空氣冷卻器的原理和組成
空氣冷卻器是利用空氣作為冷卻介質(zhì)將工藝介質(zhì)冷卻或冷凝到所需溫度的設(shè)備。
空氣冷卻器主要由管束、風(fēng)機(jī)、構(gòu)架、百葉窗、梯子平臺(tái)五個(gè)基本部件組成。
管束是傳熱的基本部件，它由翅片管（或光管）、管箱、側(cè)梁和支梁構(gòu)成一個(gè)整體。被冷卻或冷凝的介質(zhì)在管內(nèi)通過(guò)時(shí)，它的熱量被流動(dòng)的空氣帶走，管內(nèi)的介質(zhì)得到冷卻或冷凝。
風(fēng)機(jī)用來(lái)驅(qū)動(dòng)空氣通過(guò)管束，帶走被冷卻介質(zhì)的熱量。
構(gòu)架由鋼結(jié)構(gòu)框架和風(fēng)筒組成，通過(guò)它支撐管束和風(fēng)機(jī)，并使空氣按一定方向流動(dòng)。
百葉窗用來(lái)控制空氣的流動(dòng)方向或流量的大小，同時(shí)對(duì)翅片管進(jìn)行保護(hù)。
梯子平臺(tái)是為空冷器的操作和檢修提供方便。
空氣冷卻器按照通風(fēng)方式分為：鼓風(fēng)式、引風(fēng)式、自然通風(fēng)式。
空氣冷卻器按照管束布置方式分為：水平式、立式、斜頂式。
空氣冷卻器按照冷卻方式分為：干式、濕式、干濕聯(lián)合式。
空氣冷卻器的特點(diǎn)
與水作為冷卻介質(zhì)的傳統(tǒng)工業(yè)冷卻系統(tǒng)相比，空冷的優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。由表可見(jiàn)，在缺水地區(qū)或水冷結(jié)垢和腐蝕嚴(yán)重的地區(qū)，適合采用空冷器。一般在下述條件下采用空冷比較有利。
（1） 熱流體出口溫度與空氣進(jìn)口溫度之差>15℃ 。
（2） 熱流體出口溫度>55℃，其允許波動(dòng)范圍>5℃。
（3） 空氣的設(shè)計(jì)氣溫<38℃ 。
（4） 有效對(duì)數(shù)平均溫度差≥40℃ 。
（5） 管內(nèi)熱流體的給熱系數(shù)<2300 W／（m2 *℃）。
（6） 熱流體的凝固點(diǎn)<0℃。
（7） 管側(cè)熱流體的允許壓降>10kPa，設(shè)計(jì)壓力>100kPa。
表1 空冷的優(yōu)點(diǎn)
| 空 冷 | 水 冷 |
| 1．對(duì)環(huán)境沒(méi)有熱污染和化學(xué)污染。 | 1．排放水對(duì)環(huán)境有熱污染，也常有化學(xué)污染。 |
| 2．空氣可隨意取得，不需任何附屬設(shè)備和費(fèi)用。選廠址不受限制，這對(duì)無(wú)水和缺水地區(qū)尤為重要。 | 2．冷卻水往往受水源限制，要設(shè)置管線和泵站等設(shè)施，特別對(duì)較大的廠，選廠址時(shí)必須考慮有充足的水源。 |
| 3．空氣腐蝕性小，不需要除垢和清洗，使用壽命長(zhǎng)。 | 3．水腐蝕性強(qiáng)，也易于結(jié)垢，需要進(jìn)行處理。 |
| 4．空氣的壓降僅有98～196Pa，故空冷的操作費(fèi)用低。 | 4．循環(huán)水壓頭高，故水冷的能耗較高。 |
| 5．空冷系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用。一般情況下僅為水冷系統(tǒng)的2O％ ～ 3O％ 。 | 5．由于水冷設(shè)備多。易于結(jié)垢，在溫暖氣候條件下易生成微生物，附于冷卻器表面，常需停工清洗。 |
| 6．一旦風(fēng)機(jī)電源被切斷，仍有3O％～4O％的自然冷卻能力。 | 6．電源一斷，即要被迫全部停產(chǎn)。 |
管束
表2 管束的型式與代號(hào)
| 管束型式 （見(jiàn)圖1） | 代號(hào) | 管箱型式 （見(jiàn)圖4） | 代號(hào) | 翅片管形式 （見(jiàn)圖2） | 代號(hào) | 法蘭密封面型式（見(jiàn)圖3） | 代號(hào) |
| 鼓風(fēng)式水平管束 | GP | 絲堵式管箱 | S | L 型翅片管 | L | 光滑平面法蘭 | a |
| 斜頂管束 | X | 可卸蓋板式管箱 | K1 | 雙L 型翅片管 | LL | 凹凸面法蘭 | b |
| 引風(fēng)式水平管束 | YP | 可卸帽蓋式管箱 | 2 | 滾花型翅片管 | KL | 榫槽式法蘭 | c |
| 濕式立置管束 | SL | 集合管式管箱 | J | 雙金屬軋制翅片管 | DR | 透鏡墊式法蘭 | d |
