制冷系统中使用的蒸发器种类很多,适用场合也不同。蒸发器的设计,就是根据不同的使用目的,进行形式选择和传热与结构计算,以达到最佳的使用效果。
按被冷却对象分类
由于被冷却对象的不同,蒸发器传热方式也不同。根据被冷却对象的不同,正确分析传热方式,才能正确进行计算。按被冷却对象的集态,蒸发器可分为冷却固体用、冷却液体用和冷却气体用三类。
冷却固体用蒸发器与被冷却的固体直接接触,传热壁面与被冷却的固体存在导热。冷库用的搁架排管、直冷式冰箱和冷柜的冷冻室蒸发器、平板速冻机的平板蒸发器、冷冻切削加工用的蒸发器等均是冷却固体用蒸发器
冷却液体用蒸发器中的被冷却介质是液体,传热壁面与被冷却介质之间是对流换热。冷水机组的蒸发器、盐水制冰的蒸发器等均是冷却液体用蒸发器。这类蒸发器用途广泛,种类也很多。
如蒸发器用于冷却液体载冷剂,则液体载冷剂的循环方式有开式和闭式两种。开式循环指载冷剂与环境空气相接触,载冷剂离开蒸发器即为常压。开式循环能耗较大,载冷剂易吸收空气中的水蒸气,易进入灰尘和杂物。开式循环常用于盐水制冰、肉禽预冷等场合。闭式循环指载冷剂密封在载冷剂系统中,仅在系统最高处有一管口与大气环境相通。闭式循环可利用重力回流,能耗较少,载冷剂不易稀释和污染;但系统初投资较多、需设膨胀容器。闭式循环常用于集中空调、工业生产中的工艺冷却等场合。
冷却气体用蒸发器中的被冷却介质是气体,传热壁面与被冷却介质之间是对流换热。主要有冷库用的冷风机、间冷式冰箱和冷柜的蒸发器、冷藏陈列柜的蒸发器、房间空调器用蒸发器等,被冷却气体可以是强制对流,也可以是自由对流,如为强制对流则需与风机配套使用。
有时,蒸发器冷却两种集态的物体,常见的是既与固体被冷却物之间存在导热,又与空气进行对流换热,如搁架排管就既与被冷却食品有接触,同时又冷却冷间内的空气。