沉浸式蒸发器有直立管式、螺旋管式和蛇形管式三种结构。
(1)直立管式蒸发器 直立管式蒸发器通常只用于氨制冷装置。换热管是一排一排直立管排,全用无缝钢管制成,直立换热管管排装在一个铁箱子里,箱内充满载冷剂水或盐水。
制冷剂氨在直立换热管内吸收管外载冷剂的热量后蒸发,氨蒸气经气液分离器和上集气管时速度减慢,氨蒸气中夹带的液滴分离出来,蒸气向上走被制冷机吸入,而液体则返回下集液管中。
水箱中的水或盐水在搅拌器的作用下,在箱内流动,流速一般为0.5--0.7米/s,传热系数一般在520一580W/(㎡· K)之间,传热温差约为5℃。
直立管式蒸发器的优点:传热性能好,由于充水量大,冻结的危险小。
直立管式蒸发器的缺点:体积庞大,金属消耗大,由于水或盐水直接暴露在空气中,所以对金属的腐蚀比较严重。
(2)螺旋管式蒸发器 螺旋管式蒸发器结构与直立管式蒸发器的结构基本相同,这种蒸发器的换热管采用单头或双头螺旋盘管代替直立管束,高度比直立管束要小一些,同时将卧式搅拌器改为立式搅拌器,从而简化了结构,有利于维修。
螺旋管式蒸发器除了具有直立管式蒸发器的优点外,其传热性能更好,结构更紧凑,可节省金属材料15%,在相同的传热面积下,比直立管式蒸发器的体积小25%--40%。
(3)蛇形管式蒸发器 蛇形管式蒸发器用于小型氟利昂制冷装置。
其换热管是由一组或几组铜管弯成的蛇形盘管,蒸发器沉浸在载冷剂水或盐水的箱体中;节流后的氛里昂液体由分液器均匀分配到每组蛇形盘管中;氟里昂液体从蛇形盘管的上部进入换热管,经蒸发制冷后,变为蒸气,然后从换热管的下部导出。
载冷剂水或盐水在搅拌器的作用下,在水箱内流动;由于载冷剂的流速比较慢及蛇管下部的传热面积没有充分利用,所以蛇形盘管蒸发器的传热系数比较小。