應用場景與原理
汽車空調系統
在汽車空調系統中,蒸發式冷凝器以水和空氣作為冷卻劑,被冷卻介質(高溫氣態制冷劑)在熱交換器中冷凝。噴淋水在熱交換器外表面形成水膜,水的蒸發以潛熱的形式帶走制冷劑冷凝過程釋放的熱量,并通過強制對流空氣排出熱量。例如,配套引風機的超強風力使噴淋水完全均勻地覆蓋在盤管表面,極大地提高了換熱效果。
汽車熱泵系統
汽車申請了應用于熱泵系統中蒸發式冷凝器的除冰方法專利。在熱泵系統處于制熱模式時,會獲取環境溫度以及蒸發式冷凝器的蒸發溫度,基于這些溫度確定蒸發式冷凝器的估計結冰程度,在滿足除冰條件時控制熱泵系統進入除冰模式,以保證系統的正常運行和高效工作,提高車輛低溫續航能力。
性能優勢體現
節能降耗
蒸發式冷凝器的冷凝溫度隨濕球溫度而變化,一般濕球溫度比干球溫度低6 - 8℃,在同樣環境下,使用蒸發式冷凝器可使冷凝系統的冷凝溫度下降6 - 8℃,系統和壓縮機比帶冷卻塔水冷冷凝器節能20%以上。這對于汽車這種對能耗較為敏感的設備來說,能有效降低能源消耗,提高燃油經濟性或增加電動汽車的續航里程。
系統運行費用低,其壓縮機功率比其它的冷卻塔/冷凝器系統節省至少10%的功耗,并且比風冷式冷凝器系統節省30%的功耗。風機的功率與冷卻塔/冷凝器系統的風機消耗的功率相當,大約是相同規格的風冷式冷凝器風機功率的1/3。由于泵的揚程較低和水流量的降低,水泵的功率大約是普通的冷卻塔/冷凝器系統中所需要的水泵功率的25%。
節省空間
蒸發式冷凝器通過把冷凝器盤管和冷卻塔結合成一體,節省了寶貴的空間,并且不需要像冷卻塔/冷凝器系統那樣需要較大的水泵與管路。它只要求大約是相同規格的風冷式冷凝器的50%的迎風面積,這對于汽車內部空間有限的情況非常有利。
性能穩定可靠
采用引風逆流和一次換熱設計,熱量的傳遞完全依靠盤管組表面,空氣以低速從蒸發式冷凝器下部四周進入,而以高速從蒸發式冷凝器上部排出,使熱濕飽和空氣的回流減速至最小。盤管組由無腐蝕性鋁管逐步加工而成,每一個工序后都經過高達3兆帕的壓力試驗,確保了盤管組的氣密性,設備永無泄露之虞,能保證汽車冷卻系統的穩定運行。
面臨的挑戰與解決措施
水垢與腐蝕問題
當冷卻水流經金屬表面時,會有碳酸鹽生成,溶解在冷卻水中的氧還會造成金屬腐蝕,形成鐵銹,導致換熱效果下降,增加運行費用。傳統的清洗方式如機械方法(刮、刷)、高壓水、化學清洗(酸洗)等存在不能徹底清除水垢等沉積物、酸液對設備造成腐蝕形成漏洞、殘留的酸對材質產生二次腐蝕或垢下腐蝕等問題。可采用一些新型的水處理技術和防腐蝕材料來緩解這些問題,定期對蒸發式冷凝器進行維護和保養,以延長其使用壽命。
結冰問題
在低溫環境下,蒸發式冷凝器可能會出現結冰現象,影響其正常工作。如奇瑞汽車通過申請應用于熱泵系統中蒸發式冷凝器的除冰方法專利,有效識別蒸發式冷凝器的結冰程度,并在確定結冰的情況下進行除冰,以提高熱泵系統的工作效率。
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