蒸发式冷凝器

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1、蒸发式冷凝器的主要特点是耗水量少，一般水冷式冷凝器每1kg冷却水能带走46kJ 的热量，而蒸发式冷凝器每1kg水蒸发能带走约580kJ的热量，因而理论耗水量只有一般水 冷式冷凝器的1%。由于冷却水的飞溅以及蒸发、溢水等原因，实际耗水量约为一般水冷式 冷凝器的5%10%。据设计计算，蒸发式冷凝器的水泵和风机的能耗约占制冷压缩机能耗 的7%8%。冷凝器是制冷装置中的主要热交换设备之一，它的作用是将高温高压制冷剂蒸汽的热量 传递给冷却介质并使其凝结成液体，其性能好坏直接影响到制冷装置运行。它作为制冷装置 的高温换热器，与高温热源进行热量交换，在制冷模式下是将系统产生和吸收的热量（直接 或间接）排放到

2、高温环境中去；而在制热模式下是将系统产生和从低温环境吸收的热量直接 或间接）排放到用热空间。冷凝器按其制冷介质和冷却方式，可以分为水冷式、空气冷却式和蒸发式三种类型。蒸 发式冷凝器主要是利用冷却水蒸发时吸收潜热而使制冷剂蒸气凝结。制冷剂蒸气在管内凝结 时放出热量通过油膜、管壁及污垢传给管外的水膜，再通过水的蒸发将热量传递给空气。蒸 发时产生的水蒸气被空气带走。冷却水的用量要比水冷式少得多，空气的流量也不大。每 1.1 kW的冷凝负荷需要的循环水量为6080 l/h，补充水量为35 l/h，空气流量为100200 m3/h,水泵及风机的功率为0.20.3 kW。因此,蒸发式冷凝器特别适用于缺水地

3、区，在气候干 燥处更为有效。2工作原理蒸发式冷凝器主要有换热器，水循环系统及鼓风机三部分组成，结构如图1所示。换热 器是由光管或翅片管组成的蛇形管组，管组装在一个由型钢和钢板焊制的立式箱体内，上部 装有喷水装置，底部为一接水盘。制冷剂蒸气从蛇形管上面进入管内，冷凝的液体则经集液 管流入储液器中。接水盘内利用浮球阀来调节补充水量,使其保持一定的水位。冷却水用循 环水泵压送到冷凝器的上方，经喷嘴喷淋到蛇形管组的上面，沿蛇形管组的外表面成膜层下 流。水受热后一部分变成蒸汽，其余的水沿蛇行管外表面流下，并汇集于下部的水盘内，经 水泵再送至喷嘴循环使用。当水流经蛇形管组时，由于水的气化吸热，使管内的制冷

4、剂蒸气 冷却和液化。为了强化换热效果，换热器上还装有鼓风机，使室外空气自下而上的经蛇形管组，并由 箱体的上方排出。空气的作用主要是将冷凝器管外气化的水蒸气带走，而当空气的温度低于 水温时，它还可以起一定的冷却作用。空气自下而上的从水膜表面吹过时，除把水蒸气带走 外，还夹带一部分小水滴。为了减少水的吹散损失，在箱体的上部装有挡水板，它的作用是 尽量把空气中夹带的水滴分离下来。制冷剂在冷凝器中的冷却过程，实际上分成两个阶段：由过热蒸气冷却为饱和蒸气，由 饱和蒸气再凝结为饱和液体或过冷液体。因此，为了减少冷却水的消耗，还可以在蒸发式冷 凝器挡水板的上部增加几排盘管，使来自制冷压缩机的过热蒸气首先在此

5、盘管中得到冷却， 使其达到接近冷凝压力下的饱和温度，然后再进入下部盘管冷凝成饱和液体。带有预冷盘管的蒸发式冷凝器的传热效果比没有预冷盘管的蒸发式冷凝器增加10 %。4蒸发式冷凝器主要设计参数的选择4.1冷凝温度和进风湿球温度的选择在一定的冷凝热负荷下，制冷剂蒸气的冷凝温度和进风湿球温度关系很大，而进风湿球 温度又与各地的气候条件有关。为此，按机械工业部1982年制定的蒸发式冷凝器标准，冷 凝温度取35C，进风湿球温度取27C。4.2关于配风量的选取配风量是指风量与制冷量之比。配风量与进口空气湿球温度有关，进口空气湿球温度越 高，要求配风量也越大，但考虑到节约能源，国内外都趋向于选用较小的配风量

