表冷器

概念

表冷器，全称表面式冷却器，是一种用于空气处理的换热器，在暖通空调（HVAC）系统中扮演着核心角色。其基本原理是利用热媒或冷媒（如冷冻水、热水、乙二醇溶液等）在管道内流动，与管道外部流动的空气进行热交换，从而达到冷却或加热空气的目的。

在实验动物设施中，表冷器是精确控制温湿度的关键组件之一，确保环境符合“GB 14925-2023 实验动物 环境及设施”等国家及地方标准的要求。

工作原理

表冷器的热湿交换过程主要依赖于空气与换热器表面之间的温差和水蒸气分压力差。根据换热器表面温度（边界层空气温度）与空气露点温度的关系，表冷器可以实现两种主要的空气处理过程：

等湿冷却（干工况）

• 当换热器表面温度低于主体空气温度但高于其露点温度时，仅发生显热交换。空气温度降低，但湿度保持不变。

• 适用场景： 主要用于纯粹的降温需求，不涉及除湿。

减湿冷却（湿工况）

• 当换热器表面温度低于主体空气的露点温度时，空气中的水蒸气会在换热器表面凝结成水滴，发生潜热交换。这不仅使空气温度降低，还带走了空气中的水分，达到除湿效果。

• 适用场景： 这是表冷器最常见的应用模式，特别是在需要同时降温和除湿的场合，如在符合GB14925-2023的实验动物设施中。

结构特点

表冷器通常采用翅片式设计，通过增加换热器外表面的面积来提高热交换效率。在湿工况下，由于存在显热和潜热两种交换，其总换热能力会显著高于干工况。因此，在被处理的空气温度和水温保持不变时，空气湿度越高，表冷器的冷却减湿能力就越强。

安装与维护

为了确保表冷器安全、高效地运行，安装和日常维护至关重要：

安装要求

• 独立支架： 表冷器应安装在专用支架上，不能仅通过连接管道来支撑，以防管道受力不均导致损坏。
• 管道保温： 冷热水管道需进行良好的保温处理，以减少热量损失，并防止低温管道在潮湿环境中结露或结霜。
• 排气与排水： 供水和回水管路的最高点应设置排气阀，最低点应设置排水管，方便管道排气和彻底排水。

使用与维护

• 冬季防冻： 在寒冷季节不使用时，必须将表冷器内残留的水放干净，防止结冰冻裂铜管。
• 介质纯净： 供表冷器使用的冷热水必须清洁，不应含有沙子、铁锈、纤维等杂质，以免堵塞管道或污染换热表面。这个问题，我们现在就遇到了。

• 分析此次出现的原因是前段时间学校维修自来水管道导致的泥垢进入表冷器。正好将之前冻坏维修的换能效率低下的表冷器换新。
• 另外，表冷器内部需要每年至少清洗一次，可以选择加药物清洗。否则能效比会下降很多，电辅热就可能启用，导致耗电量增加。

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  图1_表冷器淤泥.jpg
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  图2_表冷器中水质差

• 定期表面清洁： 建议定期检查并清洁表冷器表面，去除积灰和水垢，以保持最佳的换热性能。