蒸发器是制冷系统中的另一种热交换设备,是制冷剂在低温下吸热的热交换器。在蒸发器中,制冷剂液体在较低的温度下沸腾,转变为蒸气,并吸收被冷却物体或介质的热量,所以蒸发器是制冷系统中制取冷量和输出冷量的设备。按被冷却介质的特性不同,可分为冷却液体载冷齐的蒸发器和直接冷却空气的蒸发器两大类。下面介绍常用的几种蒸发器的结构及工作特点。
(1)冷却载冷剂的蒸发器
1)壳管看式蒸发器。它的结构如图6-17所示,这种蒸发器的结构形式与卧式冷凝器基本相似。工作时壳体内应充装相当数量的制冷剂液体,一般其静液面高度约为壳体直径的70%~80%,所以也称为满液式蒸发器,蒸发后的蒸气从上部引出。载冷剂(水或盐水)的进出口设在同一端盖上,从下方流入,在蒸发器管子及端盖中往返流过多次,再从上方流出。卧式壳管蒸发器在壳体下部有集污器,以便将沉积的润滑油及其他杂物排出。
氨用蒸发器管是用无缝钢管,氟利昂蒸发器多采用肋片式铜管,也有采用铜光管的。此外,用于氟利昂的壳管卧式蒸发器必须采取回油措施,将润滑油从蒸发器排出,并使其返回压缩机曲轴箱。
壳管卧式蒸发器结构紧凑、传热性能好,以盐水作为载冷剂时,可以实现盐水系统的封闭循环。它不仅系统简单,而且减轻了盐水对系统管路及设备的腐蚀。但是碗管卧式蒸发器制冷剂的充装量大,液体静压力对蒸发温度的影响较大,而且用于氟利昂时,需要采取一定的回油措施。所以在氟利昂制冷系统中,逐渐用壳管干式蒸发器来代替壳管卧式蒸发器。
2)壳管干式蒸发器。它实际上就是管内蒸发的壳管卧式蒸发器。其制冷剂液体的充装量少,大约为管组内部容积的35%~40%,而且制冷剂在气化过程中不存在自由液面,所以称为干式蒸发器。如图6-18所示给出了一种和干式壳管式蒸发器结构图。工作时制冷剂液体在蒸发器管内蒸发,而载冷剂(水或盐水)在管外被冷却。为了增加管外载冷剂的流动速度,在壳体内横跨管匀设折流板。折流板多做成圆缺形,而且缺口是上下相间装配。