制冷循環四大部件三-蒸發器,是制冷裝置中的主要換熱設備之一,蒸發器種類和工作原理,蒸發器的作用是通過制冷劑蒸發(沸騰)，吸收冷源（被冷卻系統）的熱量，從而達到制冷目的。蒸發器的形式很多，按照被冷卻介質的不同可分為冷卻液體、冷卻空氣及接觸式等蒸發器。（一）冷卻液體蒸發器冷卻液體的蒸發器主要用于冷卻水、鹽水及其他溶液的載冷劑，主要有臥式殼管式和沉浸式。1.臥式殼管式蒸發器臥式殼管式蒸發器一般用于閉式的載冷劑系統，有滿液式和干式兩類。,1）結構：和臥式冷凝器結構相似,（1）滿液式蒸發器：內部充滿液態制冷劑,氨用換熱管一般用25mm2.5mm38mm3mm無縫鋼管氟利昂用換熱管一般多用20mm以下的滾壓成薄壁低肋的紫銅管或黃銅管。,2）配管、件：,壓力表、安全閥、放油管、放空氣管、泄水管等,3）工作流程：制冷劑走殼管間供液入殼底，若為氨時，充滿高度約為筒徑的7080%；鑒于氟利昂液面沸騰泡沫較嚴重，故其充液量為筒徑的5565%。載冷劑（冷卻水）走管束內同側水平進出。淡水作為載冷劑時，在管內流速為1.52.5m/s,海水為12m/s。,4）滿液式蒸發器的特點優點是：（1）結構緊湊，占地面積小；（2）傳熱性能好；（3）制造和安裝較方便；（4）用鹽水作載冷劑，不易腐蝕和避免鹽水濃度被空氣中水分稀釋。缺點：制冷劑充灌量大，液體靜壓影響較大。5）應用廣泛被用于船舶制冷、制冰、食品冷凍和空氣調節中,由于蒸發器的傳熱面幾乎全部與不同干度的濕蒸氣接觸，故屬于非滿液式蒸發器。干式殼管蒸發器按照管組的排列方式不同可分為直管式和U形管式兩種，見圖。,(2)干式殼管蒸發器：內部充液量少,圖示為直管式干式蒸發器,工作流程制冷劑走管束內載冷劑走水箱內,討論1：滿液式蒸發器和干式殼管式蒸發器在工作流程上和充液量上有什么不同？,討論2：直管式干式蒸發器和U形管式蒸發器的區別？,干式殼管式蒸發器的優點：（1）充液量少，為管內容積的40%左右（2）受制冷劑液體靜壓力的影響較少；（3）排油方便；（4）載冷劑結冰不會脹裂管子；（5）制冷劑液面容易控制；（6）結構緊湊。干式殼管式蒸發器缺點：（1）制冷劑在換熱管束內供液不易均勻，（2）弓形折流板制造與裝配比較麻煩，（3）載冷劑在折流板孔和換熱管間、折流板外周與筒體間容易產生泄漏旁流，從而降低傳熱效果。,(二)沉浸式蒸發器（又稱水箱式蒸發器）臥式殼管蒸發器存在兩個缺點：1、使用時需注意蒸發壓力的變化，避免蒸發壓力過低，使被冷卻的水凍結，脹裂傳熱管；2、蒸發器水容量小，運行過程的熱穩定性差，水溫易發生較大變化。水箱式蒸發器可消除此缺點。,水箱式蒸發器由水箱和蒸發盤管組成，水箱由鋼板焊接而成，盤管可為立管、螺旋形盤管、蛇形盤管及V形管式等。圖示為氨立管式水箱式蒸發器，水箱中裝有兩排或多排管組，每排管組由上下集管和介于其間的許多鋼制立管組成；上集管焊有液體分離器，下集管焊有集油罐，集油罐上部接有均壓管與回氣管相通。,1）結構及組成,2）工作流程制冷劑走管束內載冷劑走水箱內,直立管式：氨用，腐蝕性大3）類型螺旋管式：氨用，結構緊湊，傳熱性能更好蛇管式：小型氟里昂裝置,討論3：立管式、螺旋式和蛇管式蒸發器的區別及聯系？,（二）冷卻空氣用的蒸發器,在冷卻空氣的蒸發器中，制冷劑沿管程流動冷卻管外空氣。冷卻空氣的蒸發器主要有空氣自然對流的冷卻排管和空氣強迫的冷風機。1.冷卻排管根據排管安裝不同有三類：墻排管頂排管擱架管其結構有直管式、集管式與盤管式,立式墻排管,（1）立式墻排管,（2）盤管式墻排管,盤管式墻排管,盤管式墻排管,冷庫盤管式墻排管蒸發器,兩層頂排管,（3）集管式頂排管一般用于氨制冷系統中，根據需要有兩層光滑管、兩層翅片管、四層翅片管等,（4）擱架式冷卻排管,擱架式排管,3.干式冷風機主要由箱體、蒸發器和通風機組成。主要依靠通風機強迫空氣流過箱體內的蒸發器管組進行熱交換。有落地式和吊頂式兩類。大型干式冷風機一般采用落地式，分為氨用和氟用,討論4：落地式和吊頂式冷風機的區別和聯系？,分液器和分液管是保證將液態制冷劑均勻分配給直接蒸發式空氣冷卻器各通路的主要部件。