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冷卻器跟其他冷凝設備一樣,都是可以將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備,只不過它的主要材質(zhì)是不銹鋼。從它以往的應用情況看,冷卻器既可是一種單獨的設備,如加熱器、冷卻器和凝汽器等;也可是某一工藝設備的組成部分,如氨合成塔內(nèi)的熱交換器。
由于制造工藝和科學水平的限制,早期的冷卻器只能采用簡單的結(jié)構(gòu),而且存在傳熱面積小、體積大和笨重等不足。但隨著制造工藝的發(fā)展,冷卻器逐步形成一種管殼式換熱器,它不僅單位體積具有較大的傳熱面積,而且傳熱效果也較好,長期以來在工業(yè)生產(chǎn)中都有很好的效果。
冷卻器按傳熱方式的不同可分為混合式、蓄熱式和間壁式三類;但如果從材質(zhì)角度區(qū)分的話,除了有冷卻器外,還有碳素鋼和低合金鋼的冷凝器,它們的用途也是不同的。冷卻器主要用于不同的耐腐蝕條件中,奧氏體不銹鋼還可作為耐高、低溫的材料;鎳合金則用于高溫條件下。
冷卻器開始運行的時候,氣體會通過一根長的管子讓熱量散失到四周的空氣中,為提高冷卻器的效率,經(jīng)常在管道上附加熱傳導性能優(yōu)異的散熱片,加大散熱面積,以加速散熱;并通過風機加快空氣對流的方式把熱帶走。
整個冷卻器是由制冷壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流閥四個基本部件組成。它們之間用管道依次連接,形成一個密閉的系統(tǒng),制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動,發(fā)生狀態(tài)變化,與外界進行熱量交換。其中蒸發(fā)器是輸送冷量的設備,制冷劑在其中吸收被冷卻物體的熱量實現(xiàn)制冷。
而整個核心部分就是冷卻器的壓縮機,起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用;冷凝器是放出熱量的設備,將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機功所轉(zhuǎn)化的熱量一起傳冷庫冷凝器遞給冷卻介質(zhì)帶走;節(jié)流閥對制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數(shù)量,并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大部分。
實際制冷系統(tǒng)中,除上述四大件之外,冷卻器常常還會配置有一些輔助設備,如電磁閥、分配器、干燥器、集熱器、易熔塞、壓力控制器等部件,它們是為了提高運行的經(jīng)濟性,可靠性和安全性而設置的。
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