6、。1982年 机械工业部制定的蒸发式冷凝器标准要求配风量小于45.3 m3/1000kJ。4.3关于配水量的选取配水量是指喷淋水量与制冷量之比。配水量应能保证使水全部润湿换热表面，过多的配 水量只会增加水泵的功率和水的飞散损失。1982年机械工业部制定的蒸发式冷凝器标准规 定最大配水量不超过0.043 m3/1000kJ。5 蒸发式冷凝器的应用由于以往蒸发式冷凝器多应用于大型的氨制冷系统，使得蒸发式冷凝器的应用较少，加 之国产蒸发式冷凝器的质量普遍不高，换热效率没有体现其应有的优势，且存在水质问题, 通常运行几年后就会出现外壳腐蚀和换热管结垢等问题，影响其寿命。而目前，已有一些生 产厂家在结构

7、上对其进行了完善，使之应用于中央空调机组。在空调机组内装有一种特制材 质制作的蒸发式冷凝器，用自来水或者循环水喷在蒸发式冷凝器上，使其材质变湿，当完全 流经时水分蒸发，吸收空气中的热量，从而使空气达到冷却降温之效果。它具有表面冷却及 蒸发冷却二次冷却的功能，又具有一定的加湿功能。蒸发式冷凝器的工作环境在室外，且高温潮湿，易于腐蚀，因此其上箱体和下箱应保证 足够的镀锌厚度。由于管子表面上的水不断蒸发易结垢，而结垢将大大降低蒸发式冷凝器的 换热性能，为此，可以采取以下的措施5来解决蒸发式冷凝器的结垢问题：a、采用悬臂型蒸发式冷凝器：主机在起停的过程中，由于冷凝器蛇形管存在着压力差 和温度差，导致铜

8、管产生伸缩超直效应，由于铜材、垢质膨胀系数差别很大,因而悬臂型蒸 发式冷凝器有自动脱垢的功能。在运行过程中由于制冷剂在冷凝器中发生两相转换产生高频 震动，因此很难形成结垢核心，导致水垢无法附着管壁。b、冷凝器制作时进行预膜防垢处理，可有效的阻止污垢晶体在铜管表面上附着。c、采用少量连续排水装置，将冷却循环水的钙离子的浓缩倍数控制在一定范围内，有 效的防止垢质的析出。d、设置预冷器，使冷凝器管的表面蒸发温度在40C以下，采用大水量，密集型布水器， 确保冷凝器管表面时刻被水膜包覆，无干涸点。e、设置档水板，使较高温度的冷凝管上无水沾附，可有效地预防冷凝器结垢。6结论在蒸发式冷凝器的设计过程中，应整

9、体考虑，其中设计的关键是水量、风量和热负荷的 合理匹配。随着国产冷凝器的性能的不断提高，不仅在氨制冷系统使用，而且在氟利昂中央 空调系统也将大量使用，尤其是在缺水地区使用蒸发式冷凝器，最为经济，应用前景将会十 分广阔。1前言随着工业的发展，我国水资源和能源都非常紧张，节能被称为是水、煤、石油和天然气 之外的“第五能源”，而我国各类工业过程和设备中涉及的制冷过程耗能现象十分严重，相 同的冷凝负荷，往往比国外多消耗几倍的能量。工业生产中冷却用水占70%以上，冷却用 水直接排放会造成热污染、经济和资源浪费，目前节水节能已成为我国的一项基本国策。蒸 发式冷凝器就是冷却水重复利用的关键设备之一；另外，能

10、源危机和水环保也促进了蒸发式 冷凝器的研究和应用。2 冷凝器概况2. 1空气冷却式冷凝器空气冷却式冷凝器简称为风冷式冷凝器，制冷剂放出的热量由空气带走，制冷剂在管内 冷凝。由于空气的对流传热系数很低，故在盘管外侧通常加肋片以增加空气侧的传热面积。 这种冷凝器的传热系数比较小，冷凝温度较高，使冷凝压力升高，制冷机效率降低。空气冷 却式冷凝器的最大优点是不需冷却水，因此特别适用于缺水地区或者供水困难的场合。2. 2 水冷式冷凝器用水作为冷却介质，使高温高压的气态制冷剂冷凝的设备，称为水冷式冷凝器。水冷式冷 凝器的冷凝温度较风冷式冷凝器低,这对压缩机的制冷能力和运行的经济性都比较有利,目前 在国内工

