蒸发式冷凝器应用于制冷空调的节能研究.pdf

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1、第39卷第l期化工机械蒸发式冷凝器应用于制冷空调的节能研究+区志江“1朱冬生L2刘飞龙3(1．华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室；2．华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室；3．海洋石油工程股份有限公司)摘要介绍了蒸发式冷凝器制冷机组中3种不同形式冷凝器的节能效果，以R22压缩制冷循环为倒．可知冷凝温度每降低l℃，理论压缩机功耗将减少2％一3％；且蒸发式制冷机组冷却水量比水冷式少，节约循环水泵能耗。将室内排风和凝结水分剐作为蒸发式冷凝器的部分送风和冷却水．可降低制冷机组的冷凝温度，进一步达到节能目的。关键词蒸发式冷凝器制冷空调节能余冷中图分类

2、号TQ051．6+l文献标识码A文章编号0254．6094(2012)0l舶01拼蒸气压缩制冷机是目前应用最广泛的一种制冷机组，冷凝器是该制冷系统中的一个重要部件，它的好坏直接影响着制冷设备的性能。按文献[1]分析，冷凝器火用损失要占整个空调设备火用损失的35．5％。因此，要提高制冷系统的能效比，需降低冷凝器能量消耗、改善冷凝器结构和强化其传热。蒸发式冷凝器的研究起步较早口’51，作为一种强化传热换热器，具有结构紧凑和占地面积小的优点，蒸发式冷凝器在电厂换热中得到一定的应用∞娟3，近年来也逐渐应用到制冷领域中p川。笔者对蒸发式冷凝器应用于制冷空调进行节能研究。1冷凝温度

3、对制冷性能的影响最简单的压缩制冷循环由4个热力过程组成(制冷剂流经每个主件将产生一次状态变化，即为一个热力过程)，如图1所示。制冷系数占。为：铲卺=黯㈩8。2i2再¨’在冷凝温度和蒸发温度给定的情况下。制冷系数越大，表示循环的经济性越好。对于同一台制冷机来说，当蒸发温度瓦不变而冷凝温度孔O图l理论制冷循环图升高时，相应的冷凝压力

4、p。增大，其制冷量％将减少，而消耗的功率加。将增大，导致制冷系数占。降低。因此，对于制冷机组来说，如果能应用一种冷凝器使得冷凝温度降低，就可以达到节能的目的。正是基于这个思路，笔者提出将蒸发式冷凝器应用制冷机组中，对制冷机组进行节能研究。2蒸发

5、式冷凝器在制冷机组中的节能2．1蒸发式冷凝器对压缩机的节能前使用的冷凝器主要有空冷式、水冷式和蒸发式3种形式。空冷式冷凝器传热系数低，但维护管理简单；水冷式冷凝器结构紧凑，传热系数高，系统性能也较高，但必须配备冷却塔，增加了·亚热带建筑中央空调综合节能示范工程(2007A04020004，2007C13G0161)和地下车库空调节能减排技术研究(2009ZCl3)。··区志江，男，1987年1月生，硕士研究生。广东省广州市，510640。2化工机械2012年水处理费用；蒸发式冷凝器是一种融合了空冷式、水冷式和冷却塔的紧凑式换热器，具有高效、节能、节水、节地和维护费用低的

6、优点¨L12J。当制冷机组的冷凝器采用不同的冷凝方式时，空冷式冷凝器制冷机组的冷凝温度受周围环境的影响很大，夏季温度较高(约30～35℃)时，冷凝温度与进口空气温度之间的温差约为15℃；水冷式冷凝器制冷机组以湿球温度为基准，冷凝温度比空冷冷凝器低5一10℃【I31；蒸发式冷凝器制冷机组是利用空气与冷凝管外水膜周围饱和空气之间的焓差使制冷剂冷凝，以湿球温度为基准，比水冷式低3—5℃¨4’”1。分别取3种冷凝方式下冷凝温度为：蒸发式矾=36℃，水冷式咒7=40℃，空冷式瓦”=50℃。图2表示了3种制冷机组的制冷原理，制冷剂采用R22，有效过热度和过冷度均为5℃，蒸发温度为5

7、℃。图23种冷凝方式下的制冷原理依据图2，查R22的lgp-^图，可以计算3种冷凝方式下的理论制冷量和理论压缩功，计算结果见表l。表13类制冷机组理论循环比较由表1可知，在不考虑冷却水系统能耗的情况下，理论上蒸发式冷凝器制冷机组相的制冷系数对于水冷式制冷机组、空冷式制冷机组来说分别增大15．0％和47．5％，获得相同冷量下，压缩机节能比例分别为12．8％和31．9％。冷凝温度每降低1℃，理论压缩机功耗将减少约2％一3％。2．2蒸发式冷凝器对冷却系统的节能制冷空调冷却系统中，耗电设备为水泵和风机。据统计，水泵的耗电量占到整个建筑总耗电量的8％一16％，占整个空调系统耗电量

8、的15％．30％[16】。蒸发式冷凝器应用于制冷机组中，实际上可以看成将水冷式制冷机组的冷凝器和冷却塔组合在一起，使得原来分开的制冷剂冷凝过程和水冷却过程合二为一，结构紧凑。蒸发式冷凝器是利用水的汽化带走制冷剂蒸气冷凝过程中放出的凝结潜热，由于水的潜热远大于其显热，所需的循环水主要用于布满冷凝盘管表面。理论上，在水冷式冷凝器中，lkg的水冷却能带走8．37—25．12kJ的热量，而lkg水在35℃的常压下气化潜热为418kJ。因此，考虑实际吹散损失、排污换水等，蒸发式冷凝器冷却水比水冷式冷凝器的冷却水用量少很多。由此可知水冷式冷凝器的水泵