益美高ATC型蒸發式冷凝器的節能應用

益美高(上海)制冷設備有限公司 唐棣 汪震

益美高ATC型蒸發式冷凝器的節能應用

益美高(上海)制冷設備有限公司 唐棣 汪震

1 企業簡介

益美高公司(Evapco Inc.)成立于1976年,總部位于美國馬里蘭州,是世界知名的換熱設備制造商,產品包括蒸發式冷凝器、冷卻塔、工業冷風機、循環泵組、制冷劑輸送系統、熱交換器、壓力容器等,廣泛應用于商用空調、工業制冷、工藝加工、區域供冷及電力行業的冷卻與制冷系統中.益美高于1995年來到中國,是第一家進駐中國的外資冷凝器生產廠家.益美高生產的蒸發式冷凝器產品在國內的啤酒、飲料、制藥、石油、化工、冷庫等行業中被廣泛應用.

2 ATC型蒸發式冷凝器

傳統的制冷系統大多使用立式或殼管式冷凝器,同時為了減少冷卻水的消耗量,需要建有冷卻塔或涼水池,因而造成了冷凝器和冷卻塔水塔占地面積大,循環水泵和冷卻塔風機功耗較大的缺點.從20世紀70年代,國外發達國家開始使用蒸發式冷凝器來代替水冷式冷凝器,益美高美國公司也在此其間成為蒸發式冷凝器的業界領導者之一.

蒸發式冷凝器的工作原理(見圖1)如下:制冷劑氣體經過壓縮機排出后進入蒸發式冷凝器,連續循環的冷卻水將冷凝盤管包容于水流中,同時機組外四周的空氣從冷凝器底盤上的進風隔柵進入,與水的流動方向相反,向上流經盤管.一小部分水蒸發而吸走熱量,使水溫隨之下降,管內的制冷劑氣體便逐漸降溫冷凝成液體,沿著管子斜度流到高壓貯液桶,再返回系統循環運行.飽和熱濕空氣被吸入往上升,經通風機排放到周圍大氣中.熱濕空氣經脫水器分離出來的水滴流向水盤,經水泵打回水分配系統噴淋在盤管上.由此可見,蒸發式冷凝器主要是利用水的氣化潛熱帶走熱量,這與傳統風冷、立冷或殼管式冷凝器利用顯熱來帶走熱量完全不同(參見圖2、圖3).蒸發式冷凝器相當于把立式殼管式冷凝器與冷卻塔和循環水泵組合成一體,因此ATC蒸發式冷凝器無需另外配置冷卻塔和循環水泵,省去了冷卻塔、系統水泵、水泵房、循環水池、配套管道閥門的費用,再加上占地面積小,所以從整個配套系統上來說,蒸發式冷凝器具有明顯的優勢.

圖1 ATC型蒸發式冷凝器工作原理

圖2 蒸發式冷凝系統

圖3 傳統冷凝系統

益美高公司作為蒸發式冷凝器的先導廠家,在產品的質量和技術上一直處于領先地位.益美高公司產品的設計思路是利用水的氣化潛熱帶走熱量,這與傳統的利用顯熱來帶走熱量的冷卻設備完全不同.益美高公司ATC型蒸發式冷凝器的特點如下:

(1)節電:1)蒸發式冷凝器本身自帶水泵,水泵功率遠小于傳統冷凝器所需要的系統泵功率,因此節電明顯.2)使用蒸發式冷凝器,在冬季溫度低的時候,還可以停開水泵,只開風機進行干運行,從而節省了電能.3)由于大幅度地降低了制冷系統的冷凝溫度,在制冷系統中配用益美高公司的蒸發式冷凝器,節能效果特別顯著,特別是對于制冷系統中的耗能大戶--壓縮機.根據益美高公司在中國的經驗,每降低1攝氏度的冷凝溫度,即可降低2.05%~2.15%的壓縮機軸功率.

(2)節水:運行完全靠水的蒸發潛熱帶走熱量,而非顯熱,故對水的使用需求量大大減少;益美高公司采用專利技術制造的高效擋水板(脫水器)和進風格柵可使水的飄逸率降低至十萬分之一(0.001%);益美高公司獨特的水盤設計可減少污物的進入和微生物的滋生,從而降低水處理的工作量和費用.

