益美高ATC型蒸发式冷凝器的节能应用

益美高(上海)制冷设备有限公司 唐棣 汪震

益美高ATC型蒸发式冷凝器的节能应用

益美高(上海)制冷设备有限公司 唐棣 汪震

1 企业简介

益美高公司(Evapco Inc.)成立于1976年,总部位于美国马里兰州,是世界知名的换热设备制造商,产品包括蒸发式冷凝器、冷却塔、工业冷风机、循环泵组、制冷剂输送系统、热交换器、压力容器等,广泛应用于商用空调、工业制冷、工艺加工、区域供冷及电力行业的冷却与制冷系统中.益美高于1995年来到中国,是第一家进驻中国的外资冷凝器生产厂家.益美高生产的蒸发式冷凝器产品在国内的啤酒、饮料、制药、石油、化工、冷库等行业中被广泛应用.

2 ATC型蒸发式冷凝器

传统的制冷系统大多使用立式或壳管式冷凝器,同时为了减少冷却水的消耗量,需要建有冷却塔或凉水池,因而造成了冷凝器和冷却塔水塔占地面积大,循环水泵和冷却塔风机功耗较大的缺点.从20世纪70年代,国外发达国家开始使用蒸发式冷凝器来代替水冷式冷凝器,益美高美国公司也在此其间成为蒸发式冷凝器的业界领导者之一.

蒸发式冷凝器的工作原理(见图1)如下:制冷剂气体经过压缩机排出后进入蒸发式冷凝器,连续循环的冷却水将冷凝盘管包容于水流中,同时机组外四周的空气从冷凝器底盘上的进风隔栅进入,与水的流动方向相反,向上流经盘管.一小部分水蒸发而吸走热量,使水温随之下降,管内的制冷剂气体便逐渐降温冷凝成液体,沿着管子斜度流到高压贮液桶,再返回系统循环运行.饱和热湿空气被吸入往上升,经通风机排放到周围大气中.热湿空气经脱水器分离出来的水滴流向水盘,经水泵打回水分配系统喷淋在盘管上.由此可见,蒸发式冷凝器主要是利用水的气化潜热带走热量,这与传统风冷、立冷或壳管式冷凝器利用显热来带走热量完全不同(参见图2、图3).蒸发式冷凝器相当于把立式壳管式冷凝器与冷却塔和循环水泵组合成一体,因此ATC蒸发式冷凝器无需另外配置冷却塔和循环水泵,省去了冷却塔、系统水泵、水泵房、循环水池、配套管道阀门的费用,再加上占地面积小,所以从整个配套系统上来说,蒸发式冷凝器具有明显的优势.

图1 ATC型蒸发式冷凝器工作原理

图2 蒸发式冷凝系统

图3 传统冷凝系统

益美高公司作为蒸发式冷凝器的先导厂家,在产品的质量和技术上一直处于领先地位.益美高公司产品的设计思路是利用水的气化潜热带走热量,这与传统的利用显热来带走热量的冷却设备完全不同.益美高公司ATC型蒸发式冷凝器的特点如下:

(1)节电:1)蒸发式冷凝器本身自带水泵,水泵功率远小于传统冷凝器所需要的系统泵功率,因此节电明显.2)使用蒸发式冷凝器,在冬季温度低的时候,还可以停开水泵,只开风机进行干运行,从而节省了电能.3)由于大幅度地降低了制冷系统的冷凝温度,在制冷系统中配用益美高公司的蒸发式冷凝器,节能效果特别显著,特别是对于制冷系统中的耗能大户--压缩机.根据益美高公司在中国的经验,每降低1摄氏度的冷凝温度,即可降低2.05%~2.15%的压缩机轴功率.

(2)节水:运行完全靠水的蒸发潜热带走热量,而非显热,故对水的使用需求量大大减少;益美高公司采用专利技术制造的高效挡水板(脱水器)和进风格栅可使水的飘逸率降低至十万分之一(0.001%);益美高公司独特的水盘设计可减少污物的进入和微生物的滋生,从而降低水处理的工作量和费用.

