空气冷却器的原理和组成
空气冷却器是利用空气作为冷却介质将工艺介质冷却或冷凝到所需温度的设备。
空气冷却器主要由管束、风机、构架、百叶窗、梯子平台五个基本部件组成。
管束是传热的基本部件，它由翅片管（或光管）、管箱、侧梁和支梁构成一个整体。被冷却或冷凝的介质在管内通过时，它的热量被流动的空气带走，管内的介质得到冷却或冷凝。
风机用来驱动空气通过管束，带走被冷却介质的热量。
构架由钢结构框架和风筒组成，通过它支撑管束和风机，并使空气按一定方向流动。
百叶窗用来控制空气的流动方向或流量的大小，同时对翅片管进行保护。
梯子平台是为空冷器的操作和检修提供方便。
空气冷却器按照通风方式分为：鼓风式、引风式、自然通风式。
空气冷却器按照管束布置方式分为：水平式、立式、斜顶式。
空气冷却器按照冷却方式分为：干式、湿式、干湿联合式。
空气冷却器的特点
与水作为冷却介质的传统工业冷却系统相比，空冷的优缺点如表1所示。由表可见，在缺水地区或水冷结垢和腐蚀严重的地区，适合采用空冷器。一般在下述条件下采用空冷比较有利。
（1） 热流体出口温度与空气进口温度之差>15℃ 。
（2） 热流体出口温度>55℃，其允许波动范围>5℃。
（3） 空气的设计气温<38℃ 。
（4） 有效对数平均温度差≥40℃ 。
（5） 管内热流体的给热系数<2300 W／（m2 *℃）。
（6） 热流体的凝固点<0℃。
（7） 管侧热流体的允许压降>10kPa，设计压力>100kPa。
表1 空冷的优点
| 空 冷 | 水 冷 |
| 1．对环境没有热污染和化学污染。 | 1．排放水对环境有热污染，也常有化学污染。 |
| 2．空气可随意取得，不需任何附属设备和费用。选厂址不受限制，这对无水和缺水地区尤为重要。 | 2．冷却水往往受水源限制，要设置管线和泵站等设施，特别对较大的厂，选厂址时必须考虑有充足的水源。 |
| 3．空气腐蚀性小，不需要除垢和清洗，使用寿命长。 | 3．水腐蚀性强，也易于结垢，需要进行处理。 |
| 4．空气的压降仅有98～196Pa，故空冷的操作费用低。 | 4．循环水压头高，故水冷的能耗较高。 |
| 5．空冷系统的维护费用。一般情况下仅为水冷系统的2O％ ～ 3O％ 。 | 5．由于水冷设备多。易于结垢，在温暖气候条件下易生成微生物，附于冷却器表面，常需停工清洗。 |
| 6．一旦风机电源被切断，仍有3O％～4O％的自然冷却能力。 | 6．电源一断，即要被迫全部停产。 |
管束
表2 管束的型式与代号
| 管束型式 （见图1） | 代号 | 管箱型式 （见图4） | 代号 | 翅片管形式 （见图2） | 代号 | 法兰密封面型式（见图3） | 代号 |
| 鼓风式水平管束 | GP | 丝堵式管箱 | S | L 型翅片管 | L | 光滑平面法兰 | a |
| 斜顶管束 | X | 可卸盖板式管箱 | K1 | 双L 型翅片管 | LL | 凹凸面法兰 | b |
| 引风式水平管束 | YP | 可卸帽盖式管箱 | 2 | 滚花型翅片管 | KL | 榫槽式法兰 | c |
| 湿式立置管束 | SL | 集合管式管箱 | J | 双金属轧制翅片管 | DR | 透镜垫式法兰 | d |
| 干湿联合斜置管束 | SX | 全焊接圆帽管箱 | Q | 镶嵌型翅片管 | G | 梯型槽面法兰 | t |
| | | | | 椭圆管套矩形翅片管 | TC | | |
| | | | | 板翅片套片翅片管 | T60 | | |
| | | | | 椭圆管绕钢带支片管 | TR | | |
a 鼓风式水平管束（GP） b 引风式水平管束（YP）
c 斜顶管束（X） d 湿式立置管束（SL）
常用换热元件规格及特性
表3 几种常用翅片管参数
| 基管外径 mm | 翅片参数 | 翅片管排列 | |
| 翅片外径 mm | 翅片名义厚度mm | 翅片高 mm | 翅片数 片/m | 管心距 mm | 排列 | |
| L、LL、KL、G | DR | |
| 25 | 50 | 0.4 | 0.8 | 12.5 | 433 394 354 315 276 | 54 56 59 | 等边三角形 |
| 16 |
| 57 | 62 63.5 67 |
L型翅片管（L） LL型翅片管（LL） 双金属轧制翅片管（DR）
滚花型翅片管（KL） 镶嵌型翅片管（G）
风机
表4 风机的型式与代号
| 通风
方式 | 代号 | 风量调节方式
（见图5） | 代号 | 叶片型式 | 代号 | 风机传动方式
（见图6） | 代号 |
| 鼓风式
引风式
| G
Y
| 停机手动调角风机
不停机手动调角风机
自动调角风机
自动调速风机
| TF
BF
ZFJ
ZFS
| R型玻璃钢叶片
B型玻璃钢叶片
*HK型玻璃钢叶片
*w型玻璃钢叶片
铸铝叶片 | R
B
HK
W
L | V带传动
齿轮减速器传动
电动机直接传动
悬挂式v带传动，
电椭由朝上
悬挂式V带传动，
电机轴朝下 | V
C
Z
Vs
Vx |
左：停机手动调角风机（TF）右：自动调角风机（ZFJ）
不停机手动调角风机（BF）
注：调速风机我公司提供过双速电机调速风机和变频调速风机
构架
表5 构架的型式与代号
| 构架型式 | 代号 | 构架开（闭）型式 | 代号 | 风箱型式 | 代号 |
| 鼓风式水平构架 | GJP | 开式构架 | K | 方箱型 | F |
| 斜顶构架 | JX | 闭式构架 | B | 过渡锥型 | Z |
| 引风式水平构架 | YJP | | | 斜坡型 | P |
| ＊湿式构架 | JS | | | | |
| ＊干湿联合构架 | JL | | | | |
百叶窗
表6 百叶窗规格参数
| 百叶窗的长度A | 高的H | 配用管束长度L | 百叶窗宽度范围B |
| 11700 | 300 | 12000 | 1000~3000 |
| 10280 | 300 | 10500 | 1000~3000 |
| 8700 | 300 | 9000 | 1000~3000 |
| 5700 | 300 | 6000 | 500~3000 |
| 4280 | 300 | 4500 | 500~3000 |
| 2780 | 300 | 3000 | 500~3000 |
