冷干機的重要技術(shù)提問精髓-（3）

1、風(fēng)冷冷凝器有哪些特點？

風(fēng)冷冷凝器不需要冷卻水，適合于供水困難地區(qū)或移動性場合應(yīng)用。但它的傳熱效果比不冷型差，在氣溫高或通風(fēng)不良環(huán)境下使用，冷凝壓力不易降下來。在多粉塵環(huán)境下使用（如水泥廠、面粉廠、紡織廠等），冷凝器表面易積塵垢，影響傳熱。所以一般只適用于中、小型冷干機。

52、預(yù)冷器與蒸發(fā)器在冷干機中關(guān)系如何？

在冷干機里，蒸發(fā)器是吸收壓縮空氣熱量（使之降溫）的主要換熱部件。同時它又以冷卻后的壓縮空氣作載體，將部分冷量提供給預(yù)冷器，用來冷卻溫度更高的上游壓縮空氣，結(jié)果又使本身熱負荷得以減輕。這種彼此串接供冷的最終效果是減少了系統(tǒng)對外界的能量需求。由于工質(zhì)冷損的存在（以排出凝結(jié)水為主），蒸發(fā)器不可能將所吸收到的冷量完全提供給預(yù)冷器；而預(yù)冷器里由于飽和熱空氣冷凝相變的存在也不可能

將所吸收的冷量全部轉(zhuǎn)化為熱空氣顯溫的降低。與其他制冷設(shè)備相比，這種復(fù)雜的冷量供需關(guān)系，是冷干機所特有的。這也說明，在冷干機中制冷并不是工作的目的，而是為了達到減少空氣含水量的中間手段。

53、壓縮空氣在蒸發(fā)器里的流速對冷干機有沒有影響？

有資料介紹，在空氣—氟里昂對流換熱中，不同空氣流速下的傳熱系數(shù)與空氣流速比的0.8 次方成正比，空氣流速高，傳熱系數(shù)也大。因此適當增加壓縮空氣在蒸發(fā)器里的流速對傳熱是有利的。但流速增大后，會導(dǎo)致空氣壓降增大，所以在選取蒸發(fā)器銅體走私時，應(yīng)當兼顧兩者關(guān)系。

54、蒸發(fā)器銅管破裂會對冷干機帶來什么影響？

冷干機里，壓力較高的壓縮空氣（一般在0.7MPa左右）走的是蒸發(fā)器殼程，壓力較低的冷媒蒸汽（一般為0.4MPa左右）走的是蒸發(fā)器管程，殼程壓力比管程壓力高。冷干機在運行中如果發(fā)生蒸發(fā)器銅管破裂，壓縮空氣就會從破裂處侵入銅管，并隨同冷媒蒸汽吸入壓縮機。空氣是一種不凝性氣體，它存在于冷媒系統(tǒng)會使冷凝壓力在很短時間內(nèi)快速上升（但冷凝溫度又不很高），導(dǎo)致冷干機跳閘，嚴重時會使壓縮機損壞。

冷干機停止工作時，管內(nèi)冷媒壓力升高到與環(huán)境溫度相對應(yīng)的值，而蒸發(fā)器殼體中因無壓縮空氣通過，僅保持為大氣壓力。此時高壓冷媒會很快從銅管破裂處泄漏。

在實際工作中，蒸發(fā)器銅管發(fā)生破裂的現(xiàn)象并不罕見（通常由焊接不良、銅管本身缺陷、運輸震動、脈沖氣流沖擊等原因引起），是冷干機的一種嚴重的內(nèi)部故障，隱蔽性很強，現(xiàn)場又很難處理。所以，在制作、運輸及使用過程中要特別當心。

55、如何防止蒸發(fā)溫度過低？

為了防止蒸發(fā)溫度過低，冷干機里設(shè)置了能量旁路保護。當冷媒蒸發(fā)壓力低到一定值時，作熱量補充用的熱氣旁路閥自動打開（開度增大），將冷凝器中的高壓高溫冷媒蒸汽直接注入蒸發(fā)器，使蒸發(fā)壓力提升到正常水平。

