? ? ? ? 制冷換熱器是制冷劑與水或空氣等介質(zhì)進(jìn)行熱交換的設(shè)備，在制冷系統(tǒng)中主要是蒸發(fā)器和冷凝器。制冷劑向周?chē)橘|(zhì)吸熱的是蒸發(fā)器，而向周?chē)橘|(zhì)放熱的是冷凝器。它們是制冷系統(tǒng)的主要設(shè)備，對(duì)完善制冷循環(huán)起著重要作用。正確使用和維護(hù)保養(yǎng)換熱器，對(duì)發(fā)揮制冷機(jī)的制冷效能密切相關(guān)。下面就冷凝器、蒸發(fā)器的作用、結(jié)構(gòu)原理及維護(hù)保養(yǎng)等內(nèi)容分別予以介紹。
? ? ? ? 1.冷凝器
? ? ? ? 1）冷凝器的功用
? ? ? ? 冷凝器是一種高壓設(shè)備，裝在壓縮機(jī)和節(jié)流裝置之間，它是將壓縮機(jī)排出的高溫高壓制冷劑氣體，通過(guò)冷凝器的外壁和翅片傳給周?chē)諝饣蚶鋮s水，而凝結(jié)為高壓液體，在凝結(jié)過(guò)程中，冷凝壓力不變，溫度降低。制冷劑在冷凝器中放出的熱量包括兩部分：一部分是通過(guò)蒸發(fā)器向被冷卻物體吸取的熱量；另一部分是在壓縮機(jī)中被壓縮時(shí)，由機(jī)械功轉(zhuǎn)化的熱量。如果冷凝器周?chē)諝鉁囟鹊?，或冷卻水溫度低,則冷凝溫度就低，壓縮機(jī)的制冷效果就高；反之，情況相反。因此，空氣調(diào)節(jié)器的冷凝器要安放在空氣流通的地方。
? ? ? ? 2）冷凝器中制冷劑的放熱過(guò)程
? ? ? ? 我們知道在空調(diào)工況下工作的制冷機(jī)，其排氣溫度并不是很高，一般氨為85～125℃，R22為80～110℃。當(dāng)過(guò)熱蒸氣進(jìn)入冷凝器后，維續(xù)受到冷卻放出熱量，逐漸由過(guò)熱蒸氣變?yōu)轱柡驼魵猓锤烧魵猓?，排氣溫度下降到冷凝溫度，但壓力不變。過(guò)熱蒸氣在冷凝器中放熱變?yōu)橐后w，其放熱過(guò)程經(jīng)歷三個(gè)階段。
? ? ? ? （1）過(guò)熱蒸氣冷卻為干蒸氣。過(guò)熱蒸氣進(jìn)入冷凝器放熱的初階段，由排氣溫度下降到冷凝溫度（即該壓力下的飽和溫度），此時(shí)，過(guò)熱蒸氣被冷卻成為干蒸氣。
? ? ? ? （2）干蒸氣冷凝為飽和液體。干蒸氣在冷凝器內(nèi)放出凝結(jié)熱，逐漸變?yōu)轱柡鸵后w，但壓力保持不變。如果繼續(xù)冷卻，則飽和氣體再放出冷凝熱，直到全部變成飽和液體。
? ? ? ? （3）飽和液體進(jìn)一步冷卻為過(guò)冷液體。在冷凝器的末端，蒸氣已全部冷凝為飽和液體，但是由于制冷劑的冷凝溫度總是比周?chē)鋮s介質(zhì)的溫度高，因此，飽和液體還將進(jìn)一步被冷卻介質(zhì)冷卻，使其成為溫度低于該壓力下飽和溫度的過(guò)冷液體。
? ? ? ? 3）冷凝器的種類(lèi)、構(gòu)造和工作原理
? ? ? ? 根據(jù)冷卻介質(zhì)和冷卻方式的不同，冷凝器可分為水冷式、風(fēng)冷式（又稱(chēng)空氣冷卻式）和蒸發(fā)式三種類(lèi)型。下面分別討論它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
