制冷行業(yè)經(jīng)過多年的實踐探索，蒸發(fā)冷卻技術(shù)的日益成熟為冷水機(jī)組的能效提升提供了新的思路，蒸發(fā)式冷凝技術(shù)高效節(jié)能、綠色環(huán)保，通過降低冷凝溫度冷水機(jī)組的能效提升20%左右，越來越多的用戶對蒸發(fā)式冷水機(jī)組更加偏愛。
一、蒸發(fā)式冷凝器的原理
蒸發(fā)式冷凝器將水冷式冷凝器和冷卻塔中分開的冷凝過程與水冷卻過程合二為一，它是利用冷卻水在換熱器表面分布成薄膜，水膜與強(qiáng)制流動的空氣直接接觸，被冷卻物料將熱量傳給水膜，水膜發(fā)生非飽和蒸發(fā)并與空氣進(jìn)行熱質(zhì)交換與傳遞，后由空氣帶走熱量的過程。它對傳統(tǒng)冷卻方式進(jìn)行了兩方面改進(jìn)：一是減去冷卻水從冷凝器到冷卻塔的傳遞過程，直接實現(xiàn)水的重復(fù)利用，節(jié)省水泵功耗;二是改變單相冷卻流體用顯熱溫升來冷卻物料的方式，主要用水的潛熱帶走熱量。
二、盤管式蒸發(fā)式冷凝器
目前被廣泛應(yīng)用的蒸發(fā)式冷凝器是盤管式蒸發(fā)式冷凝器。盤管式蒸發(fā)式冷凝器是將冷卻水噴淋于管子表面形成水膜，水膜與管內(nèi)介質(zhì)完成換熱后，水直接與管外快速流動的空氣接觸并發(fā)生熱質(zhì)交換，完成換熱過程，并由空氣將熱量及水蒸氣帶走，空氣的流動不僅使換熱過程變得更快，而且由于空氣的快速流動，空氣在速個過程都能保持非飽和狀態(tài)，其傳熱傳質(zhì)推動力也更大。
三、應(yīng)用蒸發(fā)式冷凝器的優(yōu)勢
①節(jié)能。蒸發(fā)式冷凝器將水蒸汽的冷凝與水冷卻過程合二為一，省略了冷卻水從冷卻塔到冷凝器的傳遞階段，加之循環(huán)水量僅為水冷式的5%~10%，有效地節(jié)約了冷卻水泵的輸入功率；另一方面，蒸發(fā)式冷凝器冷卻水溫更接近空氣濕球溫度，其相應(yīng)的冷凝溫度可以更低，其冷凝溫度比風(fēng)冷式冷凝系統(tǒng)低10~15℃，比水冷式冷凝系統(tǒng)低3~8℃，進(jìn)而提高制冷主機(jī)的能效。
②節(jié)水。冷卻水在冷凝器中的溫升約5~8℃，即1kg水帶走25~35kJ的熱量，而蒸發(fā)式冷凝器主要通過冷卻水潛熱來完成換熱的，1kg水吸熱蒸發(fā)可以帶走2450kJ的熱量，另外，蒸發(fā)式冷凝器耗水量僅為排熱量的1‰-3‰，使得蒸發(fā)式冷凝器實際運行中的用水量為冷卻塔系統(tǒng)的5%~15%，節(jié)約了水資源。
③熱交換性能好。一方面，由于水的蒸發(fā)潛熱大，單位水的吸熱量大，在換熱器內(nèi)外，水、空氣與冷卻介質(zhì)交錯流動，使傳熱速度更快，傳熱效率增加，從而達(dá)到高效換熱效果；另一方面，由于其采用強(qiáng)化換熱技術(shù)，可使系統(tǒng)的效率得到大大的提高。
④占地面積小。蒸發(fā)式冷凝器集冷凝盤管組、循環(huán)水泵、軸流風(fēng)機(jī)、集水盤和連接水管于一體，把冷卻過程進(jìn)行一體化，而且結(jié)構(gòu)十分緊湊，因此其占地面積僅相當(dāng)于冷凝器與冷卻塔的總占地面積的30%~60%，在土地資源日益緊張的今天，有特別重要的意義。
⑤運行費用低。在運行中，除如上所述的節(jié)能節(jié)水效果外，蒸發(fā)式冷凝器還排除了冷卻塔系統(tǒng)中因大量用水而產(chǎn)生的水處理問題，使運行費用大大降低。冷凝器和冷卻塔的綜合初投資，實際上高于蒸發(fā)式冷凝器。
四、經(jīng)濟(jì)效益分析
綜上所述兩個方案，主機(jī)采用蒸發(fā)式螺桿冷水機(jī)組的配置形式，其優(yōu)勢為：
①、由于采用蒸發(fā)式冷凝技術(shù)后，機(jī)組冷凝壓力低，使得壓縮機(jī)輸入功率減少，不需要冷卻塔及大功率冷卻水泵；使得空調(diào)整機(jī)能效比高，系統(tǒng)節(jié)能。
②、比采用水冷式螺桿冷水機(jī)組年節(jié)約運行電費8.85萬元，節(jié)能率為15%。
五、適用行業(yè)
隨著“中國制造2025”的落地實施，制造業(yè)創(chuàng)新建設(shè)步伐加快。智能制造、新材料、生物醫(yī)藥、化工、食品、飲料等領(lǐng)域成為重點推進(jìn)的著力點，這些領(lǐng)域?qū)ιa(chǎn)過程中的各項空氣指標(biāo)十分嚴(yán)苛，潔凈空調(diào)產(chǎn)品市場需求將逐步放開。綠色制造工程要求開展重大節(jié)能環(huán)保、資源綜合利用、再制造、低碳技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范，與蒸發(fā)式冷凝機(jī)組節(jié)水節(jié)能的典型特征不謀而合。