56、冷干機蒸發(fā)溫度為什么不能很低？

冷干機在正常情況下，蒸發(fā)器表面有一層膜狀冷凝水存在。在計算蒸發(fā)器冷負荷時已經(jīng)考慮到這一情況。如果蒸發(fā)溫度降得很低，使換熱銅管表面溫度在零度以下，水蒸氣就會在銅管表面凝結(jié)成霜，由此產(chǎn)生的問題是：①水蒸氣“升華為霜”比“凝結(jié)為露”要多吸收約15%的冷量；②霜的熱導(dǎo)率只有水的1/4，使管外空氣不能充分冷卻，而同時管內(nèi)蒸發(fā)溫度卻有進一步降低的趨勢,如此循環(huán)的結(jié)果,必將給制冷系統(tǒng)帶來許多不良后果(譬如產(chǎn)生”液壓縮”);③從空氣流通徑講,霜的存在會使空氣阻力增加,使供氣壓力降低,嚴重時甚至?xí)箽饴范氯?④從系統(tǒng)能耗來講,蒸發(fā)溫度過低導(dǎo)致壓縮機制冷系數(shù)大幅下降,能耗增加.所以含濕量很大的壓縮空氣進入冷干機工作時,冷媒在管內(nèi)的蒸發(fā)溫度至少應(yīng)保證蒸發(fā)器銅管表面溫度在零度以上.試圖通過定時化霜的辦法來降低蒸發(fā)溫度,冷干機是不能接受的。 

57、蒸發(fā)溫度過低是什么原因引起的？

蒸發(fā)溫度過低，反映在蒸發(fā)壓力低于正常數(shù)值。如果排除設(shè)計、制作中固有的弊病（如蒸發(fā)器換熱面積太小、壓縮機選得太大或系統(tǒng)冷媒灌注不足等），運行中引起的原因有：①毛細管或膨脹閥有堵塞現(xiàn)象或開啟太小，使冷媒供液量不足；②冷干機負荷太??；③蒸發(fā)器銅管表面結(jié)霜影響傳熱；④壓縮空氣含油量過大，在銅管表面蒙上一層油垢影響傳熱；⑤冷媒系統(tǒng)有慢性泄漏；

58、蒸發(fā)溫度過高是什么原因引起的？有何危害？

蒸發(fā)溫度是隨蒸發(fā)壓力增高而升高的。引起蒸發(fā)壓力增高的原因有：①冷干機負荷超過額定值；②壓縮空氣的工作壓力過低；③進入冷干機的壓縮空氣溫度過高；④冷媒系統(tǒng)有問題，如：膨脹閥開啟過大冷媒液體充入量過多、冷凝器散熱不良導(dǎo)致冷凝壓力過高等；⑤壓縮機有問題。蒸發(fā)溫度過高，將導(dǎo)致壓縮空氣露點升高，出現(xiàn)除水不盡、排氣帶水等現(xiàn)象。

59、壓縮空氣在蒸發(fā)器里的最終溫度取決于什么？

蒸發(fā)器是冷干機里溫度最低的地方。且蒸發(fā)溫度與蒸發(fā)壓力相對應(yīng)，蒸發(fā)壓力低，蒸發(fā)溫度也低。壓縮空氣在蒸發(fā)器里與管內(nèi)冷媒的蒸發(fā)溫度進行對流熱交換，由于管內(nèi)低壓冷媒液體在蒸發(fā)過程中作等溫吸熱，因此管外壓縮空氣在流動過程中溫度是逐步降低的；空氣最終冷卻到的溫度取決于多種因素，例如：冷媒液體的蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)器換熱面積、壓縮空氣流線形態(tài)（平流還是紊流）、空氣流速等。這些都是在設(shè)計中

一一確定。在蒸發(fā)溫度一定條件下，蒸發(fā)器的換熱面積對壓縮空氣最終溫度的影響最大。換熱面積大，空氣最終溫度與蒸發(fā)溫度的溫差就小。從理論上講，只要蒸發(fā)器的換熱面積足夠大，壓縮空氣的最終冷卻溫度可以無限接愛管內(nèi)冷媒液體的蒸發(fā)溫度，但實際上是不可能做到的。在冷干機現(xiàn)實條件下，壓縮空氣的最終冷卻溫度（即理論“壓力露點”）比蒸發(fā)溫度高3~5℃是經(jīng)常有的。 

