一 冷凝器端部溫差對機組能耗的影響
當制冷機的壓縮機結構、尺寸、轉速及製冷劑 確定后，能夠改變機組運行條件的是蒸發溫度To 和冷凝溫度Tk。其中影響能耗的首推冷凝溫度 Tk。當冷卻水進口溫度一定時，冷凝溫度Tk由冷 凝器端部溫差決定。下面以R22為例，比較不同冷凝溫度的理論節電效果。
蒸發和冷凝時，氣態和液態都處於飽和態。 蒸發溫度為2℃，此時對應的飽和壓力Po為 530·8kPa，R22的絕熱指數k=1.16。 絕熱壓縮時，理論電功率W可用下式 計算[4-5]:
式中:W為絕熱壓縮時理論電功率(kW);k為絕熱 指數;Po為蒸發壓力(kPa);Vo為壓縮機的理論輸 氣量(m3/h);Pk為冷凝壓力(kPa)。
由表1可見，冷凝器端部溫差越小，理論電功 耗也越小。
以上分析是在沒有過冷條件下進行的，由於 螺旋板殼式換熱器的傳熱效率高，冷端端部溫差 小，有利於提高過冷度。對同一台制冷機組而言， 節流前的過冷度愈大，節流后的干度就愈小，循環 的單位製冷量就愈大，製冷係數就會增大。
二 換熱芯可外抽的螺旋板殼式換熱器的結構簡介
本發明的特徵在於:換熱芯總成與碳鋼製外 殼總成間，不用焊接，而用可拆卸的靜密封來保證 兩流體間的密封。換熱芯總成可以從外殼總成中 抽出，換熱芯具有傳熱、耐腐蝕和強度功能;而外 殼和其他結構件總成，則由價格便宜的碳鋼製成， 當與外殼接觸的流體具有腐蝕性時，由於其無傳 熱任務，故可採用簡單而又便宜的塗層來防腐。 其他有效的技術措施是:在傳熱基板上軋制加強 筋或密布定距器件，以提高其穩定性，減少其厚 度;採用翅片，盡量擴展二次換熱面，對於海上采 油平台和遠洋艦船上用海水冷卻的冷凝器，可減 少貴重特材的用量，而對於陸用機組，則可實現以 鋁代銅和以板代管，節約換熱器的材料購置費。 圖1是R22海水冷凝/冷卻器的結構圖。上 部為正剖面示意圖，下部為兩側的剖視圖。鈦制 換熱芯為螺旋板式結構，是2個同心的螺旋流道 (海水流道和R22流道)，它們互不相通。海水由 右下部的進口管(R22流道封閉，而海水流道開口，參見B-B剖視圖)進入進口配流室，海水並聯 由右向左通過海水流道，進入出口配流室(R22流 道封閉，而海水流道開口，參見A-A剖視圖)，最後 經海水出口管外排。殼體總成由殼體、殼體法蘭、 活動蓋、固定蓋、氣態R22進口、液態R22出口、填 料函以及其他附加裝置(如安全報警、放氣排污口 和支架等)組成。
從壓縮機排出的氣態R22進入殼體，在換熱 芯內被冷凝/冷卻成液態，經節流後進入蒸發器， 再經壓縮機壓縮，完成1個製冷循環。海水進出口 管靠填料函密封，同時也有效地消除了熱應力。 換熱芯有支撐的浮動安置在殼體內，卸掉活動蓋， 可以方便地從殼體外抽。運行時，殼程壓力大於 芯程壓力，故換熱芯是一個受外壓的容器，設計和 製造時，可以採取措施，來提高換熱芯的穩定性， 為陸上機組使用材料強度較低的鋁提供了可能。 換熱芯可外抽，與殼體採用可拆卸的靜密封，解決 了異種金屬互焊性差的難題。承壓的外殼採用價 格便宜的碳鋼製造，為海上制冷機組節約貴重特 材的消耗量，為陸上制冷機組實現以鋁代銅和以 板代管提供了技術上的可能性。
三 試驗流程和結果
3.1 試驗流程
利用中海油某浮式生產儲油輪進行試驗。該 輪有1台水冷櫃式空調機組，原來的R22冷凝器是管殼式，換熱管材質是鎳黃銅，在南海海況下，壽命很短，一般不到2年。由於鈦材是海水耐腐蝕 之王，預期其壽命在10年以上。為考察螺旋板殼 式換熱器(圖2)的熱工性能和鈦材的耐腐蝕情況， 進行了對比試驗。對比的條件是:2台冷凝器的換 熱面積、運行工況均相同，而結構和材料不同。試驗流程見圖3。
