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1、第二节第二节 蒸发器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。产生和输出冷量的设备。 根据被冷却介质的根据被冷却介质的种类不同，蒸发器种类不同，蒸发器可分为两大类：可分为两大类： (1)(1)冷却液体载
2、冷却液体载冷剂的蒸发器。冷剂的蒸发器。 (2)(2)冷却空气的冷却空气的蒸发器。蒸发器。 蒸发器蒸发器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。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。蒸发器蒸发器o蒸发器的传热蒸发器的传热 液态或汽液混合态液态或汽液混合态 沸腾汽化沸腾汽化 干饱和蒸汽或过热蒸汽干饱和蒸汽或过热蒸汽 被冷却介质被冷却介质 冷却、液化、冻结冷却、液化、冻结 液态水或冰液态水或冰 o影响蒸发器传热的因素影响蒸发器传热的因素 1、制冷剂及其传热特性、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）、制冷剂特性
3、：导热系数、密度、汽化潜热（正比） 粘度（反比）粘度（反比）B、传热特性：、传热特性：泡状沸腾泡状沸腾：制冷剂在蒸发器内吸热后，达到该压力下的饱和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。温差的增大而增大。 一、蒸发器的传热及影响因素一、蒸发器的传热及影响因素蒸发器蒸发器膜状沸腾膜状沸腾：随温差的增大，制冷剂在加热表面上的汽核数目随温差的增大，制冷剂在加热表面上的汽核数目急剧增多，众多
4、的汽泡来不及离开加热表面而汇集形成急剧增多，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。热系数降低。制冷装置中蒸发器内的温差不大，因此制冷剂液体制冷装置中蒸发器内的温差不大，因此制冷剂液体的沸腾的沸腾总处于泡状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生产中应控制蒸发器在泡状沸腾下操作一、蒸发器的传热及影响因素一、蒸发器的传热及影响因素蒸发器蒸发器2、被冷却介质特性、被冷却介质特性分类：水和盐水分类：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因素：物理特性、流动速
5、度、流速的几何形状及流动的途径等外界因素。等外界因素。3、换热面状态、换热面状态润湿表面、泡状沸腾效果好。润湿表面、泡状沸腾效果好。控制润滑油进入蒸发器控制润滑油进入蒸发器 。（一般油膜厚度为一般油膜厚度为0.1mm时产生的热时产生的热阻相当于厚度为阻相当于厚度为33mm的低碳钢金属壁的热阻。）的低碳钢金属壁的热阻。） 4、蒸发器结构形式、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。使制冷剂蒸气较快离开表面，保持合理的液面高度。为了充为了充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
6、，往往在蒸发器前设有气液分离器。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。一、蒸发器的传热及影响因素一、蒸发器的传热及影响因素冷却液体载冷剂冷却液体载冷剂冷却空气或其他气体冷却空气或其他气体按被冷却介按被冷却介质的不同分质的不同分 满液式满液式非满液式（干式）非满液式（干式）循环式循环式喷淋式喷淋式按被供液方按被供液方式的不同分式的不同分 蒸发器蒸发器二、蒸发器的种类、工作原理及结构特点二、蒸发器的种类、工作原理及结构特点接触式接触式一、冷却液体的蒸发器一、冷却液体的蒸发器蒸发器蒸发器主要用于载冷剂系统，用来冷却水或盐水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
7、却被冷却物体。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。分类：立管式、螺旋管式、蛇管式及壳管式。沉浸式（水箱型）蒸发器沉浸式（水箱型）蒸发器 立管式蒸发器立管式蒸发器 螺旋管式蒸发器螺旋管式蒸发器蛇管（盘管）式蒸发器蛇管（盘管）式蒸发器 蒸发器蒸发器1 1、沉浸式蒸发器、沉浸式蒸发器1载冷剂容器载冷剂容器 2搅拌器搅拌器 3直管蒸发器直管蒸发器4集油器集油器 5气液分离器气液分离器立管式蒸发器立管式蒸发器当用水作为载冷剂时，可当用水作为载冷剂时，可将水冷却到接近于将水冷却到接近于0，适，适用于空调系统；用于空调系统；当用盐水作为载冷剂时，当用盐水作为载冷剂