60、蒸發(fā)器銅外緣為什么要套翅片？

由于冷干機蒸發(fā)器里進行的是熱力學(xué)性質(zhì)截然不同的壓縮空氣與冷媒蒸汽之間的對流熱交換，這兩種氣體的放熱系數(shù)相差十多倍；為了盡可能獲得較高的傳熱效果，必須加大放熱系數(shù)小的介質(zhì)一側(cè)（這里是壓縮空氣）的換熱面積。因此在冷干機蒸發(fā)器筒管外壁（即與壓縮空氣接觸一側(cè)）要采用加大面積、強化換熱的措施，采用軋齒銅管或肋片管等就是為了達到這個目的的有效辦法。

61、壓縮空氣在蒸發(fā)器中溫度是怎樣變化的？

來自冷干機預(yù)冷器的壓縮空氣（已經(jīng)被預(yù)先脫去了一部分水，但含水量還相當大）進入蒸發(fā)器后在殼程中運動，曲折前進過程中與蒸發(fā)器管程內(nèi)的低溫冷媒蒸汽進行對流熱交換。管內(nèi)冷媒液體吸熱沸騰（通稱蒸發(fā)）成冷媒蒸汽是相變過程，在冷媒液體完全相變成氣體之前，蒸發(fā)壓力保持不變，蒸發(fā)溫度也保持不變，壓縮空氣在熱交換過程中溫度會越來越接近冷媒液體的蒸發(fā)溫度。但由于受到冷干機結(jié)構(gòu)限制蒸發(fā)器換熱

面積不可能無限增大，壓縮空氣與冷媒蒸氣之間的傳熱溫差總是存在的。因此壓縮空氣所能達到的冷卻溫度，在任何時間也不可能等于或低于蒸發(fā)溫度。 

62、冷干機蒸發(fā)器的熱負荷是由哪幾部分組成的？

計算蒸發(fā)器熱負荷是設(shè)計冷干機制冷系統(tǒng)的依據(jù)，是冷干機熱工計算的重要一環(huán)。要計算蒸發(fā)器熱負荷，必須先確定下列三個參量：①被處理的壓縮空氣質(zhì)量流量m(通常按空氣標準狀態(tài)時1Nm3/min 計算)；②壓縮空氣進入蒸發(fā)器時的溫度t1(℃)；③空氣在蒸發(fā)器里最終將冷卻到的溫度t2(℃)，在實際計算中，t2往往用“壓力露點”期望值來代替。飽和壓縮空氣在蒸發(fā)器里溫度從t1 降到t2 放出的熱量（也即吸收的冷量）由下列三部分組成：①溫度從t1 降至t2 時，壓縮空氣中干空氣所放出的熱量q1；②溫度從t1 降至t2時壓縮空氣中所含的水蒸氣所放出的熱量q2；③溫度從t1降至t2時凝結(jié)水量的相變潛熱q3。蒸發(fā)器的熱負荷Q就是上述三者之和。 

63、預(yù)冷器換熱銅管破裂對冷干機有何影響？

在預(yù)冷器里，熱濕空氣沿殼程流入蒸發(fā)器，而由蒸發(fā)器出來的冷干空氣經(jīng)預(yù)冷器管程排出。壓縮空氣經(jīng)過預(yù)冷器和蒸發(fā)順路后會產(chǎn)生壓力降，上流熱濕空氣的壓力比下流冷干空氣的壓力高。如果銅管發(fā)生破裂，壓力較高，含水量較大的熱濕空氣就會直接從破裂處進入冷干空氣管道，并在管內(nèi)結(jié)露，所產(chǎn)生的凝結(jié)水會沿捷徑排出機外，出現(xiàn)排氣帶水現(xiàn)象。

64、預(yù)冷器有沒有單獨設(shè)置自動排水器的必要？

在預(yù)冷器里飽和濕熱空氣在降溫過程有凝結(jié)水析出。而且由于進入預(yù)冷器的壓縮空氣溫度較高，含水量也多，所以在熱交換過程中預(yù)冷器中有很多凝結(jié)水析出。因此在預(yù)冷器上單獨設(shè)置一只自動排水順路讓一部分凝結(jié)水先行排出機外，可以減輕蒸發(fā)器的熱負荷，在大型冷干機中尤其應(yīng)當這樣做。