? ? ? ? （1）水冷式冷凝器。水冷式冷凝器是利用冷卻水來(lái)吸收制冷劑蒸氣的熱量，使其冷凝成為液體的換熱設(shè)備。由于自然界中水的溫度一般比空氣溫度低，因此水冷式冷凝器的冷凝溫度比較低，對(duì)壓縮機(jī)的制冷能力和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性都比較有利。目前，對(duì)于制冷量大的機(jī)組，都采用這類(lèi)冷凝器。常用的水冷式冷凝器有臥式殼管式冷凝器、立式殼管式冷凝器和套管式冷凝器等形式。
? ? ? ? ①臥式殼管式冷凝器，臥式殼管式冷凝器較普遍地應(yīng)用于大、中、小型氨氟利品制冷系統(tǒng)中，尤其在船船制冷和空調(diào)制冷用冷凝機(jī)組、冷水機(jī)組中應(yīng)用較為廣泛。
? ? ? ? 臥式殼管式冷凝器的外殼是用容器鋼板卷制的大圓筒兩端焊有圓管板，管板上鉆有許多小孔，兩板對(duì)應(yīng)的小孔中裝一根純銅管或無(wú)縫鋼管，并焊接固定。管板兩端裝有鑄鐵端蓋，端蓋上鑄有分水肋，一般進(jìn)水在封蓋的下端，出水封蓋的上端。在冷凝器內(nèi)形成兩個(gè)互相隔開(kāi)的空間，冷凝管外壁與筒體內(nèi)壁組成一個(gè)空間，制冷劑在此空間流動(dòng)；另一個(gè)是由許多管子的內(nèi)壁與兩端封蓋水室組成的空間，冷卻水在此空間流動(dòng)。制冷劑蒸氣從筒體的上部流入，蒸氣在筒內(nèi)與冷凝管外壁接觸，溫度逐漸降低，凝結(jié)為液體，積聚在容器下部，然后由出液管輸出。在冷凝器的前端蓋底部還有兩個(gè)放水悶頭，供冬李制冷設(shè)備不用時(shí)放水用，以防冷卻管結(jié)冰張裂。
? ? ? ? 臥式殼管式冷凝器的優(yōu)點(diǎn)包括傳熱系數(shù)高；冷卻用水用量少；單位傳熱面積冷卻水消耗量為0.5-0.9m3（m2·h）；占空間高度小，有利于有限空間的利用；結(jié)構(gòu)緊湊，便于機(jī)組化；運(yùn)行可靠；操作方便等。
臥式殼管式冷凝器的缺點(diǎn)包括泄漏不易發(fā)現(xiàn)；對(duì)冷卻水水質(zhì)要求高；水溫要求低；清洗時(shí)要停止工作，卸下端蓋才能進(jìn)行；材料消耗量大，造價(jià)較高等。
? ? ? ? ②立式殼管式冷凝器。立式殼管式冷凝器直立安裝，只適用于大中型氨制冷裝置。它垂直放在室外混凝土的水池上。
? ? ? ? 結(jié)構(gòu)：立式殼管式冷凝器的外殼是由鋼板焊成的圓柱形筒體，筒體兩端焊有多孔管板，在兩端管板的對(duì)應(yīng)孔中用擴(kuò)脹法或焊接法將無(wú)縫鋼管固定嚴(yán)密，成為一個(gè)垂直管簇。
? ? ? ? 殼體上有進(jìn)氣管、安全管等接頭。中部有均壓管、壓力表管和混合氣體管等管接頭。下部有出液管和放油管接頭。
? ? ? ? 每根管口上裝有一個(gè)帶斜槽的由鑄鐵或陶瓷制成的導(dǎo)流管頭。導(dǎo)流管頭的作用是使冷卻水呈膜狀流動(dòng)，即冷卻水經(jīng)導(dǎo)流管頭斜槽沿鋼管內(nèi)壁形成薄膜水層呈螺旋狀向下流動(dòng)，從而延長(zhǎng)冷卻水流的路程和時(shí)間導(dǎo)流管凝器的結(jié)構(gòu)。
? ? ? ? 空氣在管子中心向上流動(dòng),從而增強(qiáng)熱量交換，提高冷卻能力，節(jié)約用水。
