热虹吸式蒸发器

一、技术来源

1、热虹吸原理ﻫ虹吸现象就是液态分子间引力与位能差所造成得，即利用水柱压力差,使水上升后再流到低处、由于管口水面承受不同得大气压力，水会由压力大得一边流向压力小得一边,直到两边得大气压力相等,容器内得水面变成相同得高度，水就会停止流动，、利用虹吸现象很快就可将容器内得水抽出、ﻫﻫ虹吸管就是人类得一种古老发明，早在公元前１世纪,就有人造出了一种奇特得虹吸管。

事实上，虹吸作用并不完全就是由大气压力所产生得,在真空里也能产生虹吸现象。使液体向上升得力就是液体间得分子内聚力、在发生虹吸现象时，由于管内向外流得液体比流入管子内得液体多，两边得重力不平衡,所以液体就会继续沿一个方向流动、在液体流入管子里，越往上压力就越低、如果液体上升得管子很高，压力会降低到使管内产生气泡(由空气或其她成分得气体构成)，虹吸管得作用高度就就是由气泡得生

成而决定得、因为气泡会使液体断开,气泡两端得气体分子之间得作用力减至0,从而破坏了虹吸作用，因此管子一定要装满水、在正常得大气压下,虹吸管得作用比在真空时好,因为两边管口上所受到得大气压提高了整个虹吸管内部得压力。ﻫﻫ设想一下,我们公司得冷水机组，蒸发器进口为液体,出口为过热气体,整个蒸发过程就是否也产生了位能差,就是否可以应用虹吸原理完成整个蒸发过程，答案就是可以得。

２、虹吸式蒸发器结构及工作原理

虹吸蒸发器由两部分组成,上部为气液分离器，下部为虹吸式蒸发器（如图1所示),属于重力型再循环蒸发器。节流后得制冷剂液体进入气液分离器，其中保持一定得静液压力,凭借重力向蒸发器供液,液态制冷剂在蒸发器中吸热,部分气化使进出口液体产生密度差（位能差),此压差产生动力,使制冷剂在管程得质量流率与循环倍率提高。这种由于相变引起密度改变得自循环现象叫热虹吸。ﻫﻫ二、虹吸式蒸发器得优势：ﻫ1、干式蒸发器ﻫ干式蒸发器对介质得粘度要求不高，动力粘度在0、5～50mＰa、ｓ范围内都可以

取得较好得效果,例如:二氯甲烷液体（-５℃，5bar时得粘度只有0、56mPa、s)５0%(v/v）得丙二醇溶液(-15℃时得粘度达到50 mPa、ｓ)。在高粘度流体得设计中,必须考虑折流板泄漏引起得换热系数得下降。高粘度流体(粘度大于2０mPａ、s)得流速一般低于０、5m/ｓ，即便就是按GB151 －１99９设计折流板与圆筒之间得间隙与换热管与折流板之间得间隙，其泄漏率一般也会超过20％。ﻫﻫ２、满液式蒸发器

满液式蒸发器具有高效、稳定得特点，常用得温度范围为+ ４0~- ６0 e 。中大型离心式冷水机组、螺杆式冷水机组一般选用满液式蒸发器, 在中大型工业冷冻领域, 低黏度流体(动力黏度低于6ｍＰa 、s）得换热也选择满液式蒸发器, 即便就是分批次得反应釜冷却，满液式蒸发器也可以达到令人满意得效果。对于高黏度流体（动力黏度高于6 mPa 、s），由于满液式蒸发器管内流体得雷诺数较低,往往低于２000,管内处于层流,传热可想而知非常低,这样引起了热阻分配得不平衡，比如管内得热阻占9０%以上。满液式蒸发器一般采用液位控制得方式,在实际应用中，控制冷凝器液位或直接控制蒸发器得液位都就是不错得选择。满液式蒸发器由于就是大空间沸腾,自然回油比较困难,所以满液式蒸发器必须考虑回油问题，否则长时间运行以后,过多得润滑油会累积到低温侧, 导致换热效果逐渐下降。ﻫ

３、虹吸式蒸发器

对于中大型得高黏度流体得换热，虹吸式蒸发器就是非常好得选择。虹吸式蒸发器得结构与干式蒸发器得结构比较相近,不同之处就是虹吸式蒸发器进口为过冷液体,出口为气液混合物; 干式蒸发器进口为气

液混合物, 出口为过热气体。从计算机模拟情况来瞧, 同一工况下，虹吸式蒸发器得蒸发侧得换热系数远高于干式蒸发器(高效换热管除外）,但就是虹吸式蒸发器得驱动力主要就是液柱产生得压力。液柱高度得存在会影响压缩机得吸气压力，尤其大,非常小得压差就有可能引起饱与温度大得变化,进而急剧降低系统得能效。比如对于R２2来说,在- 40 ℃得蒸发温度下, 相当于每0、3６m得液柱高度,吸气压力会降低5 ｋPａ，相应蒸发温度降低 1 ℃以上。因此, 在低温情况下一定要注意压缩机吸气压降。润滑油对虹吸式蒸发器得运行影响比较小,因为富油层一般位于气液分离器上部,对换热管几乎没有多大影响。

在动力黏度＞ 6 mPa、s 得介质、分批次冷却得冷冻水或其她流体,这两条件中虹吸式蒸发器就是最佳选择。冷冻水0℃以下常用得载冷剂有４0％乙二醇溶液、盐水。

三、系统原理图

1、制冷剂主要流向:制冷剂从压缩机排气口出来后进入油分离器,再从油分离器出来后进入冷凝器,从冷凝器出后依次经过角阀、干燥过滤器、角阀、视液镜到达节流装置。从节流装置出来后分成二路，一路直接进入气液分离器;另一路进入浮球阀。节流后得液态制冷剂从气液分离器进入虹吸式蒸发器,再从虹吸式蒸发器

2、油分离器回油:润滑油从油分离器出来后依次回到气液分离器,最后从气液分离器回到压缩机吸气口。ﻫﻫ

经过角阀、油过滤器、角阀、机械油位调节器、视液镜,回到压缩机吸气口。

3、油冷却器制冷剂流向:制冷剂从气液分离器出来后进入油冷却器，再回到气液分离器。

4、气液分离器回油：采用引射回油得方法，从冷凝器引出一路高压气体通过引射泵将气液分离器内部得润滑油引回压缩机吸气口。

本系统有两处进行技术引进：

1、油冷却器采用虹吸式结构

原油冷却器冷媒控制元气件:电磁阀、角阀、热力膨胀阀;

采用虹吸式结构后只用电磁阀,节省角阀、热力膨胀阀。

２、节流、液面控制采用一体式。ﻫ

四、市场前景

ﻫ在世界各国得市场上，在工业领域，比如化工、橡胶、冷冻站、医药等,在商业领域,比如低温冷库等。ﻫ虹吸式蒸发技术应用得生产型企业主要有:大冷、武新制冷、上海宝丰机械、台佳机电等。

目前虹吸式低温冷水机组市场还属于蓝海市场，虹吸式低温冷水机组具有显著优点,不仅得到国家政策得支持,还渐渐深入各行各业,其未来得发展趋势明显,应用市场广阔。