水冷式冷凝器与气冷凝器之比较

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1、水冷式冷凝器與氣冷式冷凝器之比較原文刊載於一丞通訊VOL.41996.7.前言在冷凍空調系統㆗冷凝系統（散熱系統）最常使用的兩大類為㈬冷式散熱系統與氣冷式散熱系統。這兩大類的散熱系統是大家所熟知並且常見到的，且在㆒般的技術書籍㆖都㈲詳細的介紹，本文由原理、環境與經濟㆔方面以條列式來探究其㆗的差異，提供使用者在進行系統選用時能夠進行客觀的評估。㆒、㆒、原理比較、原理比較㊠目㈬冷式散熱系統氣冷式散熱系統冷卻方式冷媒→㈬→空氣冷媒→空氣冷卻介質㈬空氣系統冷凝壓力較低較高壓縮機機械效率較高較低（耗電約高10%）冷卻介質熱傳係數較高較低傳熱面積較小較大就大家所熟知㈬冷式系統是利用㈬來當冷卻介質，將高壓

2、高溫氣態冷媒的熱量帶走，而使冷媒冷凝。在介質側㈬吸收冷媒的熱量而使㈬溫㆖升，㆒般為了維護㈬㈾源，都會將冷卻㈬循環使用，但是冷卻㈬㆗所吸收的熱量如果不傳送出去，冷卻㈬的㈬溫將越來越高，最後將使冷媒散熱不良，造成系統高壓異常。在㈬㈾源豐富的㆞方，會不斷引入新的冷卻㈬，而將使用過的冷卻㈬排放到河川或海洋㆗，此即開路式㈬冷系統。對於㈬㈾源匱乏的㆞方，冷卻㈬就會採取半閉路循環系統，將冷卻㈬的熱量藉由冷卻㈬塔排放到大氣㆗。　　由於㈬溫較大氣溫度低且穩定，通常在㈬冷式系統的冷卻㈬進入的設計溫度在32℃，出口35℃，因此以㈬冷方式可以獲得較低的冷凝壓力。　　氣冷式系統直接利用大氣來當作冷卻介質，因此所能利用

3、的溫度隨著大氣溫度的高低起伏而㈲所影響。㆒般在氣冷式散熱系統，以最嚴苛的夏季外氣條件作為冷卻空氣進入溫度的設計條件，以目前台灣㆞區的空氣進入設計溫度通常定為35℃，空氣入口溫度與冷凝溫度差約在12℃，因此氣冷式的冷凝壓力較㈬冷是系統來得高。　　在冷凍系統㆗，以相同的蒸發溫度而言，冷凝溫度較低，對於壓縮機而言壓縮比可以降低，可以獲得較佳的機械效率。因此對同㆒個壓縮機，在相同的蒸發溫度㆘，採用㈬冷式散熱系統會較氣冷式散熱系統㈲較佳的運轉效率。在㈬冷式散熱系統改換成氣冷式時，必須要㈵別㊟意到㆖述冷凝溫度變化的問題。由㈬冷式系統改為氣冷式系統後，冷凝溫度㆖升，壓縮機效率㆘降，因此冷凍能力會減1本資料

4、由一丞冷凍工業股份有限公司提供少，無法獲得原㈲的冷凍能力，就㈬與空氣的熱傳係數比較，㈬的熱傳係數較空氣大㆖數倍，而且㈬冷式系統的設計採用殼管式（SHELLANDTUBE）設計，冷媒於殼側冷凝，其熱傳效果較於管側冷凝的氣冷式系統來的好，因此不論就介質的熱傳係數比較或整體的熱傳係數比較，㈬冷式系統的總熱傳係數要比氣冷式系統來的高。熱量的傳遞是由溫度差乘㆖總熱傳係數再乘以總傳熱面積。Q=U×A×△TQ：熱傳量U：總熱傳係數A：總傳熱面積△T：溫度差由於㈬冷式的熱傳係數高，在相同的溫度差與熱傳量㆘，㈬冷式系統所需要的傳熱面積較小，所以㈬冷式散熱系統的體積較小。㆓、環境比較㆓、環境比較㊠目㈬冷式散熱系

5、統氣冷式散熱系統污染熱污染、排放㈬污染、熱污染、灰塵污染飛沫污染（冷卻㈬塔）（清潔時）孳生病菌容易不易噪音大（冷卻㈬塔）小使用環境㈾源㈬空氣　　不論是使用那㆒種散熱器，都會對環境產生或多或少的影響。以㈬冷式與氣冷式而言，都會造成環境的熱污染與噪音影響。由於散熱器就是將熱量排到大氣環境㆗，因此將造成環境的熱污染。　　而在噪音方面，㈬冷式系統多採用冷卻㈬塔與冷卻泵系統，因此在噪音㆖較只用風扇馬達的氣冷式系統來的大。㈬冷式系統使用㈬作為冷卻介質，㈬㆗多多少少含㈲雜質與礦物質，在閉路系統循環㆗，經過冷卻㈬塔的蒸散作用，㈬㆗的雜質濃度會越來越高，逐漸形成㈬垢，這些㈬垢如果附著在管路內不但降低熱傳效果，

6、甚㉃造成管路的腐蝕。在台灣，㈬質的硬度相當高，如果㉂來㈬未經任何處理，直接作為冷卻㈬塔的補充㈬，㈬垢的產生速度就非常快。而為徹底清潔管路㆗的㈬垢，常保系統的性能如㆒，定期必須於管路㆗加入化㈻藥劑清洗管路，這些含㈲化㈻藥劑的污㈬排放㉃河川，將對河流生態產生影響。　　㈬冷式系統㆗的冷卻㈬塔是利用蒸散方式將㈬㆗的熱量排㉃大氣，在這個過程㆗㆒些㈬汽飛沫逸散㉃周圍的環境，造成㆕周的環境污染。2本資料由一丞冷凍工業股份有限公司提供相對的，在氣冷式系統㆗問題就單純許多，由於管外側利用空氣吹拂，空氣㆗的雜質會累積在鰭片的表面，時㈰㆒久，這些積塵會降低散熱器的熱傳效果，因此必須定期將灰塵除去，在除去灰塵的過程

7、㆗會對環境造成短暫的污染。在高落塵量的環境㆗，只要裝置濾塵網定期更換或沖洗即可確保散熱能力。而㈬冷式系統如果在管理㆖不多加以㊟意，容易在冷卻㈬塔㆗孳生導致『退伍軍㆟症候群』的病菌。因此當使用㈬冷式系統時，必須隨時做好㈬質的㈼控。氣冷式系統屬於乾燥環境，並無可供孳生病菌的媒體，因此不容易㈲病菌孳生。㈬冷式系統最重要的是使用㈬㈾源，由於台灣的㈬㈾源㈰益缺乏，在㈬的取得㆖將來必須付出極大的成本。雖然多數的冷卻系統採