? ? ? ? 冷凝器運(yùn)行時(shí)，要注意冷卻水量要適宜。水量不宜過(guò)小，過(guò)小就不能形成連續(xù)水膜，從而降低傳熱性能并加速管壁的腐蝕和玷污；水量也不可過(guò)大，因?yàn)槔淠鞯膫鳠嵯禂?shù)并不按此比例增加，反而造成浪費(fèi)。
? ? ? ? 工作流程：立式殼管式冷凝器工作時(shí)，冷卻水經(jīng)配水箱均勻地通過(guò)水分配裝置，在自身重力作用下沿管內(nèi)壁表面流下。
? ? ? ? 來(lái)自油分離器的氨氣從冷凝器上部進(jìn)氣管進(jìn)入筒體的管間空隙，通過(guò)管壁與冷卻水進(jìn)行熱交換。氨蒸氣放出熱量，在管外壁面上呈膜狀凝結(jié)，沿管壁流下，經(jīng)下部出液管流入儲(chǔ)液器。
? ? ? ? 冷凝器內(nèi)混有的不凝性氣體，需經(jīng)混合氣體管通往空氣分離器。
? ? ? ? 冷凝器內(nèi)積聚的潤(rùn)滑油經(jīng)放油管通往集油器，或隨制冷劑液體一起進(jìn)入儲(chǔ)液器，保證凝結(jié)的氨液及時(shí)流往儲(chǔ)液器。安全管、壓力表管分別與安全閥和壓力表連接，是壓力容器安全操作的前提。
? ? ? ? 優(yōu)點(diǎn)：傳熱系數(shù)高，冷卻冷凝能力強(qiáng)。若循環(huán)水池設(shè)置在冷卻水塔下面，則可以簡(jiǎn)化冷卻水系統(tǒng)，節(jié)約占地面積；可以安裝在室外，節(jié)省機(jī)房面積；對(duì)冷卻水質(zhì)要求不高，并在清洗時(shí)不需要停止制冷系統(tǒng)的工作。
? ? ? ? 缺點(diǎn)：立式冷凝器的用水量大，一般當(dāng)冷卻水溫升高2～3℃時(shí)，冷凝器的單位面積冷卻水量為1～1.7m3（㎡?h），水泵耗功也相應(yīng)地增加；金屬消耗量大，比較笨重，搬運(yùn)安裝不方使；制冷劑泄漏不易發(fā)現(xiàn)；易結(jié)水垢，需要經(jīng)常清洗；適用于水質(zhì)差、水溫較高而水量充足的大、中型氨制冷系統(tǒng)。
? ? ? ? ③套管式冷凝器。套管式冷凝器的結(jié)構(gòu)是一個(gè)在一根直徑較大的無(wú)縫鋼管內(nèi)穿一根或數(shù)根直徑較小的鋼管（光管成外肋管），再盤(pán)成圓形或橢圓形的結(jié)構(gòu)，管的兩端用特制接頭將大管與小管分隔成互不相通的兩個(gè)空間的熱交換設(shè)備。
? ? ? ? 制冷劑蒸氣被冷卻水吸收熱量后，在內(nèi)管外壁表面上冷凝，凝結(jié)的液體滴到外管底部，次流往下端出口。
? ? ? ? 套管式冷凝器的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，便于制作和傳熱性能好等，它的傳熱系數(shù)可達(dá)1027～1163W/（㎡?℃）。
? ? ? ? 套管式冷凝器的缺點(diǎn)：金屬耗量較大，冷卻水的流動(dòng)阻力較大，使用時(shí)要保持足夠的冷卻式輸送壓頭，否則將會(huì)降低冷卻水的流速和流量，引起制冷系統(tǒng)的冷凝壓力上升，影響傳熱效果。為了進(jìn)一步提高傳熱系數(shù)，目前試制了滾壓薄壁肪片的內(nèi)管。
? ? ? ? 制冷機(jī)組在安裝時(shí)，通常是將封閉式制冷壓縮機(jī)安裝在自管式冷凝器的中間，使整個(gè)機(jī)組占有較小的空間。