11、业制冷系统中得到了广泛应用。水冷式冷凝器中使用的冷却水，可以一次流过，也 可以循环使用。由于水资源短缺，目前普遍采用循环水的形式。使用循环水时，需设有冷却 水塔等装置，使离开冷凝器的水得到冷却降温，以便重复循环使用。常用的水冷式冷凝器有 卧式壳管式冷凝器、立式壳管式冷凝器和套管式冷凝器等型式。2. 3空气与水联合冷却式冷凝器2. 3. 1淋水式冷凝器冷却水通过配水槽流到换热管组上，以水膜的形式往下流，水蒸发带走热量，即水以显 热和潜热的方式起到冷却作用。但由于水膜外的空气，并不是在风机作用下以较高的速度流 过，影响了水的蒸发，传热的效果较差。由于传热管之间需保持较大的距离使空气畅通，故这种冷凝

12、器占地面积大，金属耗量大,目前生产和使用较少。2. 3. 2蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器是以蒸发冷凝和显热交换为基础，温度不同的两股流体空气和水)混合时 便放出蒸发潜热，引起较热流依水)发生冷却，这种冷却效应是借一部分液体变成汽态因而 放出蒸发潜热来实现。蒸发式冷凝器是从凉水塔改进而来的，其操作原理和凉水塔基本相同， 但相对于凉水塔，由于它省去冷却水在冷凝器中显热传递阶段，使冷凝温度更接近空气的湿 球温度，其冷凝温度可比冷却塔水冷式冷凝器系统低35C,这可大大降低压缩机的功耗，其 循环水用量减少，只有凉水塔的三分之一左右。蒸发式冷凝器主要由换热器、水循环系统及鼓风机三部分组成，结构如图1所示。传热

13、 部分的换热器是一个蛇形管组，装在一个立式箱体内，箱体的底部为水盘。空气进门挡水板/布水系统制冷MAn令凝盘管制冷剂出口空气进口图1异型管式蒸发式冷凝器(1)换热盘管。蒸发式冷凝器一般用光管，但随着对换热管的不断研究，出现了椭圆管、 异滴形管、波纹管和交变曲面波纹管等新型高效盘管(如图2)。(2) 风机。蒸发式冷凝器有吸风式和送风式两种，吸风式的风机装在箱体顶上，优点是 箱体内维持负压，水的蒸发温度比较低，但风机处于潮湿气流中，容易引起腐蚀。(3) 喷淋水管和喷嘴。喷淋水的水量配置和均匀布水对蒸发式冷凝器盘管的换热效果有 很大影响。根据经验，喷淋水量以能全部润湿盘管表面、形成连续的水膜为最佳，

14、以获得最 大的传热系数，并减少水垢。(4) 挡水板。挡水板将热湿空气中带的水滴挡住，减少水的吹散损失，一般一个高效挡 水板能控制水的损失率为水循环总量0. 002%0. 2%。蒸发式冷凝器是将进入换热盘管的高温高压制冷剂蒸汽冷凝。盘管顶部的布水系统不断 的将冷却水喷淋到蛇形盘管表面，形成薄层水膜，吸收管内制冷剂热量部分蒸发，未蒸发的 冷却水回落到水箱进行下一次循环；新风从底部的格扇进入箱体，流经换热盘管将蒸发的水 分带走，在冷凝器顶部以饱和湿空气的形式排出。蒸发式冷凝器将风冷和水冷，传热与传质 融为一体，是水冷式冷凝器和冷却塔一体化结构的高效冷凝设备。具有以下几个特点：(1) 节水。它充分利用

