水冷式冷凝器與氣冷凝器之比較

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1、水冷式冷凝器與氣冷式冷凝器之比較原文刊載於一丞通訊VOL.41996.7.前言在冷凍空調(diào)系統(tǒng)中冷凝系統(tǒng)（散熱系統(tǒng)）最常使用的兩大類為水冷式散熱系統(tǒng)與氣冷式散熱系統(tǒng)。這兩大類的散熱系統(tǒng)是大家所熟知並且常見到的，且在一般的技術(shù)書籍上都有詳細(xì)的介紹，本文由原理、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)三方面以條列式來探究其中的差異，提供使用者在進(jìn)行系統(tǒng)選用時(shí)能夠進(jìn)行客觀的評(píng)估。一、一、原理比較、原理比較項(xiàng)目水冷式散熱系統(tǒng)氣冷式散熱系統(tǒng)冷卻方式冷媒→水→空氣冷媒→空氣冷卻介質(zhì)水空氣系統(tǒng)冷凝壓力較低較高壓縮機(jī)機(jī)械效率較高較低（耗電約高10%）冷卻介質(zhì)熱傳係數(shù)較高較低傳熱面積較小較大就大家所熟知水冷式系統(tǒng)是利用水來當(dāng)冷卻介質(zhì)，將高壓

2、高溫氣態(tài)冷媒的熱量帶走，而使冷媒冷凝。在介質(zhì)側(cè)水吸收冷媒的熱量而使水溫上升，一般為了維護(hù)水資源，都會(huì)將冷卻水循環(huán)使用，但是冷卻水中所吸收的熱量如果不傳送出去，冷卻水的水溫將越來越高，最後將使冷媒散熱不良，造成系統(tǒng)高壓異常。在水資源豐富的地方，會(huì)不斷引入新的冷卻水，而將使用過的冷卻水排放到河川或海洋中，此即開路式水冷系統(tǒng)。對(duì)於水資源匱乏的地方，冷卻水就會(huì)採(cǎi)取半閉路循環(huán)系統(tǒng)，將冷卻水的熱量藉由冷卻水塔排放到大氣中?！　∮伸端疁剌^大氣溫度低且穩(wěn)定，通常在水冷式系統(tǒng)的冷卻水進(jìn)入的設(shè)計(jì)溫度在32℃，出口35℃，因此以水冷方式可以獲得較低的冷凝壓力?！　饫涫较到y(tǒng)直接利用大氣來當(dāng)作冷卻介質(zhì)，因此所能利用

3、的溫度隨著大氣溫度的高低起伏而有所影響。一般在氣冷式散熱系統(tǒng)，以最嚴(yán)苛的夏季外氣條件作為冷卻空氣進(jìn)入溫度的設(shè)計(jì)條件，以目前臺(tái)灣地區(qū)的空氣進(jìn)入設(shè)計(jì)溫度通常定為35℃，空氣入口溫度與冷凝溫度差約在12℃，因此氣冷式的冷凝壓力較水冷是系統(tǒng)來得高?！　≡诶鋬鱿到y(tǒng)中，以相同的蒸發(fā)溫度而言，冷凝溫度較低，對(duì)於壓縮機(jī)而言壓縮比可以降低，可以獲得較佳的機(jī)械效率。因此對(duì)同一個(gè)壓縮機(jī)，在相同的蒸發(fā)溫度下，採(cǎi)用水冷式散熱系統(tǒng)會(huì)較氣冷式散熱系統(tǒng)有較佳的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。在水冷式散熱系統(tǒng)改換成氣冷式時(shí)，必須要特別注意到上述冷凝溫度變化的問題。由水冷式系統(tǒng)改為氣冷式系統(tǒng)後，冷凝溫度上升，壓縮機(jī)效率下降，因此冷凍能力會(huì)減1本資料