? ? ? ? 以上所介紹的三種水冷式冷凝器中使用的冷卻水可以一次流過(guò)，也可以循環(huán)使用。當(dāng)使用循環(huán)水時(shí)，需建有冷卻水塔或冷卻水池，使離開(kāi)冷凝器的水不斷得到冷卻，以便重復(fù)使用。
? ? ? ? （2）空氣冷卻式冷凝器。以空氣為冷卻介質(zhì)的冷凝器稱(chēng)為空氣冷卻式冷凝器，又稱(chēng)為風(fēng)冷式冷凝器。
? ? ? ? 結(jié)構(gòu)：空氣冷卻式冷凝器一般采用D10mmx0.7mm～Dl6mmx1mm的銅管彎制成蛇形盤(pán)管。這種冷凝器的冷卻介質(zhì)是空氣，故放熱系數(shù)較小。為了減少管壁兩側(cè)放熱系數(shù)過(guò)于懸殊的影響，需要增大空氣側(cè)的放熱系數(shù)，所以在管外套有0.2～0.6mm的銅片或鋁片作為肋片，套片間距通常為2～4mm。
? ? ? ? 流程：空氣冷卻式冷凝器工作時(shí)，制冷劑蒸氣從冷凝器上端的分配集管進(jìn)入蛇形盤(pán)管內(nèi)，自上而下的銅管管壁與管外垂直蛇形盤(pán)管吹入的助片間流動(dòng)的空氣進(jìn)行熱量交換，冷凝后的制冷劑液體從管下端流出。為了提高空氣側(cè)的傳熱性能，通常在冷凝器一側(cè)加裝風(fēng)機(jī)，以提高空氣側(cè)的傳熱效果。
? ? ? ? 空氣冷卻式冷凝器的最大優(yōu)點(diǎn)是不需要冷卻水，因此特別適用于缺水地區(qū)或者供水困難的地方。近年來(lái)，在中小型氟利昌制冷裝置中，采用空氣冷卻式冷凝器的特別多，如家用空調(diào)、各類(lèi)機(jī)房專(zhuān)用空調(diào)及行車(chē)降溫空調(diào)制冷設(shè)備等。
? ? ? ? 對(duì)于機(jī)房專(zhuān)用空調(diào)采用風(fēng)冷式冷凝器，需要滿足兩個(gè)條件：①室內(nèi)、外機(jī)單程管長(zhǎng)小于60m；②室內(nèi)，外機(jī)垂直高差為-5～+20m。
? ? ? ? 此外，機(jī)房專(zhuān)用空調(diào)室外冷凝器的安裝方式也有兩種，分別是直立式和橫放式。冷凝器橫放時(shí)要注意四周的空間，以保證氣流通暢，散熱良好；當(dāng)垂直安裝及疊加安裝時(shí)，可節(jié)省室外安裝空間，只是散熱效果沒(méi)有橫放式的好。
? ? ? ? 室內(nèi)機(jī)組與室外風(fēng)冷冷凝器之間通過(guò)鋼管連接組成密團(tuán)的系統(tǒng)。冷凝器由熱交換盤(pán)管風(fēng)機(jī)和框架結(jié)構(gòu)構(gòu)成。通過(guò)附件的組件，能夠?qū)崿F(xiàn)維持冷凝壓力一年四季基本穩(wěn)定（壓力開(kāi)關(guān)或電于調(diào)速裝置連續(xù)調(diào)速）。
? ? ? ? ①壓控式。通過(guò)壓力開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)冷凝器內(nèi)的壓力，若壓力高于17 bar（1 har =0.1Mpa），則風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)；若壓力低于于14bar，則風(fēng)扇停止運(yùn)轉(zhuǎn)。此類(lèi)情況下風(fēng)機(jī)開(kāi)停頻繁，嗓聲較大，影響風(fēng)機(jī)的使用壽命，而且系統(tǒng)壓力波動(dòng)頻繁。