15、水的汽化潜热，一般的水冷式冷凝器每lkg冷却水能带走16.7525.12kJ热量，而lkg水在常压下蒸发能带走约2428kJ热量，因而蒸发式冷凝器理论 耗水量仅为一般水冷式冷凝器的1%；考虑到飞溅损失、排污换水等因素，实际耗水量约为 水冷式的5% 10%。蒸发式冷凝器大大减少了水的消耗，对于我国水资源严重不足的北方 地区有重要意义；(2) 节能。由于风冷式冷凝器冷凝能力受限于环境干球温度，而蒸发式冷凝器受限于环 境湿球温度，而湿球温度一般比干球温度低814C，加上上侧风机给设备造成的负压环境， 因此同风冷式冷凝器相比，蒸发式冷凝器冷凝温度较低，而冷凝温度每升高1C，单位制冷 量的耗电量将增加3

16、% 3. 5%，所以采用蒸发式冷凝器总功耗也会显著降低。节能效果明显。 在HVAC系统中相对于其他冷凝器可以节能20% 40%，(3) 结构紧凑。因为传热传质两个过程在蒸发式冷凝器内一次完成，因而不需要冷却塔， 相对于传统的带冷却塔的水冷式冷凝器，结构更紧凑；(4) 不污染环境。不少化工厂以往采用壳管式或淋激式冷凝器，夏季时由于冷凝压力过 高，常常采用“放空降压”，但每次放出的并不全是不凝性气体，其中含有大量的氨气，据有 关部门取样分析，有时高达90%，不仅氨损失相当严重，还造成环境污染。但用蒸发式冷 凝器后不存在这种现象。这对于倡导环保的当今社会具有重要的意义。国外发达国家蒸发式 冷凝器的应

17、用十分广泛。3研究进展3. 1国外研究进展国外对蒸发式冷凝器进行了大量的研究。早在1952年,S.G. Chuklin就提出了一种关于 蒸发式冷凝器设计的普遍化方法。Parker和Trey-bal对蒸发冷却器的传热、传质进行了详细 的实验。Leidenfrost和Korenic在Parker和Trey-bal的基础上进行了数学模型的改进，他们 对喷淋水的流量进行了实验。Zalewski和Gryglaszewski对冷凝器中水流过管束的传热性能 进行了研究。Alonso提出了一种通用的蒸发冷却器的传热传质模型。Halasz提出了一种对 蒸发冷却式设备通用的无量纲模型。Mizushin假设冷却水的

18、温度是恒定的，对蒸发式冷却器 提出了两种不同的方法，一种是数学模型，一种是分析模型。根据冷却塔的冷却过程,Tezuka 提出了一种分级方法。Finlay和Grant假设饱和蒸气压力是温度的一维函数，对蒸发冷却设 备的传热传质方程进行了简化。Uriyel Fisher， Wolfgang Leidenfrost和Jia shangLi对蒸发式 冷凝器和冷却塔混合系统的实验表明此系统能显著降低冷凝温度，并节约换热面积。此外， 他们共同开发了一套用于设计水平或竖直放置的光管、翅片管蒸发式冷凝器与冷却塔混合系 统的计算机程序。Bykov通过实验对蒸发式冷凝器的水温和空气的焓进行了研究HishamM.

19、Ettouney在总结前人工作的基础上，采用实验的方式来研究蒸发式冷凝/冷却器，深入研究 了管外侧热传递系数和系统效率的关系，并将水流与空气流的流量比和热负荷作为蒸发式冷 凝器的特性函数。实验采用翅片管式的蒸发冷形式，并分别采用串联、并联和单独运行的方 式进行了比较试验。测试了轴向温度分布，计算系统效率和传热系数，并将蒸发冷与空冷式 进行了比较，比较结果有利于更好地理解蒸发冷的特性。BilalA.Qureshi等分别对考虑了污 垢热阻的数学模型进行了分析与实验值比较，模拟表明随着运行时间的延长，污垢可使蒸发 式换热器的热效率降低55%78%，而出口冷却流体温度则升高4. 7%。两者的研究显示了

20、 除垢的重要性。Qureshi运用热力学第一、第二定律分析逆流式冷却塔和蒸发式换热器的热 力性能，运用火用平衡确定各系统的不可逆损失；在计算空气-水蒸气混合气体的流火用时， 运用了包括热火用、机械火用和化学火用的总火用概念。分析表明，对所有的换热设备，入 口湿球温度的增加总是增加第二定律的效率。热力学方法丰富了蒸发式冷凝/冷却传热传质 理论，在系统性能评价上也可以获得良好的评价效果，但并没有从根本上改变目前理论模型 难以准确表述传热传质过程的窘境。3. 2国内研究进展国内最早研究蒸发冷却技术始于20世纪80年代，但由于当时国内制造水平和对节能节 水应用技术意义的认识不足，该技术并未在国内引起足

