干式蒸发器、满液式蒸发器以及降膜式蒸发器的介绍

干式蒸发器

1、干式蒸发器原理、定义

干式蒸发器制冷剂在换热管内通过,冷水在高效换热管外运行,这样的换热器换热效率相对较低,其换热系数仅为光管换热系数的2倍左右,但是其优点是便于回油,控制较为简便,而制冷剂的充注量大约是满液式机组充注量的1/2~1/3左右。在这里插入图片描述
2、干式蒸发器特点

干式蒸发器的制冷剂在管内流动,水在管簇外流动。制冷剂流动通常有几个流程,由于制冷剂液体的逐渐气化,通常越向上,其流程管数越多。为了增加水侧换热,在筒体传热管的外侧设有若干个折流板,使水多次横掠管簇流动。

优点:

①润滑油随制冷剂进入压缩机,一般不存在积油问题

②充灌的制冷剂少,一般只有满液式的1/3左右;

③t0在0℃附近时,水不会冻结。

满液式蒸发器

1、满液式蒸发器原理、定义

满液式蒸发器与干式蒸发器的运行方式恰好相反,冷水在换热管内通过,制冷剂完全将换热管浸没,吸热后在换热管外蒸发。满液式蒸发器的传热管表面上有许多针形小孔,管内表面上还有螺旋形凸起强化冷水侧的换热。这种同时强化管外沸腾和管内传热的高效传热管,使其传热系数较光管提高了5倍左右。

“满液式”是指机组的“壳程”内走制冷剂循环,“管程”内走冷冻水循环,从剖面上看,就好像是筒体里有大半筒制冷剂,而走水的管束浸泡在制冷剂里。它和“干式蒸发器”刚好相反,干式的是“管程”走制冷剂,“壳程”走水,好比制冷剂管束浸泡在水里。在这里插入图片描述
满液式蒸发器在管内走水,制冷剂在管簇外面蒸发,所以传热面基本上都与液体制冷剂接触。一般壳体内充注的制冷剂量约为筒体有效容积的55%~65%,制冷剂液体吸热气化后经筒体顶部的液体分离器,回入压缩机。操作管理方便,传热系数较高。

2、满液式蒸发器特点

①制冷系统蒸发温度低于0℃时,管内水易冻结,破坏蒸发管;

②制冷剂充灌量大;

③受制冷剂液柱高度影响,筒体底部的蒸发温度偏高,会减小传热温差;

④蒸发器筒体下部会积油,必须有可靠的回油措施,否则影响系统的安全运行。

3、满液式蒸发器应用机组特点

满液式蒸发器,以及满液式机组,比起干式蒸发器/干式机组来说传热效率更高,出水温度与蒸发温度的趋近温差小,沿程阻力小,适合循环量大的机组(比如离心机),制冷效果好。但是制冷剂充注量要求大,并且需要专用的回油系统,帮助压缩机回油。

如果在机组名字前再加上“水冷”,则是指机组的冷凝器形式,采用水冷却还是空气冷却,分为风冷、水冷。如果再加上压缩机的形式“活塞式、螺杆式、离心式”,那么就是完整的机组命名了。

比如“水冷螺杆满液式冷水机组”。在大部分场合,为了简略,会省却其中一两个部件的名称,只提和上下文相关的名称,比如“满液式冷水机组”(可能是只为了强调“满液式。

满液式就是冷媒在铜管与壳管之间,而冷冻水在铜管里面流动,干式就是他两相反。冷媒在铜管里蒸发,水在铜管与壳管之间流动,他们主要用于热泵空调上。在工业低温冷水机一般都是用普通那种干式的蒸发器。

干式蒸发器 VS 满液式蒸发器在这里插入图片描述
降膜式蒸发器

1、降膜式蒸发器原理、定义

降膜式蒸发器,也称之为喷淋式蒸发器,这种换热器与满液式蒸发器相似,但是它又与满液式蒸发器有区别。这种蒸发器的制冷剂是从换热器的上部喷淋到换热管上,制冷剂只是在换热管上形成一层薄薄的冷剂液膜,这样冷剂在沸腾蒸发时便减少了静液位压力,从而提高了换热效率,其换热效率较满液式机组提高了5左右。在这里插入图片描述
降膜蒸发是流动沸腾,由于管外表面的液膜层厚度小,没有静压产生的沸点升高,传热系数高。而满液式蒸发(也就是沉浸式蒸发)产生的气泡易于集聚在换热管的表面,导致换热效率下降,其换热效果不如降膜蒸发。总的来说降膜蒸发属于小温差情况下,但要防止结垢,影响传热效率。

2、降膜式蒸发器技术特点:

(1)降膜式蒸发器与满液式蒸发器是同一种换热型式,只是液位不同。在这里插入图片描述
(2)重力+二次拉膜作用,使管式降膜蒸发器具有较高的传热系数。

(3)先进的布膜设计,确保制冷剂能够均匀地分布到所有的换热管,形成均匀一致的液膜。

(4)特殊设计的雾沫分离器,将二次蒸汽的雾沫夹带降到最低。汽室结构的精心设计,以获得二次蒸汽穿过雾沫分离器时的最佳汽流。

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