65、冷干機排氣溫度過低是何原因？

冷干機排氣溫度過低原因有：①預(yù)冷器熱交換面積不夠而蒸發(fā)器制冷量有余；②壓縮空氣進氣溫度較低呀流量太??；③制冷系統(tǒng)工況發(fā)生變化，使冷媒蒸發(fā)壓力低于正常值。

66、冷干機排氣溫度過高有何原因？

冷干機排氣溫度過高有時是不正常的，引起原因有：①壓縮空氣進氣溫度過高或流量太大；②制冷系統(tǒng)工況發(fā)生變化，引起冷媒蒸發(fā)溫度升高，使壓縮空氣在蒸發(fā)器里得不到足夠冷卻；③預(yù)冷器管道外壁散熱量太大。

67、冷干機的排氣溫度能有多高？

從能量利用角度講，我們總希望冷干機排氣溫度越高越好，最好能與進氣溫度相同，此時“廢冷”為零。但實際上是達不到這一點的，冷干機進、出氣溫相差15℃以上的情況并不鮮見。這是因為：

①能量在傳遞、交換過程中，不可避免會有損失，

②本身溫度不高、溫差不大的同質(zhì)氣體在間壁對流傳熱中（特別在順流傳熱時）傳熱系數(shù)不大；

③在熱交換過程中飽和熱氣流的降溫必然伴隨產(chǎn)生相變，其所吸收到的全部冷量中必有一部分用來支付相變潛熱，從而使熱氣流溫度降幅受到限制，這反過來又限制了冷氣流溫度的升高（在順流傳熱時尤其如此）。

68、在預(yù)冷器中冷、熱空氣升降溫幅度是否相等？

在預(yù)冷器中，冷、熱壓縮空氣進行熱質(zhì)交換，所交換的總熱量是相等的。但飽和熱氣流在降溫過程中發(fā)生相變，出現(xiàn)凝結(jié)水這個過程要消耗一部分冷量。而冷氣流在熱交換過程中所吸收到的熱量全部用于升溫，因此，冷、熱氣流的溫度變化幅度是不相同的，其規(guī)律是熱氣流降溫幅度比冷氣流升溫幅度要小。譬如在某種工況下，熱空氣由40℃降到28℃，降幅為12℃，而冷空氣可由5℃升到24℃，升幅可到達19℃。

69、預(yù)冷器在冷干機中起什么作用？

嚴格講來，預(yù)冷器并不是冷凍干燥機的必備部件，但它在冷干機運行中又起很大的作用，預(yù)冷器在冷干機里的主要作用是“回收”被蒸發(fā)器冷卻后的壓縮空氣所攜帶的冷量（對絕大多數(shù)用戶來講這部分冷量屬“廢冷”），并用這部分冷量來冷卻攜帶大量水蒸氣的較高溫度的壓縮空氣，從而減輕了冷干機制冷系統(tǒng)的熱負荷，達到節(jié)約能源的目的。另一方面，低溫壓縮空氣在預(yù)冷器里溫度得到回升，使排氣管道外壁不致因溫度過低而出現(xiàn)討厭的掛露現(xiàn)象。此外，壓縮空氣溫度升高后，降低了管道內(nèi)空氣的相對濕度（可達φ=5~10%）。

根據(jù)金屬銹蝕理論，當環(huán)境相對濕度低于臨界點（φ=40%）時，金屬管道生銹現(xiàn)象便會停止。所以，現(xiàn)在冷干機中都設(shè)有預(yù)冷器。

70、壓縮空氣里含有哪些雜質(zhì)？

空壓機排出的壓縮空氣里含有很多雜質(zhì)：①水，包括水霧、水蒸汽、凝結(jié)水；②油，包括油污、油蒸汽；③各種固態(tài)物質(zhì)如：銹泥、金屬粉末、橡膠細末、焦油粒及濾材、密封材料的細末等；此外還有多種有害的化學(xué)異味物質(zhì)等。