21、够的重视，相关的理论与实验研究文 献也不多见。20世纪90年代后期，随着国家和企业对节能节水的重视，对非饱和蒸发冷却 技术的研究逐渐增多起来，研究的内容也更加深入。在理论研究方面，蒋常建等以管内走工 艺水的横流式蒸发冷却塔为研究对象，借鉴王铁军的逆流式冷却塔热力计算的数学模型，提 出了一种准三维的计算方法；定义了一系列量纲为1参数，通过计算得到了横流式E-NTU 的关系线图；讨论了各种参数对其热力性能和E-NTU关系的影响。王东屏对用喷淋蒸发翅 管式冷凝器的传热过程进行了分析，建立了传热传质数学模型。唐伟杰通过对带预冷盘管的 蒸发式冷凝器传热传质过程进行分析，得到了冷凝盘管外冷却水温度和冷却空

22、气焓值沿冷凝 器高度方向分布的解析表达式；并在稳态传热仿真的基础上，设计了全年运行的蒸发式冷却 器的配风量方案，可以作为蒸发式冷却器运行调节的参考。郝亮等采用分布参数法对蒸发式 冷凝器建立了数学模型，并进行了数值计算，以及对制冷剂温度和热流密度的沿程分布情况 和入口空气状态变化、配风量和配水量对换热器性能的影响进行了模拟分析。朱冬生等从理 论和实验两方面对蒸发式冷凝器的传热传质过程进行了分析，包括管排方或正排和差排）、 管间距对换热效果的模拟比较，风量、喷淋水密度和水的分布状况对传热传质的影响，填料 的影响，湿球温度的影响等；此外，还对下送风方式进风来流角度对换热效果的影响进行了 模拟和实验分

23、析，得出最佳进风来流角在-15 20。刘焕成参照美国ASHREA标准64一 74对下进风上排风（即风水逆流式）并采用圆管换热器的蒸发式冷凝器系统进行了实验测试， 分析了冷凝温度、空气进口湿球温度、风量和喷淋水量对氨蒸发式冷凝器单位面积热负荷的 影响，同时验证了在不同工况下氨蒸发式冷凝器冷凝能力变换曲线的可靠性；实验结果还表 明，当氨蒸发式冷凝器的结构尺寸确定以后，在影响单位面积热负荷的各种因素中，冷凝温 度和空气的进出口湿球温度最为显著，其次是迎面风速，影响最小是淋水量；并指出设计时 采用较大风量和较小的喷淋水量是合适的。刘宪英等对蒸发式冷凝技术应用于家用空调系统 的效果性进行了试验研究。实验

24、结果显示：采用蒸发式冷凝技术可大大提高冷凝效果，从而 提高系统效率，拟合的实验公式可作为工程实践的设计参考依据。周景锋等则对蒸发式冷凝 技术应用于热泵式海水淡化系统进行了试验尝试，为开拓该技术的应用领域提供了借鉴。史 一忠等则分别从不同角度对蒸发式冷凝器换热盘管的防垢除垢方面进行了分析和论证。马瑞 华等结合了套管式冷凝器和蒸发式冷凝器的优点，设计了一种新型的套管蒸发式冷凝器，它 具有节约水流量，节能，传热能力比蒸发式冷凝器更强的优点，更大地利用了换热空间，使 得传热能力大大增强。在相同情况下，它的热流密度大约为蒸发式冷凝器的1. 5倍。试验证 明机组性能系数达4. 55.0，比现有机组高20%

25、85%，水泵配置电机功率减少30%60%。4应用现状及存在的不足4. 1应用现状蒸发式冷凝器在西方发达国家得到日益普遍应用，在国内的应用中，由于西北地区缺水 的实际情况，目前蒸发式冷凝器在西北地区推广和应用较多，宾馆、办公楼、商场等民用建 筑和印刷厂、喷漆车间、计算机房等工业建筑及果蔬保鲜、贮藏冷库、温室等农业建筑的冷 却空调设备基本都采用了蒸发式冷凝器，啤酒、食品、饮料、制药、石油、化工等行业也越 来越多的采用蒸发式冷凝器，据一些公司的应用数据显示,其冷凝效果好、节能节水的特点 是显而易见的。4. 2存在的不足及解决方法蒸发式冷凝器的应用日趋增多，近年来，国内外研究不断深入，收到了良好的效果

