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蒸發器的分類及應用
根據被冷卻介質的種類不同，蒸發器可分為兩大類：
(1)冷卻液體載冷劑的蒸發器。用于冷卻液體載冷劑——水、鹽水或乙二醇水溶液等。這類蒸發器常用的有臥式蒸發器、立管式蒸發器和螺旋管式蒸發器等。
(2)冷卻空氣的蒸發器。這類蒸發器有冷卻排管和冷風機。
以下主要介紹空調系統中常用的冷卻液體載冷劑的蒸發器。
一、臥式蒸發器 臥式蒸發器又稱為臥式殼管式蒸發器。其與臥式殼管式冷凝器的結構基本相似。按供液方式可分為殼管式蒸發器和干式蒸發器兩種。
1、臥式殼管式蒸發器 臥式殼管式蒸發器是滿液式蒸發器。即載冷劑以1～2m/s的速度在管內流動，管外的管束間大部分充滿制冷劑體，二者通過管壁進行充分的熱交換。吸熱蒸發的制冷劑蒸汽，經蒸發器上部的液體分離器，進入壓縮機。 為了保證制冷系統正常運行，這種蒸發器中制冷劑的充滿高度應適中。液面過高可能使回氣中夾帶液體而造成壓縮機發生液擊；反之，液面過低會使得部分蒸發管露出液面而不起換熱作用，從而降低蒸發器的傳熱能力。因此，對于氨蒸發器其充滿高度一般為筒體直徑的70～80％，對于氟利昂蒸發器充滿高度一般為筒體直徑的55～65％。 臥式殼管式蒸發器廣泛使用于閉式鹽水循環系統。其主要特點是：結構緊湊，液體與傳熱表面接觸好，傳熱系數高。但是它需要充入大量制冷劑，液柱對蒸發溫度將會有一定的影響。且當鹽水濃度降低或鹽水泵因故停機時，鹽水在管內有被凍結的可能。若制冷劑為氟利昂，則氟利昂內溶解的潤滑油很難返回壓縮機。此外清洗時需停止工作。
2、干式氟利昂蒸發器 這種蒸發器的外形和結構與臥式殼管式蒸發器基本一樣，它們之間的主要區別在于：制冷劑在管內流動，而載冷劑在管外流動。節流后的氟利昂液體從一側端蓋的下部進入蒸發器，經過幾個流程后從端蓋的上部引出，制冷劑在管內隨著流動而不斷蒸發，所以壁面有一部分為蒸氣所占有，因此，它的傳熱效果不如滿液式。但是它無液柱對蒸發溫度的影響，且由于氟利昂流速較高(≥4m/s)，則回油較好。此外，由于管外充入的是大量的載冷劑，從而減緩了凍結的危險。 這種蒸發器內制冷劑的充注量只需滿液式的1/2～l/3或更少，故稱之為“干式蒸發器”。為了提高載冷劑的流速并使其橫向沖刷管束，在殼體內裝有多塊折流板，以提高傳熱效果。干式氟利昂蒸發器常用于冷卻淡水，水的流速一般為0.5～1.5m/s，銅管時一般取1.0m/s。
二、立管式和螺旋管式蒸發器 立管式和螺旋管式蒸發器的共同點是制冷劑在管內蒸發，整個蒸發器管組沉浸在 盛滿載冷劑的箱體內(或池、槽內)，為了保證載冷劑在箱內以一定速度循環，箱內焊有縱向隔板和裝有螺旋攪拌器。載冷劑流速一般為0.3～0.7m/s，以增強傳熱。 這兩種蒸發器只能用于開式循環系統，故載冷劑必須是非揮發性物質，常用的是鹽水和水等。如用鹽水，蒸發器管子易被氧化，且鹽水易吸潮而使濃度降低。這兩種蒸發器可以直接觀察載冷劑的流動情況，廣泛用于以氨為制冷劑的鹽水制冷系統。
1、立管式蒸發器 立管式蒸發器全部由無縫鋼管焊制而成。蒸發器的列管以組為單位，按照不同的容量要求，蒸發器可由若干組列管組合而成。每一組列管由兩個直徑較大的水平集管，上面的稱為蒸氣集管，下面稱為液體集管。和在集管上焊接兩頭彎曲的細立管及粗立管組成。 上、下水平集管的管徑一般為D108×4或D121×4，細立管的直徑一般為D57×3.5或D38×3，粗立管的直徑一般D76×4。上集管的一端接汽液分離器，分離回汽中夾帶的液滴。下集管的一端與集油器相連。來自貯液器的高壓、常溫液體制冷劑經節流后從上集管中部的進液管進入蒸發器，進液管位于粗立管中并往下伸至下集管。這樣就保證液體能較均勻地分配到各根立管中。由于細立管的相對換熱面積較粗立管大，所以在細立管內液體先蒸發產生大量的蒸氣并引帶液體上升。汽液混合物進入上集管后，其中大部分液體又經粗立管返回下集管，形成了內部循環。而夾帶的部分液滴的蒸汽進入汽液分離器，分離出來的液體再次返回下集管，蒸汽被壓縮機吸走。蒸發器的潤滑油沉積在集油器中，以便定期放出。
2、螺旋管式蒸發器 螺旋管式蒸發器是對立管式蒸發器改進后的一種變型。其總結構與立管式相似。二者的不同是螺旋管式蒸發器在上、下集管之間焊接的是用兩排螺旋管取代了立管。在集管距離相等時，使傳熱面積增大，因此結構尺寸緊湊，且焊接頭較少，加工制造容易。 在此基礎上，國內又開發生產了雙頭螺旋管式蒸發器，它的螺旋管是由螺徑不同的內外兩圈組合而成。這樣使得蒸發器的結構更為緊湊。