板式蒸發(fā)式冷凝器是利用薄膜傳熱傳質(zhì)理論和蒸發(fā)冷凝傳熱理論研發(fā)出來(lái)的一種高效節(jié)能節(jié)水換熱設(shè)備，主要利用水的蒸發(fā)換熱帶走工藝流體的熱量，完成對(duì)工藝流體的冷凝冷卻過(guò)程，同時(shí)實(shí)現(xiàn)水的重復(fù)利用，屬于典型的以傳質(zhì)帶動(dòng)傳熱的換熱設(shè)備。
目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用及研究的蒸發(fā)式冷凝器的核心部件主要是換熱盤管，其研究主要集中在管型的設(shè)計(jì)、改進(jìn)及管表面的處理，從而改善水與空氣的流動(dòng)和分布。板式降膜蒸發(fā)在海水淡化及化工領(lǐng)域所有應(yīng)用，但運(yùn)行工況條件有所不同，表現(xiàn)出熱力特征與蒸發(fā)式冷凝器有很大不同，例如空氣的濕度、冷凝溫度、相對(duì)濕度都是能影響的到的因素。
一、工作原理
板式蒸發(fā)式冷凝器主要由板式換熱元件、水循環(huán)系統(tǒng)及風(fēng)系統(tǒng)三個(gè)部分組成，其中換熱元件由傳熱波紋板片組成，板間裝有PVC填料。板式蒸發(fā)式冷凝器是將冷卻塔與冷凝器進(jìn)行復(fù)合，將傳統(tǒng)的水冷和風(fēng)冷冷卻塔的二次冷卻換熱過(guò)程合二為一。冷卻水用循環(huán)水泵壓送到豎直排列的冷凝板束的上方，經(jīng)布水裝置將水噴灑到板束上，當(dāng)制冷壓縮機(jī)排出的過(guò)熱蒸汽進(jìn)入冷凝換熱板內(nèi)時(shí)，冷卻循環(huán)水連續(xù)不斷地噴淋在換熱板外側(cè)，在冷凝板片的外表面形成下流水膜。
水膜從冷凝板壁吸取制冷劑的熱量后，部分水蒸發(fā)為蒸汽，被快速流動(dòng)的空氣帶走，這樣就有效的利用水的蒸發(fā)潛熱，以較少的循環(huán)冷卻水達(dá)到板內(nèi)制冷劑氣體冷凝冷卻的目的，增強(qiáng)了傳熱的效果。
二、傳熱分析
空氣的作用主要是將冷凝板片外受熱蒸發(fā)的水蒸氣帶走，當(dāng)空氣溫度低于水溫時(shí)，也可以起到一定的冷卻作用。空氣自下而上或者與噴淋水成交叉流動(dòng)從水膜表面吹過(guò)時(shí)，除了把水蒸氣帶走外，還夾帶一部分小水滴。為了減少水的吹散損失，在冷凝板束與風(fēng)機(jī)之間加裝擋水板，起到分離空氣夾帶水滴的作用。
在不同的冷凝溫度下板式蒸發(fā)冷凝器的熱流密度均隨入口空氣濕球溫度升高而下降，且在同一濕球溫度下，冷凝溫度越高，熱流密度越大。熱流密度隨入口空氣濕球溫度升高而下降的原因是濕球溫度越高，表明板外側(cè)主流空氣中的水蒸氣分壓力越大，主流空氣與水膜表面飽和空氣中的水蒸氣分壓差越小，表面蒸發(fā)推動(dòng)力減弱，單位面積的蒸發(fā)散熱就減小，致使熱流密度降低，在同一濕球溫度下，板內(nèi)側(cè)冷凝溫度越高，相當(dāng)于冷凝器換熱壁面內(nèi)外兩側(cè)介質(zhì)的傳熱溫差越大，熱流密度自然而然的就隨之增大。
三、結(jié)論
通過(guò)對(duì)空氣濕球溫度、冷凝溫度、相對(duì)濕度等主要影響板式蒸發(fā)式冷凝器熱工性能因素的試驗(yàn)得到以下的結(jié)論。
1、冷凝溫度和冷凝壓力均隨著入口空氣濕球溫度的升高而升高。
2、入口空氣相對(duì)濕度和濕球溫度對(duì)壓縮機(jī)功耗的影響明顯。
3、在冷凝溫度為38℃時(shí)，板式蒸發(fā)冷凝器的熱流密度比管式蒸發(fā)冷凝器平均大30％，且在相同的冷凝溫度下，入口空氣濕球和溫度越低，板式蒸發(fā)冷凝器的熱流密度比管式蒸發(fā)冷凝器大的多。