8、时，可将水冷却到可将水冷却到1020，适用于盐水池制冰，适用于盐水池制冰或食品的冷加工或食品的冷加工 蒸发器蒸发器1 1、沉浸式蒸发器：立管式蒸发器（用于开式水或盐水循环系统）、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、由若干列用于氨系统中、由若干列管组成、列管上各有上下管组成、列管上各有上下水平集管。（上为蒸汽集水平集管。（上为蒸汽集管，下为液体集管）管，下为液体集管）蒸发器蒸发器1 1、沉浸式蒸发器：螺旋管式蒸发器、沉浸式蒸发器：螺旋管式蒸发器1载冷剂容器载冷剂容器 2搅拌器搅拌器 3螺旋管蒸发器螺旋管蒸发器4集油器集油器 5气液分离器气液分离器与立管式的不同点是
9、将细立管改成与立管式的不同点是将细立管改成螺旋管螺旋管.即在上下集管间即在上下集管间焊有许多组螺旋管。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。旋管中。 结构紧凑、耗料少、载冷剂容量大、冷量贮存多、结构紧凑、耗料少、载冷剂容量大、冷量贮存多、热稳定性好。热稳定性好。盘管式蒸发器盘管式蒸发器蒸发器蒸发器1 1、沉浸式蒸发器：蛇管式蒸发器（小型氟利昂制冷系统中）、沉浸式蒸发器：蛇管式蒸发器（小型氟利昂制冷系统中）氟蛇管（盘管）式蒸发器氟蛇管（盘管）式蒸发器1水箱水箱 2蛇形管组蛇形管组 3制冷剂液体分配器制冷剂液体
10、分配器 4蒸汽集管蒸汽集管 5搅拌器搅拌器蛇管式蒸发器蛇管式蒸发器2.2.卧式壳管式蒸发器：满液式卧式壳管式蒸发器：满液式蒸发器蒸发器筒体由钢板卷焊成圆筒体由钢板卷焊成圆柱形，两端焊有多孔柱形，两端焊有多孔管板，管板上焊接多管板，管板上焊接多根无缝钢管。根无缝钢管。一端段盖上有载冷剂一端段盖上有载冷剂的进出口。的进出口。工作流程：工作流程：载冷剂：下进上出，载冷剂：下进上出，走管程。走管程。制冷剂：下进上出，制冷剂：下进上出，走壳程。走壳程。满液式蒸发器满液式蒸发器满液式蒸发器满液式蒸发器优点是：（优点是：（1）结构紧凑，占地面积小；（）结构紧凑，占地面积小；（2）传热性能好；）传热性能好；（
11、3）制造和安装较方便；（）制造和安装较方便；（4）用盐水作载冷剂，不易腐蚀）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。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。缺点：制冷剂充灌量大，减少了传热温差。 蒸发器蒸发器o干式壳管式蒸发器是非满液式蒸发器。制冷剂在干式壳管式蒸发器是非满液式蒸发器。制冷剂在管内流动，而载冷剂在管外管内流动，而载冷剂在管外( (壳体内壳体内) ) 流动。筒流动。筒体内装有隔板，使载冷剂横向冲刷管束，以提高体内装有隔板，使载冷剂横向冲刷管束，以提高传热效果。传热效果。o 低温设备低温设备 ，壳外作隔热层壳外作隔热层2.2.卧式壳管式
12、蒸发器：干式（主要用于氟系统）卧式壳管式蒸发器：干式（主要用于氟系统）直管式干式蒸发器直管式干式蒸发器o制冷剂下进上出，制冷剂下进上出，走管程。走管程。o载冷剂上进上出，载冷剂上进上出，走壳程。走壳程。o水平管套有圆形折水平管套有圆形折流板，使载冷剂曲流板，使载冷剂曲折流动，增强传热折流动，增强传热效果。效果。壳管剖面壳管剖面直管式干式蒸发器直管式干式蒸发器U U形管式形管式o干式壳管式蒸发器的优点：干式壳管式蒸发器的优点：n（1 1）充液量少，为管内容积的）充液量少，为管内容积的40%40%左右左右n（2 2）受制冷剂液体静压力的影响较少；）受制冷剂液体静压力的影响较少；n（3 3）排油方便；）排油方便；n（4 4）载冷剂结冰不会胀裂管子；）载冷剂结冰不会胀裂管子；n（5 5）制冷剂液面容易控制；）制冷剂液面容易控制；n（6 6）结构紧凑。）结构紧凑。o干式壳管式蒸发器缺点：干式壳管式蒸发器缺点：n制冷剂在换热管束内供液不易均匀，制冷剂在换热管束内供液不易均匀，n弓形折流板制造与装配比较麻烦，弓形折流板制造与装配比较麻烦，n载冷剂在折流板孔和换热管间、折流板外周与筒体间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。容易产生泄漏旁流，从而降低传热效果。 干式壳管式蒸发器特点干式壳管式蒸发器特点
