蒸发器

第二节 蒸发器
蒸发器
蒸发器
蒸发器也是一种换热设备，与冷凝器所不同的是蒸发器 是吸热设备。在蒸发器中，由于低压液体制冷剂气化， 从需要冷却的物体或空间吸热，从而使被冷却的物体或 空间的温度降低，达到制冷的目的。因此，蒸发器是制 冷装置中产生和输出冷量的设备。
一般位于节流阀和制冷压缩机回气总管之间，并安装在需要冷却、冻结的冷间。
根据被冷却介质的 种类不同，蒸发器 可分为两大类： (1)冷却液体 载冷剂的蒸发器。 (2)冷却空气 的蒸发器。
蒸发器
一、蒸发器的传热及影响因素
蒸发器的传热 液态或汽液混合态 沸腾汽化 干饱和蒸汽或过热蒸汽 被冷却介质 冷却、液化、冻结 液态水或冰 影响蒸发器传热的因素 1、制冷剂及其传热特性 A、制冷剂特性：导热系数、密度、汽化潜热（正比） 粘度（反比） B、传热特性： 泡状沸腾：制冷剂在蒸发器内吸热后，达到该压力下的饱和 温度时，在加热表面形成许多汽泡，汽泡增大上升、破 裂而达到沸腾。此状态下制冷剂放热系数和热流密度随 温差的增大而增大。
分利用蒸发器传热面，应将节流降压后产生的气体在进入蒸发器前 分离掉，在较大制冷系统中，往往在蒸发器前设有气液分离器。
蒸发器
二、蒸发器的种类、工作原理及结构特点
按被冷却介 质的不同分
冷却液体载冷剂 冷却空气或其他气体 接触式
按被供液方 式的不同分
满液式 非满液式（干式） 循环式 喷淋式
蒸ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ器
一、冷却液体的蒸发器
主要用于载冷剂系统，用来冷却水或盐水 等载冷剂，再由载冷剂去冷却被冷却物体。
分类：立管式、螺旋管式、蛇管式及壳管式。
蒸发器
1、沉浸式蒸发器
立管式蒸发器
沉浸式（水箱型）蒸发器 螺旋管式蒸发器
蛇管（盘管）式蒸发器
立管式蒸发器
1—载冷剂容器 2—搅拌器 3—直管蒸发器 4—集油器 5—气液分离器
蒸发器
盘管式蒸发器
蒸发器
1、沉浸式蒸发器：蛇管式蒸发器（小型氟利昂制冷系统中）
1—水箱
氟蛇管（盘管）式蒸发器 2—蛇形管组 3—制冷剂液体分配器 4—蒸汽集管
5—搅拌器
蛇管式蒸发器
蒸发器
2.卧式壳管式蒸发器：满液式 筒体由钢板卷焊成圆 柱形，两端焊有多孔 管板，管板上焊接多 根无缝钢管。 一端段盖上有载冷剂 的进出口。 工作流程： 载冷剂：下进上出， 走管程。 制冷剂：下进上出， 走壳程。
、沉浸式蒸发器：立管式蒸发器（用于开式水或盐水循环系统）
用于氨系统中、由若干列 管组成、列管上各有上下 水平集管。（上为蒸汽集 管，下为液体集管）
当用水作为载冷剂时，可 将水冷却到接近于0℃，适 用于空调系统；
当用盐水作为载冷剂时， 可将水冷却到－10～－ 20℃，适用于盐水池制冰 或食品的冷加工
蒸发器
1、沉浸式蒸发器：螺旋管式蒸发器
1—载冷剂容器 2—搅拌器 3—螺旋管蒸发器 4—集油器 5—气液分离器
与立管式的不同点是将细立管改成螺旋管.即在上下集管间 焊有许多组螺旋管。 氨液由端部的粗立管进入下集管，由下集管分配到各个螺 旋管中。 结构紧凑、耗料少、载冷剂容量大、冷量贮存多、 热稳定性好。
蒸发器
一、蒸发器的传热及影响因素
2、被冷却介质特性 分类：水和盐水 因素：物理特性、流动速度、流速的几何形状及流动的途径 等外界因素。 3、换热面状态 润湿表面、泡状沸腾效果好。 控制润滑油进入蒸发器 。（一般油膜厚度为0.1mm时产生的热
阻相当于厚度为33mm的低碳钢金属壁的热阻。）
4、蒸发器结构形式 使制冷剂蒸气较快离开表面，保持合理的液面高度。为了充
蒸发器
一、蒸发器的传热及影响因素
膜状沸腾：随温差的增大，制冷剂在加热表面上的汽核数目 急剧增多，众多的汽泡来不及离开加热表面而汇集形成 一层汽膜，此状态称膜状沸腾。汽膜存在增大热阻，放 热系数降低。
制冷装置中蒸发器内的温差不大，因此制冷剂液体
的沸腾总处于泡状沸腾。
生产中应控制蒸发器在泡状沸腾下操作
直管式干式蒸发器
制冷剂下进上出， 走管程。 载冷剂上进上出， 走壳程。 水平管套有圆形折 流板，使载冷剂曲 折流动，增强传热 效果。
壳管剖面
直管式干式蒸发器
U形管式
干式壳管式蒸发器特点
干式壳管式蒸发器的优点： （1）充液量少，为管内容积的40%左右 （2）受制冷剂液体静压力的影响较少； （3）排油方便； （4）载冷剂结冰不会胀裂管子； （5）制冷剂液面容易控制； （6）结构紧凑。 干式壳管式蒸发器缺点： 制冷剂在换热管束内供液不易均匀， 弓形折流板制造与装配比较麻烦， 载冷剂在折流板孔和换热管间、折流板外周与筒体间 容易产生泄漏旁流，从而降低传热效果。
满液式蒸发器
满液式蒸发器
优点是：（1）结构紧凑，占地面积小；（2）传热性能好； （3）制造和安装较方便；（4）用盐水作载冷剂，不易腐 蚀和避免盐水浓度被空气中水分稀释。 缺点：制冷剂充灌量大，减少了传热温差。
蒸发器
2.卧式壳管式蒸发器：干式（主要用于氟系统）
干式壳管式蒸发器是非满液式蒸发器。制冷剂在 管内流动，而载冷剂在管外(壳体内) 流动。筒 体内装有隔板，使载冷剂横向冲刷管束，以提高 传热效果。 低温设备 ，壳外作隔热层