的作用。

隨著“一帶一路”倡議的提出,蒸發冷卻技術面臨新的機遇和挑戰。蒸發冷卻是一種節能、環保、經濟、健康的冷卻方式,與“一帶一路”沿線國家的經濟和能源條件高度契合,特別是哈薩克斯坦、伊朗、沙特阿拉伯等氣候乾燥、乾燥資源豐富的地區。空氣。研究人員應深入了解“一帶一路”沿線國家和地區的氣候特徵和能源形式,因地制宜地使用蒸發冷卻空調技術。相信在不久的將來,蒸發冷卻技術將成為“一帶一路”沿線國家和地區空調的主導方式,成為這些地區空調的未來,為環保、節能做出應有的貢獻。和減排。


發佈時間:2023年6月12日