? ? ? ? ②調(diào)速控制。采用感壓式無(wú)級(jí)調(diào)速拉制，室外機(jī)高壓壓力在14 ㎏f/cm2左右時(shí)風(fēng)機(jī)起轉(zhuǎn)，在20～24 ㎏f/cm2時(shí)達(dá)到滿負(fù)荷轉(zhuǎn)速，在14～18㎏f/cm2時(shí)調(diào)速性能為最佳狀態(tài)。
? ? ? ? 冷凝器的型號(hào)（即容量）應(yīng)該根據(jù)安裝地點(diǎn)所能夠達(dá)到室外最高環(huán)境溫度來(lái)確定。冷凝器的冷凝壓力拉制附件應(yīng)該根據(jù)安裝地點(diǎn)所能夠達(dá)到外最低環(huán)境溫度來(lái)選擇。
? ? ? ? 風(fēng)冷冷凝器是機(jī)房專(zhuān)用空調(diào)目前應(yīng)用最為廣說(shuō)的冷凝方式。
? ? ? ? （3）蒸發(fā)式冷凝器。水冷式冷凝器需要大量的冷卻水。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，節(jié)約冷卻水的消耗量已成為一個(gè)很重要的問(wèn)題，特別是在缺水地區(qū)，這個(gè)矛盾更為突出?？諝饫鋮s式冷凝器雖然不需要冷卻水，但是它的使用也有一定的局限性。因此，在一定情況下，有必要采用蒸發(fā)式冷凝器。在這類(lèi)冷凝器中，制冷劑冷凝時(shí)放出的熱量同時(shí)被水和空氣帶走。
? ? ? ? 結(jié)構(gòu)：蒸發(fā)式冷凝器的傳熱部分是用光滑管或翅片管組成的蛇形管組，制冷劑蒸氣經(jīng)氣體集管分配給每一根蛇形管；冷凝液體則經(jīng)液體集管流入儲(chǔ)液器中。箱體的底部為一個(gè)水池，水池的水位用浮球液位控制器控制。
? ? ? ? 流程：冷卻水用循環(huán)水送至冷凝器管組上方，經(jīng)嘴或重力配水機(jī)構(gòu)噴淋到蛇形管組上面，沿冷凝器管的外表面呈膜狀下流，最后匯集在水池中。當(dāng)水流經(jīng)冷凝器管組時(shí)，主要依靠水的蒸發(fā)使管內(nèi)制冷劑蒸氣冷卻和液化。
? ? ? ? 空氣的作用：冷凝器管組使用通風(fēng)機(jī)使空氣由下而上地在水膜外表面吹過(guò)。其作用主要是將水膜表面蒸發(fā)的水蒸氣及時(shí)帶走，以及創(chuàng)造水膜能夠連續(xù)不斷蒸發(fā)的有利條件。
? ? ? ? 管內(nèi)制冷劑蒸氣被冷卻和液化時(shí)放出的熱量首先傳給水膜，使水膜蒸發(fā)，而水膜蒸發(fā)成水蒸氣時(shí)就以潛熱的方式把這部分熱量連同水蒸氣本身傳給空氣。
? ? ? ? 補(bǔ)充新鮮水：循環(huán)水由于不斷在冷凝器表面蒸發(fā)及被空氣吹散夾帶，因此需要經(jīng)常補(bǔ)充新鮮水。由于循環(huán)使用的水不斷蒸發(fā)，因此水池內(nèi)水的含鹽量也會(huì)越來(lái)越高。含鹽量的增高將使管外側(cè)結(jié)垢嚴(yán)重，熱發(fā)式冷凝器應(yīng)使用軟水或經(jīng)過(guò)軟化處理的水，并且水池也需定期換水。
? ? ? ? 根據(jù)蒸發(fā)式冷凝器的結(jié)構(gòu)和通風(fēng)機(jī)在箱體中的安裝位置可分為吸風(fēng)式和鼓風(fēng)式兩種類(lèi)型。
