蒸发器是空调系统的重要组成部分,主要由加热室和蒸发室组成,负责使液体沸腾汽化,达到制冷效果。根据制冷剂在蒸发器中的状态,蒸发器主要分为干式蒸发器和满液式蒸发器两种类型。
干式蒸发器:
制冷剂走管内,水或空气走管外。
制冷剂流过热膨胀装置(如热力膨胀阀),雾化成细小的液滴进入蒸发器管内。细小液滴的表面积很大,从管外的冷冻水或空气中吸收热量。有温度滑差的非共沸制冷剂在管内分馏,沸点低的组份先蒸发,接着是其他组份。干式蒸发器所具有大过热度将确保所有制冷剂组份蒸发变成气体,使得制冷剂各组份的比例保持不变。
干式蒸发器的制冷剂走管内,水(制冷机)或空气(直膨盘管)走管外。
满液 式蒸发器 :
满液式蒸发器的制冷剂走壳程,水走管内。
所有换热管浸泡壳程的制冷剂液体中。管内冷冻水的热量使制冷剂蒸发。满液式蒸发器的传热管表面有许多针孔,管内表面有螺旋凸起,以加强冷水侧的热交换。这种高效的传热管同时加强了管外沸腾和管内传热,使其传热系数比光管高5倍左右。
满液蒸发器和干蒸发器形状相似,但制冷剂工艺明显不同。满液蒸发器中的制冷剂从壳体下部进入,在换热管外流动沸腾,沸腾的蒸汽从壳体上部排出。
类别 |
干式蒸发器 |
满液式蒸发器 |
流体布置 |
制冷剂走管程,冷冻水走壳程 |
制冷剂走壳程,冷冻水走管程 |
充液量 |
制冷剂充注量少,其充液量只为管内容积的 40% 左右即可 ,为相同制冷量满液式蒸发器的三分之一
|
制冷剂充注量多,一般液面高度为筒径的 55%~65% ,上部留 1~2 排换热管露出液面。(制冷剂充注液面过高,蒸汽中易夹杂液滴,若分离不完全易造成压缩机液击;液面过低,传热面积不能充分利用) |
冷冻水量 |
冷冻水需求量相对较大 |
在保持同等效率前提下,满液式传热温差较干式小,水需求量大幅减少 |
过热度 / 蒸发温度 |
有一定过热度,蒸发温度相对较低 |
无需过热度,蒸发温度可大幅提升 |
回油性能 |
由于制冷剂走管内,流速较大,故无需回油装置就能将润滑油带回压缩机 |
回油难且不稳定,因此必须靠可靠的回油措施。 (专门的分油措施和回油管路是满液式机组的关键技术) |
气液分离器 |
由于有一定的过热度,一般不需气液分离器 |
大多设置气液分离器,分离气态和液态冷媒,以免造成液压缩 |
分液现象 |
容易造成各管子制冷剂分配流量不均匀现象,尤其多流程 |
不存在气液分相不均现象 |
冻结危险 |
被冷却液体在管外,冷量损失少,可缓解冻结危险 |
当蒸发温度过低或载冷剂流速过慢,载冷剂可能结冰而冻坏管子 |
换热性能 |
换热管表面部分液体润湿,表面传热系数略低 折流板 与壳体等泄露,降低水侧换热效果 |
换热管表面液体润湿,表面传热系数较高 当壳体直径较大时,受液体静压力的影响,底部液体的蒸发温度有所提高,减少了传热温差,尤其是氟利昂密度大,影响更显著 |
制冷剂侧阻力 |
相对较大 |
相对较小 |
结垢性能 |
壳侧冷冻水结垢易附着在换热管外表面,不易清洗 |
冷冻水结垢在换热管内表面,相对容易清洗 |
膨胀阀 |
大都以感温式膨胀阀(电磁或热力膨胀阀),热力膨胀阀通过压缩机吸气过热度调节开度,控制性能良好 |
电子膨胀阀,通过液位传感器和压缩机排气过热度控制阀的开度 (成本太高) ;或蒸发器换热温差和排气过热度控制开度 |
COP |
COP 相对较低,性能一般 |
COP 较高,性能较好 |
可靠性 |
可靠性一般 |
维护方便,可靠性高 |
冷媒替换 |
干式蒸发器一般可直接更换冷媒 |
无法替换冷媒,只能更换制冷机组 |
结构 |
结构紧凑,制造加工较难 |
结构紧凑,制造安装方便 |
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洁净空调系统
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