4、由一丞冷凍工業(yè)股份有限公司提供少，無法獲得原有的冷凍能力，就水與空氣的熱傳係數(shù)比較，水的熱傳係數(shù)較空氣大上數(shù)倍，而且水冷式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)採(cǎi)用殼管式（SHELLANDTUBE）設(shè)計(jì)，冷媒於殼側(cè)冷凝，其熱傳效果較於管側(cè)冷凝的氣冷式系統(tǒng)來的好，因此不論就介質(zhì)的熱傳係數(shù)比較或整體的熱傳係數(shù)比較，水冷式系統(tǒng)的總熱傳係數(shù)要比氣冷式系統(tǒng)來的高。熱量的傳遞是由溫度差乘上總熱傳係數(shù)再乘以總傳熱面積。Q=U×A×△TQ：熱傳量U：總熱傳係數(shù)A：總傳熱面積△T：溫度差由於水冷式的熱傳係數(shù)高，在相同的溫度差與熱傳量下，水冷式系統(tǒng)所需要的傳熱面積較小，所以水冷式散熱系統(tǒng)的體積較小。二、環(huán)境比較二、環(huán)境比較項(xiàng)目水冷式散熱系

5、統(tǒng)氣冷式散熱系統(tǒng)污染熱污染、排放水污染、熱污染、灰塵污染飛沫污染（冷卻水塔）（清潔時(shí)）孳生病菌容易不易噪音大（冷卻水塔）小使用環(huán)境資源水空氣　　不論是使用那一種散熱器，都會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生或多或少的影響。以水冷式與氣冷式而言，都會(huì)造成環(huán)境的熱污染與噪音影響。由於散熱器就是將熱量排到大氣環(huán)境中，因此將造成環(huán)境的熱污染。　　而在噪音方面，水冷式系統(tǒng)多採(cǎi)用冷卻水塔與冷卻泵系統(tǒng)，因此在噪音上較只用風(fēng)扇馬達(dá)的氣冷式系統(tǒng)來的大。水冷式系統(tǒng)使用水作為冷卻介質(zhì)，水中多多少少含有雜質(zhì)與礦物質(zhì)，在閉路系統(tǒng)循環(huán)中，經(jīng)過冷卻水塔的蒸散作用，水中的雜質(zhì)濃度會(huì)越來越高，逐漸形成水垢，這些水垢如果附著在管路內(nèi)不但降低熱傳效果，

6、甚至造成管路的腐蝕。在臺(tái)灣，水質(zhì)的硬度相當(dāng)高，如果自來水未經(jīng)任何處理，直接作為冷卻水塔的補(bǔ)充水，水垢的產(chǎn)生速度就非?？臁６鵀閺氐浊鍧嵐苈分械乃?，常保系統(tǒng)的性能如一，定期必須於管路中加入化學(xué)藥劑清洗管路，這些含有化學(xué)藥劑的污水排放至河川，將對(duì)河流生態(tài)產(chǎn)生影響。　　水冷式系統(tǒng)中的冷卻水塔是利用蒸散方式將水中的熱量排至大氣，在這個(gè)過程中一些水汽飛沫逸散至周圍的環(huán)境，造成四周的環(huán)境污染。2本資料由一丞冷凍工業(yè)股份有限公司提供相對(duì)的，在氣冷式系統(tǒng)中問題就單純?cè)S多，由於管外側(cè)利用空氣吹拂，空氣中的雜質(zhì)會(huì)累積在鰭片的表面，時(shí)日一久，這些積塵會(huì)降低散熱器的熱傳效果，因此必須定期將灰塵除去，在除去灰塵的過程

7、中會(huì)對(duì)環(huán)境造成短暫的污染。在高落塵量的環(huán)境中，只要裝置濾塵網(wǎng)定期更換或沖洗即可確保散熱能力。而水冷式系統(tǒng)如果在管理上不多加以注意，容易在冷卻水塔中孳生導(dǎo)致『退伍軍人癥候群』的病菌。因此當(dāng)使用水冷式系統(tǒng)時(shí)，必須隨時(shí)做好水質(zhì)的監(jiān)控。氣冷式系統(tǒng)屬於乾燥環(huán)境，並無可供孳生病菌的媒體，因此不容易有病菌孳生。水冷式系統(tǒng)最重要的是使用水資源，由於臺(tái)灣的水資源日益缺乏，在水的取得上將來必須付出極大的成本。雖然多數(shù)的冷卻系統(tǒng)採(cǎi)