干式、滿液式、降膜式蒸發器三種蒸發器的區別

一、干式蒸發器

干式蒸發器制冷劑在換熱管內通過,冷水在高效換熱管外運行,這樣的換熱器換熱效率相對較低,其換熱系數僅為光管換熱系數的2倍左右,但是其優點是便于回油,控制較為簡便,而制冷劑的充注量大約是滿液式機組充注量的1/2~1/3左右。

二、滿液式蒸發器

滿液式蒸發器與干式蒸發器的運行方式恰好相反,冷水在換熱管內通過,制冷劑完全將換熱管浸沒,吸熱后在換熱管外蒸發。滿液式蒸發器的傳熱管表面上有許多針形小孔,管內表面上還有螺旋形凸起強化冷水側的換熱。這種同時強化管外沸騰和管內傳熱的高效傳熱管,使其傳熱系數較光管提高了5倍左右。

三、降膜式蒸發器

降膜式蒸發器,也稱之為噴淋式蒸發器,這種換熱器與滿液式蒸發器相似,但是它又與滿液式蒸發器有區別。這種蒸發器的制冷劑是從換熱器的上部噴淋到換熱管上,制冷劑只是在換熱管上形成一層薄薄的冷劑液膜,這樣冷劑在沸騰蒸發時便減少了靜液位壓力,從而提高了換熱效率,其換熱效率較滿液式機組提高了5左右。降膜蒸發是流動沸騰,由于管外表面的液膜層厚度小,沒有靜壓產生的沸點升高,傳熱系數高。而滿液式蒸發(也就是沉浸式蒸發)產生的氣泡易于集聚在換熱管的表面,導致換熱效率下降,其換熱效果不如降膜蒸發??偟膩碚f降膜蒸發屬于小溫差情況下,但要防止結垢,影響傳熱效率。

“冷水機組”,是對一種制冷機組的習慣命名法,這種“冷水機組”一般用于中央空調的冷源,或者空調工況的制冷,輸出的是低溫的冷水,通常叫做“冷凍水”,故而得名。一般把只能制冷的叫做冷水機組,而能同時制熱的,我們叫做“熱泵”機組。

而“滿液式”是指機組所用的“殼管式蒸發器”采用了“滿液式蒸發器”的形式,這是區別于“干式”、“降膜式”的一種殼管式蒸發器。它的“殼程”內走制冷劑循環,“管程”內走冷凍水循環,從剖面上看,就好像是筒體里有大半筒制冷劑,而走水的管束浸泡在制冷劑里。它和“干式蒸發器”剛好相反,干式的是“管程”走制冷劑,“殼程”走水,好比制冷劑管束浸泡在水里。

滿液式蒸發器,以及滿液式機組,比起干式蒸發器/干式機組來說傳熱效率更高,出水溫度與蒸發溫度的趨近溫差小,沿程阻力小,適合循環量大的機組(比如離心機),制冷效果好。但是制冷劑充注量要求大,并且需要專用的回油系統,幫助壓縮機回油。

滿液式就是冷媒在銅管與殼管之間,而冷凍水在銅管里面流動,干式就是他兩相反。冷媒在銅管里蒸發,水在銅管與殼管之間流動,他們主要用于熱泵空調上。在工業低溫冷水機一般都是用普通那種干式的蒸發器。

四、干式和滿液式蒸發器的優缺點

滿液式殼管蒸發器在管內走水,制冷劑在管簇外面蒸發,所以傳熱面基本上都與液體制冷劑接觸。一般殼體內充注的制冷劑量約為筒體有效容積的55%~65%,制冷劑液體吸熱氣化后經筒體頂部的液體分離器,回入壓縮機。操作管理方便,傳熱系數較高。

其缺點是:

①制冷系統蒸發溫度低于0℃時,管內水易凍結,破壞蒸發管;

②制冷劑充灌量大;

③受制冷劑液柱高度影響,筒體底部的蒸發溫度偏高,會減小傳熱溫差;

④蒸發器筒體下部會積油,必須有可靠的回油措施,否則影響系統的安全運行。

干式殼管式即非滿液式蒸發器的制冷劑在管內流動,水在管簇外流動。制冷劑流動通常有幾個流程,由于制冷劑液體的逐漸氣化,通常越向上,其流程管數越多。為了增加水側換熱,在筒體傳熱管的外側設有若干個折流板,使水多次橫掠管簇流動。

其優點是:

①潤滑油隨制冷劑進入壓縮機,一般不存在積油問題

②充灌的制冷劑少,一般只有滿液式的1/3左右;

③0在0℃附近時,水不會凍結。

但使用這種蒸發器必須注意:

①制冷劑有多個流程,在端蓋轉彎處如處理不好會產生積液,從而使進入下一個流程的液體分配不均勻,影響傳熱效果;

②水側存在泄漏問題,由于折流板外緣與殼體間一般有1~3間隙,與傳熱管之間有2左右的間隙,因而會引起水的泄漏。實踐證明,水的泄漏會引起水側換熱系數降低20%~30%,總的傳熱系數降低5%~15%。

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