蒸發(fā)器也是一種換熱設備,與冷凝器所不同的是蒸發(fā)器是吸熱設備。在蒸發(fā)器中,由于低壓液體制冷劑氣化,從需要冷卻的物體或空間吸熱,從而使被冷卻的物體或空間的溫度降低,達到制冷的目的。因此,蒸發(fā)器是制冷裝置中產生和輸出冷量的設備。
根據(jù)被冷卻介質的種類不同,蒸發(fā)器可分為兩大類:
(1)冷卻液體載冷劑的蒸發(fā)器。用于冷卻液體載冷劑——水、鹽水或乙二醇水溶液等。這類蒸發(fā)器常用的有臥式蒸發(fā)器、立管式蒸發(fā)器和螺旋管式蒸發(fā)器等。
(2)冷卻空氣的蒸發(fā)器。這類蒸發(fā)器有冷卻排管和冷風機。
臥式蒸發(fā)器又稱為臥式殼管式蒸發(fā)器。其與臥式殼管式冷凝器的結構基本相似。按供液方式可分為殼管式蒸發(fā)器和干式蒸發(fā)器兩種。
1、臥式殼管式蒸發(fā)器
臥式殼管式蒸發(fā)器是滿液式蒸發(fā)器。即載冷劑以1~2m/s的速度在管內流動,管外的管束間大部分充滿制冷劑體,二者通過管壁進行充分的熱交換。吸熱蒸發(fā)的制冷劑蒸汽,經蒸發(fā)器上部的液體分離器,進入壓縮機。
為了保證制冷系統(tǒng)正常運行,這種蒸發(fā)器中制冷劑的充滿高度應適中。液面過高可能使回氣中夾帶液體而造成壓縮機發(fā)生液擊;反之,液面過低會使得部分蒸發(fā)管露出液面而不起換熱作用,從而降低蒸發(fā)器的傳熱能力。因此,對于氨蒸發(fā)器其充滿高度一般為筒體直徑的70~80%,對于氟利昂蒸發(fā)器充滿高度一般為筒體直徑的55~65%。
臥式殼管式蒸發(fā)器廣泛使用于閉式鹽水循環(huán)系統(tǒng)。其主要特點是:結構緊湊,液體與傳熱表面接觸好,傳熱系數(shù)高。但是它需要充入大量制冷劑,液柱對蒸發(fā)溫度將會有一定的影響。且當鹽水濃度降低或鹽水泵因故停機時,鹽水在管內有被凍結的可能。若制冷劑為氟利昂,則氟利昂內溶解的潤滑油很難返回壓縮機。此外清洗時需停止工作。
2、干式氟利昂蒸發(fā)器
這種蒸發(fā)器的外形和結構與臥式殼管式蒸發(fā)器基本一樣。它們之間的主要區(qū)別在于:制冷劑在管內流動,而載冷劑在管外流動。節(jié)流后的氟利昂液體從一側端蓋的下部進入蒸發(fā)器,經過幾個流程后從端蓋的上部引出,制冷劑在管內隨著流動而不斷蒸發(fā),所以壁面有一部分為蒸氣所占有,因此,它的傳熱效果不如滿液式。但是它無液柱對蒸發(fā)溫度的影響,且由于氟利昂流速較高(≥4m/s),則回油較好。此外,由于管外充入的是大量的載冷劑,從而減緩了凍結的危險。
這種蒸發(fā)器內制冷劑的充注量只需滿液式的1/2~l/3或更少,故稱之為“干式蒸發(fā)器”。為了提高載冷劑的流速并使其橫向沖刷管束,在殼體內裝有多塊折流板,以提高傳熱效果。干式氟利昂蒸發(fā)器常用于冷卻淡水,水的流速一般為0.5~1.5m/s,銅管時一般取1.0m/s。
二、立管式和螺旋管式蒸發(fā)器
立管式和螺旋管式蒸發(fā)器的共同點是制冷劑在管內蒸發(fā),整個蒸發(fā)器管組沉浸在盛滿載冷劑的箱體內(或池、槽內),為了保證載冷劑在箱內以一定速度循環(huán),箱內焊有縱向隔板和裝有螺旋攪拌器。載冷劑流速一般為0.3~0.7m/s,以增強傳熱。