制冷行業(yè)經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐探索，蒸發(fā)冷卻技術(shù)的日益成熟為冷水機(jī)組的能效提升提供了新的思路，蒸發(fā)式冷凝技術(shù)高效節(jié)能、綠色環(huán)保，通過(guò)降低冷凝溫度冷水機(jī)組的能效提升20%左右，越來(lái)越多的用戶(hù)對(duì)蒸發(fā)式冷水機(jī)組更加偏愛(ài)。
一、蒸發(fā)式冷凝器的原理
蒸發(fā)式冷凝器將水冷式冷凝器和冷卻塔中分開(kāi)的冷凝過(guò)程與水冷卻過(guò)程合二為一，它是利用冷卻水在換熱器表面分布成薄膜，水膜與強(qiáng)制流動(dòng)的空氣直接接觸，被冷卻物料將熱量傳給水膜，水膜發(fā)生非飽和蒸發(fā)并與空氣進(jìn)行熱質(zhì)交換與傳遞，zhu后由空氣帶走熱量的過(guò)程。它對(duì)傳統(tǒng)冷卻方式進(jìn)行了兩方面改進(jìn)：一是減去冷卻水從冷凝器到冷卻塔的傳遞過(guò)程，直接實(shí)現(xiàn)水的重復(fù)利用，節(jié)省水泵功耗;二是改變單相冷卻流體用顯熱溫升來(lái)冷卻物料的方式，主要用水的潛熱帶走熱量。
二、盤(pán)管式蒸發(fā)式冷凝器
目前被廣泛應(yīng)用的蒸發(fā)式冷凝器是盤(pán)管式蒸發(fā)式冷凝器。盤(pán)管式蒸發(fā)式冷凝器是將冷卻水噴淋于管子表面形成水膜，水膜與管內(nèi)介質(zhì)完成換熱后，水直接與管外快速流動(dòng)的空氣接觸并發(fā)生熱質(zhì)交換，完成換熱過(guò)程，并由空氣將熱量及水蒸氣帶走，空氣的流動(dòng)不僅使換熱過(guò)程變得更快，而且由于空氣的快速流動(dòng)，空氣在速個(gè)過(guò)程都能保持非飽和狀態(tài)，其傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力也更大。
三、應(yīng)用蒸發(fā)式冷凝器的優(yōu)勢(shì)
①節(jié)能。蒸發(fā)式冷凝器將水蒸汽的冷凝與水冷卻過(guò)程合二為一，省略了冷卻水從冷卻塔到冷凝器的傳遞階段，加之循環(huán)水量?jī)H為水冷式的5%~10%，有效地節(jié)約了冷卻水泵的輸入功率；另一方面，蒸發(fā)式冷凝器冷卻水溫更接近空氣濕球溫度，其相應(yīng)的冷凝溫度可以更低，其冷凝溫度比風(fēng)冷式冷凝系統(tǒng)低10~15℃，比水冷式冷凝系統(tǒng)低3~8℃，進(jìn)而提高制冷主機(jī)的能效。
②節(jié)水。冷卻水在冷凝器中的溫升約5~8℃，即1kg水帶走25~35kJ的熱量，而蒸發(fā)式冷凝器主要通過(guò)冷卻水潛熱來(lái)完成換熱的，1kg水吸熱蒸發(fā)可以帶走2450kJ的熱量，另外，蒸發(fā)式冷凝器耗水量?jī)H為排熱量的1‰-3‰，使得蒸發(fā)式冷凝器實(shí)際運(yùn)行中的用水量為冷卻塔系統(tǒng)的5%~15%，節(jié)約了水資源。
③熱交換性能好。一方面，由于水的蒸發(fā)潛熱大，單位水的吸熱量大，在換熱器內(nèi)外，水、空氣與冷卻介質(zhì)交錯(cuò)流動(dòng)，使傳熱速度更快，傳熱效率增加，從而達(dá)到高效換熱效果；另一方面，由于其采用強(qiáng)化換熱技術(shù)，可使系統(tǒng)的效率得到大大的提高。
④占地面積小。蒸發(fā)式冷凝器集冷凝盤(pán)管組、循環(huán)水泵、軸流風(fēng)機(jī)、集水盤(pán)和連接水管于一體，把冷卻過(guò)程進(jìn)行一體化，而且結(jié)構(gòu)十分緊湊，因此其占地面積僅相當(dāng)于冷凝器與冷卻塔的總占地面積的30%~60%，在土地資源日益緊張的今天，有特別重要的意義。
⑤運(yùn)行費(fèi)用低。在運(yùn)行中，除如上所述的節(jié)能節(jié)水效果外，蒸發(fā)式冷凝器還排除了冷卻塔系統(tǒng)中因大量用水而產(chǎn)生的水處理問(wèn)題，使運(yùn)行費(fèi)用大大降低。冷凝器和冷卻塔的綜合初投資，實(shí)際上高于蒸發(fā)式冷凝器。
四、經(jīng)濟(jì)效益分析
綜上所述兩個(gè)方案，主機(jī)采用蒸發(fā)式螺桿冷水機(jī)組的配置形式，其優(yōu)勢(shì)為：
①、由于采用蒸發(fā)式冷凝技術(shù)后，機(jī)組冷凝壓力低，使得壓縮機(jī)輸入功率減少，不需要冷卻塔及大功率冷卻水泵；使得空調(diào)整機(jī)能效比高，系統(tǒng)節(jié)能。
②、比采用水冷式螺桿冷水機(jī)組年節(jié)約運(yùn)行電費(fèi)8.85萬(wàn)元，節(jié)能率為15%。
五、適用行業(yè)
隨著“中國(guó)制造2025”的落地實(shí)施，制造業(yè)創(chuàng)新建設(shè)步伐加快。智能制造、新材料、生物醫(yī)藥、化工、食品、飲料等領(lǐng)域成為重點(diǎn)推進(jìn)的著力點(diǎn)，這些領(lǐng)域?qū)ιa(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)空氣指標(biāo)十分嚴(yán)苛，潔凈空調(diào)產(chǎn)品市場(chǎng)需求將逐步放開(kāi)。綠色制造工程要求開(kāi)展重大節(jié)能環(huán)保、資源綜合利用、再制造、低碳技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范，與蒸發(fā)式冷凝機(jī)組節(jié)水節(jié)能的典型特征不謀而合。
