蒸發(fā)器也是一種換熱設(shè)備,與冷凝器所不同的是蒸發(fā)器是吸熱設(shè)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(dá)到制冷的目的。因此,蒸發(fā)器是制冷裝置中產(chǎn)生和輸出冷量的設(shè)備。
根據(jù)被冷卻介質(zhì)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(fēng)機(jī)。
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(jié)構(gòu)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(nèi)流動(dòng),管外的管束間大部分充滿制冷劑體,二者通過管壁進(jìn)行充分的熱交換。吸熱蒸發(fā)的制冷劑蒸汽,經(jīng)蒸發(fā)器上部的液體分離器,進(jìn)入壓縮機(jī)。
為了保證制冷系統(tǒng)正常運(yùn)行,這種蒸發(fā)器中制冷劑的充滿高度應(yīng)適中。液面過高可能使回氣中夾帶液體而造成壓縮機(jī)發(fā)生液擊;反之,液面過低會(huì)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(duì)于氨蒸發(fā)器其充滿高度一般為筒體直徑的70~80%,對(duì)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(diǎn)是:結(jié)構(gòu)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(duì)蒸發(fā)溫度將會(huì)有一定的影響。且當(dāng)鹽水濃度降低或鹽水泵因故停機(jī)時(shí),鹽水在管內(nèi)有被凍結(jié)的可能。若制冷劑為氟利昂,則氟利昂內(nèi)溶解的潤(rùn)滑油很難返回壓縮機(jī)。此外清洗時(shí)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(jié)構(gòu)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(nèi)流動(dòng),而載冷劑在管外流動(dòng)。節(jié)流后的氟利昂液體從一側(cè)端蓋的下部進(jìn)入蒸發(fā)器,經(jīng)過幾個(gè)流程后從端蓋的上部引出,制冷劑在管內(nèi)隨著流動(dòng)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(duì)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(jié)的危險(xiǎn)。
這種蒸發(fā)器內(nèi)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(nèi)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(shí)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(diǎn)是制冷劑在管內(nèi)蒸發(fā),整個(gè)蒸發(fā)器管組沉浸在盛滿載冷劑的箱體內(nèi)(或池、槽內(nèi)),為了保證載冷劑在箱內(nèi)以一定速度循環(huán),箱內(nèi)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(qiáng)傳熱。