由于液態制冷劑流經膨脹閥降壓后，呈氣液兩相狀態，處理不當，則導致各通路分液不均；為了解決此問題，除在膨脹閥后設置分液器增強氣液混合以外，還設置等長度的分液管，增加各通路阻力，保證各通路分液均勻。分液管為內徑頗小的毛細管，其尺寸選擇可參見資料。,圖示是五種常見的分液器示意圖。,二、蒸發器的傳熱及影響因素,（一）蒸發器的傳熱（二）影響蒸發器傳熱的因素（三）提高蒸發器傳熱效率1.氨制冷系統，應定期排油；2.適當提高載冷劑流速；3.及時清除載冷劑側水垢；4.冷庫中應定期除霜；5.防止蒸發溫度過低，避免載冷劑結冰。,第三節其他換熱設備,制冷裝置的換熱設備除了冷凝器和蒸發器外，為了提高制冷裝置工作效率或達到所需要的低溫，還有其他一些換熱設備，其中包括再冷卻器、回熱器、中間冷卻器、水冷卻塔和冷凝-蒸發器等。一、再冷卻器對于冷凝器來說，希望能使冷凝后的液態制冷劑達到一定的再冷度，以便提高制冷系統的制冷能力和有利于液態制冷劑的輸送。為了獲得較大的再冷度一般有兩種方法：一種是使冷凝器底部的部分傳熱管浸沒在被冷凝下來的液態制冷劑中；另一種則是獨立設置再冷卻器。,采用冷凝下來的液態制冷劑浸泡部分傳熱管時，由于液態制冷劑與剛進入冷凝器的冷卻水通過管壁進行熱交換，可使液態制冷劑有較大的再冷。但是，浸泡式傳熱面的換熱屬于自然對流換熱，傳熱系數頗低。圖示為套管式氨再冷卻器。冷卻水在內管中自下而上流動，氨液在內管外部環形空間中自上而下流動。這種與冷凝器分離的再冷卻器，一則可以使之進行強迫對流換熱，再則可使冷卻水與氨液之間呈逆流式熱交換，因此，再冷能力較強。,二、中間冷卻器中間冷卻器位于制冷冷壓縮機的低、高壓級之間。,它有怎樣的作用和使用條件？,氨中間冷卻器結構見圖。,氟利昂中間冷卻器結構見右圖，其結構比氨中間冷卻器簡單。,三、回熱器回熱器是指氟利昂制冷裝置中使節流裝置前制冷劑液體與蒸發器出口制冷劑蒸氣進行換熱的氣液熱交換器，它的作用是：(1)對于R12、R134a和R502，通過回熱提高制冷裝置的制冷系數；(2)使得節流裝置前制冷劑液體再冷以免氣化，保證正常節流；(3)使蒸發器出口制冷劑蒸氣中夾帶的液體氣化，以提高制冷壓縮機的容積效率和防止壓縮機液擊。對于大中型制冷裝置多采用盤管式回熱器；0.515kW容量的制冷裝置可采用套管式和繞管式。,對于電冰箱等小型制冷裝置，將供液管和吸氣管綁在一起或并行焊接在一起，或將作為節流裝置的毛細管同吸氣管綁在一起，或者直接插入吸氣管中，構成最簡單的回熱器。,盤管式回熱器如圖所示。回熱器外殼為鋼制圓筒，內裝銅制螺旋盤管。來自冷凝器的高壓高溫制冷劑液體在盤管內流動，而來自蒸發器的低壓低溫制冷劑蒸氣則從盤管外部空間通過，使液體再冷卻。,為了防止潤滑油沉積在回熱器的殼體內，制冷劑蒸氣在回熱器最窄截面上的流速取810ms；設計時，制冷劑液體在管內的流速可取0.81.0ms，這時回熱器的傳熱系數約為240300W(m2K)。制冷劑蒸氣的干度對回熱器的換熱影響很大，飽和蒸氣的傳熱系數比x。=0.860.88的濕蒸氣低三分之一。,四、冷凝-蒸發器冷凝-蒸發器用于復疊式制冷裝置，它是利用高溫級制冷劑制取的冷量，使低溫級壓縮機排出的氣態制冷劑冷凝，既是高溫級循環的蒸發器，又是低溫級循環的冷凝器。常用的結構形式有套管式、繞管式和殼管式。,(一)套管式套管式冷凝-蒸發器與套管式冷凝器結構相似，它是將兩個直徑不同的管道套在一起后彎曲而成。一般高溫級循環制冷劑在管間蒸發，低溫級制冷劑蒸氣在管內冷凝。這種蒸發一冷凝器結構簡單，加工制作方便，但外形尺寸較大；當套管太長時，蒸發和冷凝兩側的流動阻力都較大，故它適用于小型復疊式制冷裝置。,(二)繞管式繞管式冷凝一蒸發器的結構如圖所示，它是由一組多頭的螺旋形盤管裝在一個圓形的殼體內組成的。高溫級制冷劑由上部供入，在管內蒸發，蒸氣由下部導出；低溫級制冷劑在管外冷凝。這種冷凝蒸發器結構及制造工藝較其他形式復雜，但是它傳熱效果好，制冷劑充注量較小。由于其殼體內容積較大，必要時還可以起到膨脹容器的作用。,(三)殼管式殼管式冷凝-蒸發器在結構上是將直管管束設置在殼筒內，以取代螺旋盤管，其形式與殼管式冷凝器結構基本相同。它可以設計成立式安裝型，高溫級制冷劑液體從下部進入