蒸发器的种类和工作原理

　　蒸发器是冷冻机中的冷热输出设备。 制冷剂在蒸发器中蒸发，吸收低温热源介质(水和空气)的热量，从而达到制冷的目的。

　　蒸发器根据其冷却介质分为冷却空气的蒸发器和冷却液体(水或其他液体盐水)的蒸发器。

　　冷却空气蒸发器：

　　空气自然对流多采用光盘管结构

　　空气强制对流采用翅片管结构

　　冷却液体(水或其他液体的盐水)的蒸发器：

　　管壳式

　　沉没仪式

　　根据制冷剂的供液方式：

　　满液式蒸发器

　　干式蒸发器

　　循环式蒸发器

　　淋浴式蒸发器

　　满液式蒸发器

　　根据其结构不同，有卧式壳管式、水箱直管式、水箱式等几种结构形式。 它们的共同特点是蒸发器内充满液体制冷剂，运行中吸热蒸发产生的制冷剂蒸气不断从液体中分离出来。 由于制冷剂与传热面充分接触，沸腾换热系数更高。 但不足之处是制冷剂充注量大，液柱静压对蒸发温度有不良影响。 如果采用可溶于润滑油的制冷剂，润滑油很难返回压缩机。

　　管壳式满液式蒸发器：

　　一般为卧式结构，参见图。 制冷剂在壳体内管外蒸发； 盐水在管内流动，一般是多程序的。 盐水的出入口设在端盖上，拆下后取出放入。 制冷剂液从壳体底部或侧面进入壳体内，蒸汽从上部被抽出，返回压缩机。 壳内的制冷剂始终保持在约70%~80%的静液面高度。

　　

　　管壳式满液式蒸发器应注意以下几点。

　　以水为盐水，其蒸发温度下降到0以下时，管内会冻结，严重时传热管可能会膨胀破裂。 同时蒸发器水容量小，运行时的热稳定性差

　　低蒸发压力时，液体在壳体内的静液柱处底部温度上升，传热温差减少。

　　与润滑油相容的制冷剂如果使用满液式蒸发器，则难以回油。

　　制冷剂填充量多。 另外，机器不适合在运动条件下工作，液面晃动会引起压缩机的气缸事故

　　在满液式蒸发器中，制冷剂气化，产生大量气泡，液面上升，因此制冷剂的填充量请勿浸入整个热交换面。

　　散热器式蒸发器：

　　槽式蒸发器可以由平行直管或螺旋管构成(也称为立式蒸发器) 。 它们都浸在液体载冷剂中工作，在搅拌器的作用下，液体载冷剂在容器内循环流动，提高传热效果。 制冷剂液在管内蒸发吸热，冷却管外的盐水。

　　

　　立管式水箱蒸发器

　　1-集油器2均压管。 3-蒸汽-液体分离器：4-上集气管5-水箱6 -放水口。 7-混合器：8-溢流管9-隔板10 -直立管束11-下集管克服了管壳式满液式蒸发器冻结的危险和运行时热稳定性差的缺点，同时制冷剂进出，符合液体沸腾时的运动规律，循环良好，沸腾换热系数高。

　　非满液蒸发器

　　非满液式蒸发器(干式蒸发器)

　　干式蒸发器是制冷剂液能够在传热管内完全气化蒸发器. 该传热管外侧被冷却介质是盐水或空气，制冷剂在管内吸热蒸发，其每小时的流量约为传热管内容积的20%-30% . 通过增加制冷剂的质量流量，可以增加制冷剂液在管内的湿润面积。 另外，其进出口处的压差随着流动阻力的增大而增加，制冷系数下降。

　　

　　各冷却介质：

　　冷却液体干式蒸发器

　　冷却空气干式蒸发器(直接蒸发式空气冷却器)

　　冷却液体干式蒸发器：

　　干式壳焊接板

　　式蒸发器

　　1 .干式壳蒸发器

　　管壳式干式蒸发器有直管式和u形管式结构式。 它们的共同特点是在壳体内内置多个圆形挡板，提高管外载冷剂流速，增强换热效果

　　

　　干式管式蒸发器的特征是：

　　能够保证进入制冷系统的润滑油顺利返回压缩机

　　所需的制冷剂填充量小至同能力满液式蒸发器的1/3。

　　用于冷却水时，即使蒸发温度达到0，也不会发生冻结事故。

　　可采用热胀阀进行给液，比满液式浮阀给液更可靠。

　　直接蒸发式空气冷却器

　　直接蒸发式空气冷却器

　　这种蒸发器有根据空气的运动状态冷却自由运动空气的蒸发器和冷却强制流动空气的蒸发器两种类型。

　　1 .冷却自由运动空气的蒸发器：冷却的空气处于自由运动状态，因此传热系数低。 因此，该蒸发器被制成光管蛇行管组，通常称为冷却排管。 一般用于冰箱和低温试验装置。

　　冷却排管的储存量少，其充液量约为排管内容积的40%左右，具有操作维护方便等优点。 但是，存在管内制冷剂的流动阻力大，蒸发的蒸汽难以排出的问题。 另外，管外空气为自由运动，因此热传导率低，一般在6.3-8.1W(m2K  )的范围内。

　　

　　2 .冷却强制流动空气的蒸发器(也称为冷风机) :由于光管式空气冷却器的传热系数k较低，为了加强空气侧的换热，有时需要在管外设置散热片来提高传热系数的值。 但是，一般来说，如果设置肋管，如果座位间距小，则会产生较大的流动阻力，因此为了获得较高的热交换效果，需要采取使空气以一定的流速通过翅片管族的措施。

　　该蒸发器具有结构紧凑、传热效果好、可以改变空气含水量、应用范围广等优点。 但从生产工艺要求分析来看，翅片与传热管的紧密连接是提高其传热效果的关键。循环式蒸发器

　　在该蒸发器中，由于制冷剂在其管内反复吸热蒸发直到完全气化，因此被称为循环式蒸发器。 循环式蒸发器多用于大型的液泵供液、重力供液冷冻箱系统和低温环境试验装置。

　　

　　循环式蒸发器的优点是蒸发器管道内的表面能经常完全润湿，表面传热系数高。 但是，体积大，制冷剂的填充量多。

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