(3)性能保證:1)采用科學的引風逆流式換熱方式,杜絕熱濕排風的回流,確保機組系統(尤其是大型系統)的100%能力發揮.2)裝有高效傳熱盤管(Thermal-Pak?盤管,美國專利號5,799,725),全盤管設計(見圖4),并輔以設計優良的通風機系統及噴淋水系統.

(4)使用、維護、保養方便易行:產品設計力求使用維護最為簡便.例如,采用開式水盤、大檢修門、外置式皮帶調節及軸承加油系統等.

(5)機組常年運行可靠:G-235熱浸鍍鋅鋼箱體;軸承的L-10壽命達75000~135000h;全盤管設計,杜絕采用填料的隱患及不可靠.

(6)先進可靠的冬季干工況運行技術:防止結冰,提供足夠的排熱能力,節水,減少結垢的可能.

3 產品適用領域及經濟性分析

圖4 Thermal-Pak?盤管的橢圓管設計

在我國水資源匱乏,尤其近年來電力資源日趨緊張的局勢下,具有節水、節能、結構緊湊和占地面積小等諸多優點的蒸發式冷凝器的推廣使用已刻不容緩.尤其我國西北地區,空氣干燥,夏季晝夜溫差大,冬季多為干冷氣候,常年平均相對濕度在80%以下,蒸發式冷凝器的優勢十分明顯.目前在食品、冷庫、啤酒飲料行業,蒸發式冷凝器已經被普遍接受并使用.

隨著能源價格的不斷上漲,客戶對于系統的能耗越來越關注.對比空冷器以及殼管式冷凝器,蒸發式冷凝器在節能方面具有巨大的優勢.蒸發式冷凝器在石化行業的市場潛力巨大,可以應用在酮苯脫蠟脫油、石蠟成型、和催化重整(連續重整)工藝上.例如,上海高橋石化酮苯脫蠟裝置采用蒸發式冷凝器與采用空冷器時系統的年運行費用進行了對比,采用蒸發式冷凝器系統的年運行費用可以節省279.85萬元,投資回報期僅1年多.如果把空冷器的水泵能耗考慮進來的話,節省的年運行費用將更多.又如,杭州青云控股集團PTU化工項目采用蒸發式冷凝器與采用殼管式冷凝器系統的年運行費用進行對比,采用蒸發式冷凝器系統的年運行費用可以節省70.96萬元,投資回報期僅2年多.而且采用蒸發式冷凝器的主機制冷量高于采用殼管式冷凝器的主機制冷量.再例如,中石化泰州有限公司,2011年5月,用ATC-XE608E取代200M2殼管式冷凝器項目,其使用效果見表1.

表1 美益高蒸發式冷凝器取代殼管式冷凝器的使用效果

4 結語

目前在石油化工行業中,整個制冷系統的工藝和部分設備停留在60年代的技術水平,比如重油車間的制冷能耗高達生產成本的30%,如果降低制冷能耗,將會給企業帶來巨大的經濟效益,而影響制冷系統能耗的最關鍵的環節和因素,是冷凝器的選擇.益美高蒸發式冷凝器是一種能源節約型產品,在當今的大環境下,逐步取代原有的高能耗、低效率的殼管式冷凝器或者空冷器,是行業發展的必然方向.

長寧區實施能源審計大力推動建筑節能

長寧區審計局從今年下半年起,對區內公共建筑節能情況進行專項審計調查.

審計將重點調查既有建筑節能改造、分項計量、立體綠化等三方面,圍繞樓宇能耗分項計量系統安裝、能耗在線監測及管理平臺開發建設、能效數據分析、節能改造補貼、立體綠化工程實施等情況,分析區公共建筑在落實節能政策方面存在的普遍性問題,從體制機制層面提出建議,促進區公共建筑帶頭落實好節能政策,推動節能降耗和低碳城區建設.目前已走訪了區發改委、區綠化管理中心等部門,實施了前期調查部分.

(長寧區)