2013年中国冷却（凝）设备简述

188bet金宝搏网站网讯：

内容提要：运用空冷式、蒸发式、水冷式等基本冷却形式进行组合传热冷却，以随环境变化而获得最佳冷却（凝）效果，并降低水、电等资源消耗，从而形成复合冷却（凝）方式。

冷却（凝）设备是对被冷却介质进行冷却（凝）的换热设备，常用的冷却介质为水和空气。冷却（凝）设备有多种分类方法。按照冷却（凝）介质和换热机理不同，可以分为空冷式、水冷式和蒸发式；按照传热面形状和结构可以分为管式、板式和其他结构。空冷式、水冷式和蒸发式三种散热方式的原理和特征如下：

运用空冷式、蒸发式、水冷式等基本冷却形式进行组合传热冷却，以随环境变化而获得最佳冷却（凝）效果，并降低水、电等资源消耗，从而形成复合冷却（凝）方式。公司核心产品高效复合型冷却（凝）器为复合冷却（凝）方式的典型产品。

冷却（凝）设备分类示意图

（1）水冷设备（亦称水冷却系统、水冷式冷却器，可分为壳管式、套管式、沉浸式等）水冷设备是以水为冷却介质，利用水的温升带走热量，对被冷却介质进行冷却（凝）的设备。水冷设备的冷却水一般循环利用，因此通常外配冷却塔。与空冷器比较，水冷设备的传热效率高，是目前我国在工业领域最为普遍使用的冷却（凝）设备。

水冷设备主要缺陷为耗水量大，在国家“节约用水、节能降耗”政策背景下，传统水冷设备未来应用空间受限，正逐步被其它冷却（凝）设备替代。例如，在工信部《关于印发聚氯乙烯等17 个重点行业清洁生产技术推行方案的通知》（工信部节[2010]104 号）中的《氮肥行业清洁生产技术推行方案》推广技术提出，“LH型等蒸发式冷却（凝）器技术”解决的主要问题是替代传统 “水冷式冷却器+冷却塔”热交换系统组合。

（2）空冷器（亦称空冷式设备）

空冷器是通过空气对流带走热量，对被冷却介质进行冷却（凝）的设备。与水冷设备比较，空冷器的优势在于不用水，在特别缺水地区或者供水困难场合其作用不可替代。

空冷器的缺陷在于：①由于空气的传热效果差，空冷器能耗高，节水不节能，其实质是以煤等能源的消耗为代价降低水耗；②体积和质量庞大，造价高（一般为水冷设备的1.5～2.5 倍（资料来源：邱丽霞赫艳红李润林勒智平，《直接空冷汽轮机及其热力系统》）），运营成本高；③冷却（凝）效果受环境影响大，因此其适用性受到诸多限制。例如，在我国北方某些地区采用的空冷火电机组，由于夏季环境温度高，空冷器冷却效果差，使发电机组无法满负荷运行，满发率仅为70%左右（资料来源：郑州大学能源技术与装备研究中心、隆华传热，《电站乏汽直接空冷凝汽系统调研报告》），造成能耗的极大浪费。

（3）蒸发式冷却（凝）设备

蒸发式冷却（凝）设备是指以水为冷却介质，以空气为载体，通过水的蒸发带走热量，对被冷却介质进行冷却（凝）的设备，其结构主要由蒸发盘管部件、喷淋水系统、引风系统、构架四大部分组成。蒸发式冷却（凝）设备的换热机理为通过水的汽化潜热带走被冷却介质冷却（凝）过程中释放的热量，只需保证能够均匀覆盖换热部件的水量，其循环水量可大幅降低，仅为水冷设备的10%~30%，冷却水的用量相对于水冷设备大幅降低。实际应用中由于飘逸损失、排污换水等因素，蒸发式冷却（凝）设备的耗水量约为水冷设备（含冷却塔）的50%~80%（资料来源：公司经验数据）。除了水耗大幅度下降外，蒸发式冷（却）凝设备还具有以下优势：

① 换热效果好。蒸发式冷却（凝）设备冷却能力受限于环境湿球温度，空冷器的冷却能力受限于环境干球温度，通常情况下蒸发式冷却（凝）设备的冷凝温度比空冷式低8~14℃；与水冷设备比较，蒸发式冷却（凝）设备的被冷却介质终温更接近环境湿球温度，通常情况下冷凝温度比水冷设备低3~6℃（资料来源：吴金星韩东方曹海亮，《高效换热器及其节能应用》）。总体而言，蒸发式冷却（凝）设备的换热效果明显好于水冷设备和空冷器。

② 节能。蒸发式冷却（凝）器使用的循环水量为水冷设备的10%~30%，并且水仅在设备内部循环，通常水泵功率只有水冷设备（包括冷却塔）的12%~25%（资料来源：吴金星韩东方曹海亮，《高效换热器及其节能应用》）；蒸发式冷却（凝）设备的冷凝温度远低于空冷器，而冷凝温度每升高1℃，单位换热量的耗电量将增加3%~3.5%（资料来源：朱冬生孙荷静蒋翔吴治将《蒸发式冷凝器的研究现状及其应用》）；因此，与水冷设备和空冷器比较，蒸发式冷却（凝）设备的总功耗显著降低，直接节能效果显著。此外，由于蒸发式冷却（凝）设备换热效果好，符合工业领域工艺系统持续、平稳、高效运行的要求，所产生的间接节能效果更加显著。

③节地。蒸发式冷却（凝）设备的传热传质两个过程在设备内一次完成，因而不需要冷却塔，占地面积约为水冷设备的30%~60%（资料来源：吴金星韩东方曹海亮，《高效换热器及其节能应用》）；空冷器由于传热效率低，要实现同样的换热量，其体积和质量都大大高于蒸发式冷却（凝）设备；因此相对于空冷器和水冷设备，蒸发式冷却（凝）设备结构更加紧凑，占地面积小。

④ 环保。化工、石油、冶金等工业领域采用水冷设备常常会因为被冷却介质排放存在严重的环境污染。如化肥厂采用的壳管式水冷设备，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（指：混在制冷系统里的空气、氢、氮、润滑油蒸气等，这些气体随制冷剂在系统中循环，不随制冷剂一起冷凝，也不产生制冷效应）。“放空降压”排出气体中含有大量氨气，据有关部门取样分析，有时氨含量高达90%，不仅氨严重损失，还造成环境污染（资料来源：邱嘉昌、刘黄炳《蒸发式冷凝器的特点及其应用》）。蒸发式冷却（凝）设备由于传热效率高，冷凝压力低，使用蒸发式冷却（凝）设备不存在上述现象。

在工业应用领域，蒸发式冷却（凝）设备换热效果好，且节水、节能、节地、环保效果明显，相对于其它两种冷却（凝）设备综合优势显著。在资源节约已确立为我国基本国策的背景下，近年来蒸发式冷却（凝）设备在我国的应用日益广泛，但仍然未能完全取代水冷设备，其原因主要有两方面。一是蒸发式冷却（凝）设备在我国的发展时间相对较短，各工业领域对于其特点和优势存在逐步认识过程；二是蒸发式冷却（凝）设备的传热传质过程相当复杂，而我国对于蒸发式冷却（凝）设备的理论模型、设计理念、结构设计、制造工艺、材料运用等方面还存在一些不足，加上我国地域辽阔，各地自然环境差异较大，导致蒸发式冷却（凝）设备的应用过程中存在不同环境换热效率差异大、易结垢等问题，影响了蒸发式

冷却（凝）设备的适用性和推广应用速度。