26、。但 蒸发式冷凝器在使用过程中也存在一些问题，给用户带来一定的经济损失。蒸发式冷凝器在 应用过程中存在的主要问题有：(1) 结垢问题。由于蒸发式冷凝器结构紧凑，吸热快，换热效率高，结垢对其传热性能 影响相当大。影响结垢的因素很多，换热面表面温度、表面粗糙度、表面结构、流体流动状 态、pH值、流体温度、流体中杂质离子含量等都起着非常重要的作用。解决防垢的方法目 前主要有：1)化学方法，即在循环水中添加阻垢剂，如聚磷酸盐Na5P3O10、(NaPO3)6等、有 机磷类阻垢剂(同碳二磷酸、羧基磷酸等)、有机低分子量聚合物阻垢剂(聚丙烯酸或钠盐等)； 2)物理方法，如磁处理技术、静电处理技术、超声波处

27、理技术和电子除垢技术，表面改性技 术也属于这一种；3)增加预冷盘管段。一些蒸发冷厂家为了降低湿式热交换段的管壁温度， 减缓垢的生成，采用增加预冷盘管段的方式，也可以起到比较好的防垢效果。预冷段一般放 在脱水器的上部且采用翅片铜管，以提高比表面积和强化换热。但即使采用了防结垢技术， 也必须时刻注意结垢情况，随时采取除垢措施，这样不仅可以提高冷凝器的传热效率，还可 以延长蒸发式冷凝器的使用寿命。(2) 腐蚀问题。蒸发式冷凝器外壳由于常年处于水与空气的潮湿环境下，易于腐蚀，如 果腐蚀严重，不仅会影响生产过程的运行，而且将会给生产过程中带来巨大的经济损失，因 此解决腐蚀问题，延长换热器的使用寿命。防腐

28、的主要措施有:牺牲阳极法、化学镀Ni-P、 表面涂层处理、改变材质等。(3) 水量的合理分布问题。喷淋水的水量选择和均匀分布对蒸发式冷凝器换热效果有很 大的影响，喷淋水量一般以单位宽度上的冷却水量来标示，由于国内产品性能不及国外产品， 与国外产品相比，水量偏小，而且喷淋不够均匀，目前国内在这方面文献不多，要使水量匹 配合理需作进一步理论研究。在水分配系统中，采用特大型防堵式喷淋嘴，取代数量众多的 喷水孔，可大大简化水的分配系统，提高了效率，并且使用可靠，使维护容易，且维护费用 降低。(4) 风机问题。以往国产蒸发式冷凝器一般为吹风式结构，风机装在下面，由于挡水板 设置不当，或用户操作不当，先开

29、水泵后开风机，造成风机接线盒进水短路，使电机烧毁。 现在采用吸风式较多，接线盒放在箱体外，避免与水接触，一般不存在上述问题，但对风机 叶片要求较高，要能耐腐蚀。(5) 振动与噪声问题。蒸发式冷凝器运行时的噪声主要来自4个方面：风机、水泵、水 滴下落噪声和箱体综合噪声。其中风机产生的噪声最大。对风机的噪声处理，可以选用宽叶 片设计的低噪声轴流风机以及增加排风消声器等措施。噪声要求较高的场合，水滴下落可采 用消声毯降低噪声，箱体噪声消除则可采用贴吸声材料的方式。由于管内走高压气体，若管 束固定不牢，受高压气体冲击，易发生振动，及较大的噪声。因此，应注意管束与箱体连接 稳固,还可考虑在箱体的槽钢基础

30、的固定螺栓上使用减震弹簧来降低噪声。(6) 维护问题。蒸发式冷凝器对维护保养的要求相对较高，需要用户定期维护。由于藻类易在换热表面积聚，降低传热效率；此外，军团菌也是一种对人体有害的水源微生物，散 发到空气中容易对呼吸道和肺部产生感染。所以必须定期清理水箱内杂物以保证水质要求， 防止藻类和军团菌的产生。5发展前景蒸发式冷凝器的发展首先应注意理论的创新和完善，寻求新理论的突破。在管式蒸发式冷凝器中，为了提高冷凝设备的整体性能，除了结构上的改变外，对管型 的研制也是蒸发式冷凝器生产厂家创新求变提高设备性能的一种主要方式。随着研究的深 入，强化传热管的种类也越来越多，在此以扭曲管为例，它作为一种新型