? ? ? ? ①吸風(fēng)式蒸發(fā)式冷凝器。吸風(fēng)式蒸發(fā)式冷凝器是在箱體的頂部安裝通風(fēng)機(jī)，空氣從箱體下部側(cè)壁上的百葉窗口吸入，經(jīng)冷卻管組、擋水板，由通風(fēng)機(jī)排出。
? ? ? ? ②鼓風(fēng)式蒸發(fā)式冷凝器。鼓風(fēng)式蒸發(fā)式冷凝器是在箱體下部或兩端裝有軸流風(fēng)機(jī)向箱體內(nèi)冷卻管組吹風(fēng)，流經(jīng)冷卻管組、擋水板后，從冷凝器上方排出空氣。
? ? ? ? 兩種不同通風(fēng)形式的比較：吸風(fēng)式氣流通過(guò)冷卻管組比較均勻，箱體內(nèi)保持負(fù)壓，有利于冷卻水的蒸發(fā)，傳熱效果較好。但通風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期在高濕條件下工作，所以它的電動(dòng)機(jī)要采用封閉型防水電動(dòng)機(jī)。而鼓風(fēng)式則需較大功率的電動(dòng)機(jī)。
? ? ? ? 優(yōu)點(diǎn)：蒸發(fā)式冷凝器內(nèi)空氣的流動(dòng)只是為了及時(shí)地帶走冷卻管外表面蒸發(fā)的水蒸氣，使水膜能連續(xù)不斷地蒸發(fā)，因此不需要過(guò)大的風(fēng)量，否則會(huì)增大冷卻水吹散的損失。通過(guò)冷卻管間的空氣流速一般可取3～5m/s。蒸發(fā)式冷凝器的散熱能力不僅和制冷系統(tǒng)的工況有關(guān)，還與進(jìn)口空氣溫度，尤其是濕球溫度的高低有關(guān)。
? ? ? ? 蒸發(fā)式冷凝器的單位面積熱負(fù)荷一般為1396～1861W/m2，比水冷式冷凝器低。由于蒸發(fā)式冷凝器的用水量少，結(jié)構(gòu)緊湊，可安裝在廠房屋頂上，節(jié)省占地面積，所以它的應(yīng)用日益增多。
? ? ? ? 缺點(diǎn)：蒸發(fā)式冷凝器中冷卻水不斷循環(huán)使用，水溫和冷凝壓力都比較高；冷卻水在管外發(fā)，易結(jié)水垢，清洗又較為困難，因此它適用于氣候干燥和缺水地區(qū)，并要求水質(zhì)好或者使用經(jīng)過(guò)化處理的水。
? ? ? ? 2.蒸發(fā)器
? ? ? ? 1）蒸發(fā)器的功用
? ? ? ? 蒸發(fā)器是一種低壓設(shè)備，是制冷裝置中的另一種熱交換設(shè)備，裝在毛細(xì)管和壓縮機(jī)之間。在制冷系統(tǒng)中冷卻介質(zhì)的過(guò)程是在蒸發(fā)器上，因?yàn)橐后w制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)沸騰汽化時(shí)，吸收與它接觸的被冷卻介質(zhì)（水，空氣或食品）的熱量，使其降溫，達(dá)到制冷的目的。
? ? ? ? 蒸發(fā)器的熱交換作用，是通過(guò)管壁把被冷卻介質(zhì)的熱量傳遞給制冷劑，再通過(guò)壓縮機(jī)的吸送，將被冷卻物體的熱量帶走。因此，它的表面積越大，熱傳遞的速度也就越快。當(dāng)液態(tài)制冷劑經(jīng)膨脹閥減壓進(jìn)入蒸發(fā)器后，只要被冷卻介質(zhì)的溫度超過(guò)制冷劑的蒸發(fā)溫度，液態(tài)制冷劑就會(huì)吸收它們的熱量而汽化，從而使被冷卻介質(zhì)得到降溫的效果。