(3)性能保证:1)采用科学的引风逆流式换热方式,杜绝热湿排风的回流,确保机组系统(尤其是大型系统)的100%能力发挥.2)装有高效传热盘管(Thermal-Pak®盘管,美国专利号5,799,725),全盘管设计(见图4),并辅以设计优良的通风机系统及喷淋水系统.

(4)使用、维护、保养方便易行:产品设计力求使用维护最为简便.例如,采用开式水盘、大检修门、外置式皮带调节及轴承加油系统等.

(5)机组常年运行可靠:G-235热浸镀锌钢箱体;轴承的L-10寿命达75000~135000h;全盘管设计,杜绝采用填料的隐患及不可靠.

(6)先进可靠的冬季干工况运行技术:防止结冰,提供足够的排热能力,节水,减少结垢的可能.

3 产品适用领域及经济性分析

图4 Thermal-Pak®盘管的椭圆管设计

在我国水资源匮乏,尤其近年来电力资源日趋紧张的局势下,具有节水、节能、结构紧凑和占地面积小等诸多优点的蒸发式冷凝器的推广使用已刻不容缓.尤其我国西北地区,空气干燥,夏季昼夜温差大,冬季多为干冷气候,常年平均相对湿度在80%以下,蒸发式冷凝器的优势十分明显.目前在食品、冷库、啤酒饮料行业,蒸发式冷凝器已经被普遍接受并使用.

随着能源价格的不断上涨,客户对于系统的能耗越来越关注.对比空冷器以及壳管式冷凝器,蒸发式冷凝器在节能方面具有巨大的优势.蒸发式冷凝器在石化行业的市场潜力巨大,可以应用在酮苯脱蜡脱油、石蜡成型、和催化重整(连续重整)工艺上.例如,上海高桥石化酮苯脱蜡装置采用蒸发式冷凝器与采用空冷器时系统的年运行费用进行了对比,采用蒸发式冷凝器系统的年运行费用可以节省279.85万元,投资回报期仅1年多.如果把空冷器的水泵能耗考虑进来的话,节省的年运行费用将更多.又如,杭州青云控股集团PTU化工项目采用蒸发式冷凝器与采用壳管式冷凝器系统的年运行费用进行对比,采用蒸发式冷凝器系统的年运行费用可以节省70.96万元,投资回报期仅2年多.而且采用蒸发式冷凝器的主机制冷量高于采用壳管式冷凝器的主机制冷量.再例如,中石化泰州有限公司,2011年5月,用ATC-XE608E取代200M2壳管式冷凝器项目,其使用效果见表1.

表1 美益高蒸发式冷凝器取代壳管式冷凝器的使用效果

4 结语

目前在石油化工行业中,整个制冷系统的工艺和部分设备停留在60年代的技术水平,比如重油车间的制冷能耗高达生产成本的30%,如果降低制冷能耗,将会给企业带来巨大的经济效益,而影响制冷系统能耗的最关键的环节和因素,是冷凝器的选择.益美高蒸发式冷凝器是一种能源节约型产品,在当今的大环境下,逐步取代原有的高能耗、低效率的壳管式冷凝器或者空冷器,是行业发展的必然方向.

长宁区实施能源审计大力推动建筑节能

长宁区审计局从今年下半年起,对区内公共建筑节能情况进行专项审计调查.

审计将重点调查既有建筑节能改造、分项计量、立体绿化等三方面,围绕楼宇能耗分项计量系统安装、能耗在线监测及管理平台开发建设、能效数据分析、节能改造补贴、立体绿化工程实施等情况,分析区公共建筑在落实节能政策方面存在的普遍性问题,从体制机制层面提出建议,促进区公共建筑带头落实好节能政策,推动节能降耗和低碳城区建设.目前已走访了区发改委、区绿化管理中心等部门,实施了前期调查部分.

(长宁区)