[实用新型]压缩式制冷机的冷凝器散热增强装置

说明书

技术领域

本发明涉及冷凝器散热装置技术领域，尤其涉及一种用于压缩式制冷机的冷凝器散热增强装置及其控制方法。

背景技术

常用散热器的结构及优缺点分析：

水冷式冷凝器的结构

水冷式冷凝器需要一套系统支持其运行，该系统包括包裹冷凝器散热盘管的冷却水箱，连接冷却水箱和散热塔的冷却水循环管路、主水泵、备用水泵、控制阀门及旁通管路等等，而散热塔的结构大多是由塔身外壳，内装有波纹状填料，填料上方有冷却水喷淋管路，塔顶有电动机驱动的扇叶将外界的空气从散热塔下部吸入，与流经波纹状填料表面的较热的冷却水实现热交换，将冷却水降温，被加热的空气从散热塔顶部排入大气。降温后的冷却水被水泵送往冷却水箱进入下一循环。

水冷式冷凝器的优点

水冷方式的好处是冷却效果较好。

水冷式冷凝器的缺点表现在：

1、系统的占地面积大，结构复杂，造价高，管路较长，水泵和风扇的驱动电机功率较大，此功耗没有参与制冷，属于无用功。以XX型水冷机组为例，制冷量100KW，如果配涡旋式压缩机的功率为25KW，假设散热塔在八楼屋顶，冷却水泵扬程30米，水泵功率为11KW，配套散热水塔风扇的装机电功率为2.5KW，机组总装机电功率为38.5KW，而属于无用功的水泵、水塔风扇电机的功率为13.5KW，占到装机总电功率的35％。

2、散热塔风扇还会把水沫吹向四周，称为“飞水”，这种“飞水”污染一些国家或地区的法律规定是会被处罚金的。同时散热塔的低频振动和噪音往往会引起投诉。

3、刚装机的时候散热效率还好，但因为散热塔是开式的，空气中的粉尘、微生物以及藻类，在与冷却水接触进行热交换的过程中被大量地吸收，随冷却水进入循环水管路沉积并大量繁殖，附着在冷媒管路的换热面上，降低了热交换的效率，而且换热效率会随着时间的推移而加速下降。由于循环水管路存在着不同程度的长度和弯曲度，各种尝试进行管路清洗的效果都不好。在沙尘较大的地区，散热塔和管路甚至可能会淤塞而造成制冷机组停机。

4、冷却塔填料因为在阳光、空气、热水和微生物的作用下，老化速度很快，所以必须定期停机更换，成本很高。对于一些要求制冷系统持续工作的用户(如冷库等)，因为上述原因造成的被迫停机是不能接受的。

风冷式冷凝器的结构

风冷式制冷机的在工作时，冷媒从压缩机的出口端以较高的温度和压力进入冷凝器上的盘管，位于盘管一侧的电动机带动风扇叶片，在冷凝器盘管的两侧制造压力差，实现强制通风，将冷媒的热量传导给流经冷凝器盘管的空气，冷媒的温度和压力下降到一定程度后经节流阀以液态进入蒸发器蒸发制冷，然后冷媒以气态回到压缩机入口端进入下一循环。

风冷式冷凝器的优点

体积小，占地面积小，系统简单，制造、安装和运行成本相对较低，维护工作量小，在环境温度适中的情况下可靠性较好。

风冷式冷凝器的缺点表现在：

1、风冷式冷凝器的冷却介质是空气，通过空气与冷凝器盘管进行传导和辐射来散热，而空气的热容量只有1.0*103J／(kg.℃)，散热效果取决于环境温度低于冷凝器盘管温度的差额，当此差额不足时，流经冷凝器盘管的空气不能带走足够的热量，使冷凝器出口端冷媒的温度和压力高于理想工作温度和压力，，压缩机负荷加重，造成耗电量急剧上升而制冷量却不能相应提高。在环境温度趋近于冷凝器盘管温度的极端条件下，压缩机甚至可能因负荷过重而停机。

2、由于传统的冷凝器布局和风扇的结构有缺陷，使得冷凝器散热盘管表面的空气流场分布不合理，或多或少存在着“干点”，即冷凝器表面局部空气流动不畅而造成散热器局部温度偏高，从而拖累冷凝器总体的散热效率。

3、部分风冷式冷凝器在环境温度过高时，采取在冷凝器上直接喷淋水(包括蒸发器收集来的冷凝水和外来水源)来降低温度，耗水量较大，不适用于缺水地区，如果循环使用喷淋水也会遇到水受到沙尘及微生物污染的问题，增加维护量，最终还是会导致散热效率大幅下降；另一方面，当环境温度和湿度都较高时，喷淋水的蒸发率下降，冷却效率就随之下降，这种方式并不能解决极端工作环境下制冷效率下降的问题。

提高冷凝器效率的意义

不管是水冷式冷凝器还是传统的风冷式冷凝器，在散热效率下降，冷媒压力和温度高于理想工作温度和压力时，制冷效率都会下降，功耗上升。据统计，在特定区间内，蒸发器入口端冷媒温度每降低1摄氏度，压缩机的功耗就降低5％。所以将冷媒温度控制在理想工作温度范围内，具有巨大的节能潜力。

提高冷凝器散热效率的途径