蒸發(fā)器是制冷器四大件中很重要的一個部件,低溫的冷凝“液”體通過蒸發(fā)器,與外界的空氣進行熱交換,“氣”化吸熱,達到制冷效果。
蒸發(fā)器主要由加熱室和蒸發(fā)室兩部分組成。加熱室內液體提供蒸發(fā)器所需的熱量,促使液體沸騰汽化,蒸發(fā)是使氣液兩相完全分離。
01干式蒸發(fā)器
干式殼管蒸發(fā)器實際上為管內蒸發(fā)的臥式管式蒸發(fā)器。其制冷劑液體的充裝量很少,大約為管組內部容積的35%~40%,而且制冷劑在汽化過程中不存在自由頁面,因此稱為干式蒸發(fā)器。
02滿液式蒸發(fā)器
滿液式和干式蒸發(fā)器外形相似,但兩者在制冷劑流程方面有明顯的不同。滿液式蒸發(fā)器中的制冷劑走殼程,制冷劑從殼體的下部進入,在換熱管外流動并沸騰,沸騰后的蒸汽從殼體上部排出。
滿液式蒸發(fā)器的傳熱管表面上有許多針形小孔,管內表面上還有螺旋形凸起強化冷水側的換熱。這種同時強化管外沸騰和管內傳熱的高效傳熱管,使其傳熱系數(shù)較光管提高了5倍左右。
03降膜式蒸發(fā)器
降膜式蒸發(fā)器,又稱之為“噴淋式蒸發(fā)器”。這種換熱器與滿液式蒸發(fā)器相似,但它又與滿液式蒸發(fā)器有區(qū)別。這種蒸發(fā)器的制冷劑是從換熱器的上部噴淋都換熱管上,制冷劑只是在換熱管上形成一層薄薄的冷劑液膜,這樣制冷劑在沸騰蒸發(fā)時便減少了靜液位壓力,從而提高了換熱效率,其換熱效率較滿液式機組提高了5倍左右。
降膜蒸發(fā)是流動沸騰,由于管外表面的液膜層厚度小,沒有靜壓產(chǎn)生的沸點升高,傳熱系數(shù)高。而滿液式蒸發(fā)(也就是沉浸式蒸發(fā))產(chǎn)生的氣泡易于集聚在換熱管的表面,導致?lián)Q熱效率下降,其換熱效果不如降膜蒸發(fā)。降膜蒸發(fā)屬于小溫差情況下,但要防止結垢,影響傳熱效率。
“冷水機組”,是對一種制冷機組的習慣命名法,這種“冷水機組”一般用于中央空調的冷源,或者空調工況的制冷,輸出的是低溫的冷水,通常叫做“冷凍水”,故而得名。一般把只能制冷的叫做冷水機組,而能同時制熱的,我們叫做“熱泵”機組。
而“滿液式”是指機組所用的“殼管式蒸發(fā)器”采用了“滿液式蒸發(fā)器”的形式,這是區(qū)別于“干式”、“降膜式”的一種殼管式蒸發(fā)器。它的“殼程”內走制冷劑循環(huán),“管程”內走冷凍水循環(huán),從剖面上看,就好像是筒體里有大半筒制冷劑,而走水的管束浸泡在制冷劑里。它和“干式蒸發(fā)器”剛好相反,干式的是“管程”走制冷劑,“殼程”走水,好比制冷劑管束浸泡在水里。
滿液式蒸發(fā)器,以及滿液式機組,比起干式蒸發(fā)器/干式機組來說傳熱效率更高,出水溫度與蒸發(fā)溫度的趨近溫差小,沿程阻力小,適合循環(huán)量大的機組(比如離心機),制冷效果好。但是制冷劑充注量要求大,并且需要專用的回油系統(tǒng),幫助壓縮機回油。
滿液式就是冷媒在銅管與殼管之間,而冷凍水在銅管里面流動,干式就是他兩相反。冷媒在銅管里蒸發(fā),水在銅管與殼管之間流動,他們主要用于熱泵空調上。在工業(yè)低溫冷水機一般都是用普通那種干式的蒸發(fā)器。
04干式和滿液式蒸發(fā)器的區(qū)別
干式蒸發(fā)器VS滿液式蒸發(fā)器
滿液式殼管蒸發(fā)器在管內走水,制冷劑在管簇外面蒸發(fā),因此傳熱面基本上都與液體制冷劑接觸。一般殼體內充注的制冷劑量約為筒體有效容積的55%~65%,制冷劑液體吸熱氣化后經(jīng)筒體頂部的液體分離器,回入壓縮機。
缺點:
(1)蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)溫度低于℃時,管內水易凍結,破壞蒸發(fā)管
(2)制冷劑充灌量大
(3)受制冷劑液柱高度影響,筒體底部的蒸發(fā)溫度偏高,會減小傳熱溫差
(4)蒸發(fā)器筒體下部會積油,必須有可靠的回油措施,否則影響系統(tǒng)的安全運行
干式殼管式即非滿液式蒸發(fā)器的制冷劑在管內流動,水在管簇外流動。制冷劑流動通常有幾個流程,由于制冷劑液體逐漸氣化,通常越向上,其流程管數(shù)越多,為了增加水側換熱,在筒體傳熱管的外側設有若干個折流板,使水多次橫掠管簇流動。
優(yōu)點:
(1)潤滑油隨制冷劑進入壓縮機,一般不存在積油問題
(2)充灌的制冷劑少,一般只有滿液式的1/3左右
(3)t0早0℃附近時,水不會結冰
注意:
(1)制冷劑有多個流程,在端蓋轉彎處如處理不好,會產(chǎn)生積液,從而使進入下一個流程的液體分配不均勻,影響傳熱效果。
(2)水側存在泄漏問題,由于折流板外緣與殼體間一般有1~3mm間隙,與傳熱管之間有2mm左右的間隙,因而會引起水的泄漏。
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