| 干濕聯(lián)合斜置管束 | SX | 全焊接圓帽管箱 | Q | 鑲嵌型翅片管 | G | 梯型槽面法蘭 | t |
| | | | | 橢圓管套矩形翅片管 | TC | | |
| | | | | 板翅片套片翅片管 | T60 | | |
| | | | | 橢圓管繞鋼帶支片管 | TR | | |
a 鼓風(fēng)式水平管束（GP） b 引風(fēng)式水平管束（YP）
c 斜頂管束（X） d 濕式立置管束（SL）
常用換熱元件規(guī)格及特性
表3 幾種常用翅片管參數(shù)
| 基管外徑 mm | 翅片參數(shù) | 翅片管排列 | |
| 翅片外徑 mm | 翅片名義厚度mm | 翅片高 mm | 翅片數(shù) 片/m | 管心距 mm | 排列 | |
| L、LL、KL、G | DR | |
| 25 | 50 | 0.4 | 0.8 | 12.5 | 433 394 354 315 276 | 54 56 59 | 等邊三角形 |
| 16 |
| 57 | 62 63.5 67 |
L型翅片管（L） LL型翅片管（LL） 雙金屬軋制翅片管（DR）
滾花型翅片管（KL） 鑲嵌型翅片管（G）
風(fēng)機(jī)
表4 風(fēng)機(jī)的型式與代號(hào)
| 通風(fēng)
方式 | 代號(hào) | 風(fēng)量調(diào)節(jié)方式
（見(jiàn)圖5） | 代號(hào) | 葉片型式 | 代號(hào) | 風(fēng)機(jī)傳動(dòng)方式
（見(jiàn)圖6） | 代號(hào) |
| 鼓風(fēng)式
引風(fēng)式
| G
Y
| 停機(jī)手動(dòng)調(diào)角風(fēng)機(jī)
不停機(jī)手動(dòng)調(diào)角風(fēng)機(jī)
自動(dòng)調(diào)角風(fēng)機(jī)
自動(dòng)調(diào)速風(fēng)機(jī)
| TF
BF
ZFJ
ZFS
| R型玻璃鋼葉片
B型玻璃鋼葉片
*HK型玻璃鋼葉片
*w型玻璃鋼葉片
鑄鋁葉片 | R
B
HK
W
L | V帶傳動(dòng)
齒輪減速器傳動(dòng)
電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)
懸掛式v帶傳動(dòng)，
電橢由朝上
懸掛式V帶傳動(dòng)，
電機(jī)軸朝下 | V
C
Z
Vs
Vx |
左：停機(jī)手動(dòng)調(diào)角風(fēng)機(jī)（TF）右：自動(dòng)調(diào)角風(fēng)機(jī)（ZFJ）
不停機(jī)手動(dòng)調(diào)角風(fēng)機(jī)（BF）
注：調(diào)速風(fēng)機(jī)我公司提供過(guò)雙速電機(jī)調(diào)速風(fēng)機(jī)和變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)
構(gòu)架
表5 構(gòu)架的型式與代號(hào)
| 構(gòu)架型式 | 代號(hào) | 構(gòu)架開(kāi)（閉）型式 | 代號(hào) | 風(fēng)箱型式 | 代號(hào) |
| 鼓風(fēng)式水平構(gòu)架 | GJP | 開(kāi)式構(gòu)架 | K | 方箱型 | F |
| 斜頂構(gòu)架 | JX | 閉式構(gòu)架 | B | 過(guò)渡錐型 | Z |
| 引風(fēng)式水平構(gòu)架 | YJP | | | 斜坡型 | P |
| ＊濕式構(gòu)架 | JS | | | | |
| ＊干濕聯(lián)合構(gòu)架 | JL | | | | |
百葉窗
表6 百葉窗規(guī)格參數(shù)
| 百葉窗的長(zhǎng)度A | 高的H | 配用管束長(zhǎng)度L | 百葉窗寬度范圍B |
| 11700 | 300 | 12000 | 1000~3000 |
| 10280 | 300 | 10500 | 1000~3000 |
| 8700 | 300 | 9000 | 1000~3000 |
| 5700 | 300 | 6000 | 500~3000 |
| 4280 | 300 | 4500 | 500~3000 |
| 2780 | 300 | 3000 | 500~3000 |
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