31、强化传热元件，其 内部的螺旋扭曲流道使管程流体产生以纵向旋转和二次旋流为主要特点的强扰动，使管内流 体在温度梯度较大径向产生混合，使壁面处的温度梯度增大，从而实现强化传热。可见采用 强化传热管（如图2所示）是目前一个重要的发展方向。水膜从管表面流过时，由于表面收缩 张力的作用，不能完全润湿表面，这不但影响换热性能，还会造成“干斑”等现象。为了改 善水膜在管表面的分布，一些厂家对换热盘管表面进行纳米亲水导热涂层处理，使水膜均匀 地覆盖在整个盘管表面，减小水膜的厚度，提高传热性能。所以，管表面性质的改造也是蒸 发式冷凝器发展的一个重要方面此外，在海水淡化领域，有着同样工作原理的板式蒸发式冷 凝器（

32、结构如图3所示）也可以归于这一类，而且板式蒸发式冷凝器同样可用于制冷领域，其 结构更为紧凑的特点，更适合于中小型系统特别是商用空调领域。为了改善其换热性能，可 以采用板面的强化传热结构（如图4所示），它能改善流体流动状况，强化水与空气之间的传 热传质过程，大大增强了热容量及传热性能，而且其强化传热依靠本身的特殊结构来完成， 不需要任何额外的维护。空气出口板式换热器空气人口气体人口液体出口空气入口图3板式蒸发式冷凝器示意以前蒸发式冷凝器的冷凝盘管大多采用热浸锌来防止腐蚀问题，近几年来国内有一些厂 家的冷凝盘管采用了不锈钢材质，基本上解决了盘管的腐蚀问题，同时大大延长了使用寿命， 减重达20%以上

33、。从降低生产成本、减少腐蚀和减轻质量方面考虑，采用不锈钢材质是蒸 发式冷凝器冷凝盘管的一个发展方向。对于我国蒸发式冷凝器的发展，应着重探索蒸发式冷凝器的原理和设计思想，结合中国 国情引进先进的理论与制造技术，这样可以弥补我们技术上的不足，使我们在较短的时间内 达到较高的发展水平。另外，冷凝器生产厂家、科研单位和需使用冷凝设备的企业相互合作， 共同设计开发蒸发式冷凝器，也是蒸发式冷凝发展的一个方向。冷凝器生产厂家发挥他们在 设计和制造蒸发式冷凝器方面的长处，科研单位发挥他们的理论和设计方面的长处，应用企 业发挥他们在应用方面的长处，相互合作，相互配合，这对我国蒸发式冷凝器的发展应用大 有好处。由

34、于我国幅员辽阔，各地气候条件差异很大，而蒸发式冷凝器的冷凝效果受气候条 件其影响较大，应结合这些具体情况来设计和制造蒸发式冷凝器，或根据各地条件改变蒸发 式冷凝器的设备技术指标，即实现蒸发式冷凝器设计和制造的智能化。为实现这个目标，可 以建立各地气候条件数据库，采用计算机辅助设计，这也是蒸发式冷凝器设计和制造的一个 重要发展方向。6结语总体来说，我国蒸发式冷凝器的开发和应用相对滞后，应用过程中也存在一些问题。但 作为一种节能节水型换热设备，蒸发式冷凝器有着较好的应用前景，特别是近几年来电力资 源紧张和水资源匾乏将促进有关蒸发式冷凝器的研究和应用，蒸发式冷凝器产品技术的成熟 和进一步应用。对于那些需要进行精确控制的冷冻空调系统（如水源热泵空调、冷冻以及化 工工艺流体的冷却等）和运行环境恶劣的场合，蒸发式冷凝器更容易满足工艺控制要求。工 程应用表明，采用该产品替代传统的“水冷式冷凝器+凉水塔”方式，增加的初投资一般能 在一年左右即可收回，经济效益明显。由于该设备加工工艺相对容易掌握，随着工艺水平的 提高和防锈防垢技术的发展，该产品必将得到更广泛的应用。