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冷却器 |
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空气冷却器（air cooled heat exchanger）是利用空气冷却热流体的换热器。管内的热流体通过管壁和翅片与管外空气进行换热，所用的空气通常由通风机供给。空气冷却器简称空冷器,以空气作为冷却剂,可用作冷却器，也可用作冷凝器。空冷器主要由管束、支架和风机组成。空气冷却器热流体在管内流动，空气在管束外吹过。由于换热所需的通风量很大，而风压不高，故多采用轴流式通风机（见流体输送机械）。
翅片可按横向或纵向排列。翅片管的基本形式有：绕片式、镶片式、轧片式、套片式、焊片式、椭圆管式、紊流式（包括轮辐式、开槽形和波纹形等）。管箱的结构主要有法兰式、管堵式和集合管式。一般前者用于中低压，后两者用于高压。为适应管束的热膨胀，一端管箱不固定，容许沿管长方向位移。通风机通常采用轴流通风机。
空冷器按使用场合不同，可分为电厂空冷器和石化空冷器。按冷却方式，可分为干式、湿式、以及干－湿联合式空冷器。湿式空冷器根据喷水方式，可分为表面蒸发型、增湿型和喷淋型3种，在石化工业中以后两种为主。表面蒸发式空冷器是一种利用管外水膜蒸发来强化传热、由光管组成的空冷装置。
增湿型湿式空冷器只适用于相对湿度低于50%的干燥、炎热地区，因为干空气相对湿度越小，增湿后降温越多，冷却效果越显著。喷淋型湿式空冷器是直接在翅片管束上喷雾状水，利用水分蒸发的潜热交换和空气被增湿降温来强化传热，同时，水雾的存在可使空冷器入口空气温度接近环境湿球温度，提高了传热平均温差，在3%喷淋量下换热系数可比干式空冷器提高2 ～ 4倍。
所以，翅片管仍然是空冷器的主流传热元件，空冷器的本质可以看为是空气－热媒的管翅式换热器，强化空气冷却器传热性能的关键是研制低接触热阻、高传热效能和流动阻力小的翅片管。当换热器内部为压力较高的流体时，管外加肋，就相当于用不承压的廉价肋片取代承压的管材，经济效果显著。
干－湿联合式空冷器，就是将干式空冷器与湿式空冷器组合集成。组合的一般原则是，在工艺流体高温区用干式空冷器，起气体冷凝的作用;在低温区使用湿式空冷器，起冷凝液冷却的作用。总之，选择哪种形式的空冷器，要根据当地的大气温度、风速及相对湿度等环境气候条件，结合介质终冷却温度等换热工艺要求，并兼顾经济性，进行综合考量确定。
焊接翅片可将不同材料的翅片和管焊接在一起，制造简易，但焊缝中的残渣不利于传热，焊接质量。高频焊翅片利用高频发生器产生的高频电感应，使管子表面与翅片接触处产生高温而部分融化，再通过加压使翅片与管子连成一体，连接过程中无焊剂、焊料，制造简单，性能优良，是工业应用多的一种工艺。
由于锈垢的产生，冷凝器换热效果下降。严重时不得不在壳体外喷淋冷却水，结垢严重时会堵塞管子，使换热效果失去作用。研究的数据显示水垢沉积物对热传输的损失影响，随着沉积物的增加会造成能源费用的加大。即使很薄的一层水垢就要增加设备中结垢部分40%以上的运行费用。保持冷却通道中不含矿物沉积物可以很好的提高功效、节约能源、延长设备的使用寿命，同时节约生产时间和费用。