? ? ? ? 如果被冷卻的介質(zhì)是空氣，那么蒸發(fā)器一方面降低空氣的溫度，另一方面如果蒸發(fā)器表面溫度低于空氣的露點(diǎn)溫度，在含濕量不變的條件下，同時(shí)將空氣中的水蒸氣凝結(jié)分離出來(lái)，起到除濕的作用，蒸發(fā)器的表面溫度越低，除濕效果越大。因此，在冷氣加除濕型的空調(diào)器中就是用這個(gè)機(jī)理來(lái)降溫除濕的。
? ? ? ? 2）蒸發(fā)器中制冷劑的吸熱過(guò)程
? ? ? ? 當(dāng)制冷劑節(jié)流后，由冷凝壓力減壓到蒸發(fā)壓力，在節(jié)流過(guò)程中，由于只有小部分液態(tài)制冷劑變?yōu)檎魵?，而大部分液態(tài)制冷劑來(lái)不及蒸發(fā)，因此，當(dāng)濕氣進(jìn)入蒸發(fā)器時(shí)，其蒸氣的含量約占10%，其余都是液體。在相應(yīng)壓力下，大量沸騰，而溫度并不改變。隨著濕蒸氣在蒸發(fā)器內(nèi)流動(dòng)與吸熱，液態(tài)制冷劑逐漸蒸發(fā)為蒸氣，蒸氣含量越來(lái)越多，當(dāng)蒸氣流至接近蒸發(fā)器出口時(shí)，一般已變?yōu)楦烧魵狻Ｓ捎谡舭l(fā)溫度總是比室溫低，存在傳熱溫度差，干蒸氣還會(huì)繼續(xù)吸熱。當(dāng)制冷劑蒸氣在蒸發(fā)器內(nèi)全部蒸發(fā)成干蒸氣時(shí)，蒸發(fā)器末端的溫度將繼續(xù)上升，變成過(guò)熱蒸氣。因此，蒸發(fā)器的出口端總是處于過(guò)熱蒸氣區(qū)，但只占蒸發(fā)器很小的一部分區(qū)域。
? ? ? ? 3）蒸發(fā)器的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)
? ? ? ? 根據(jù)被冷卻介質(zhì)的種類(lèi)不同，蒸發(fā)器可分為兩大類(lèi)。
? ? ? ? （1）冷卻液體載冷劑的蒸發(fā)器。用于冷卻液體載冷劑——水、鹽水或乙二醇水溶液等。這類(lèi)發(fā)器常用的有立管式蒸發(fā)器、螺驗(yàn)管式蒸發(fā)器、蛇管式蒸發(fā)器和臥式蒸發(fā)器等。
? ? ? ? ?①立管式蒸發(fā)器。目前，立管式蒸發(fā)器還只用于氨劑冷裝置中。立管式蒸發(fā)器各部分：全部由無(wú)縫鋼管焊制而成。蒸發(fā)器列管以組為單位，按照不同的容量要求可以分為若干組。每一組列管上各有上下兩根直較大的水平集管（一般選用D124mm*4mm的無(wú)縫鋼管），上面的集管為蒸氣集管，下面的集管稱(chēng)為液體集管。沿集管的軸向焊接有四排直徑較小且兩頭稍有彎曲的立管（常選用D57mm×3.5mm或D38mm×3mm的無(wú)縫鋼管），與上下集管接通；另外，沿集管的軸向每隔一定的間距焊接一根直徑稍大（D76mm×4mm）的粗立管。上集管的一端焊有一個(gè)氣液分離器，分離回氣中的液滴，防止其進(jìn)入制冷壓縮機(jī)。氣液分離器下液管與蒸發(fā)器的下集管相通，使得分離出來(lái)的液體能回到下集管。下集管的一端用一根平管與集油包相連。氨液從中間的進(jìn)液管進(jìn)入蒸發(fā)器，進(jìn)液管一直插到D76mm立管的下部，便于使液體迅速進(jìn)入蒸發(fā)管，并可利用氨液流進(jìn)時(shí)的沖力增強(qiáng)蒸發(fā)器中氨液的循環(huán)。
? ? ? ? 工作過(guò)程：較小管徑的立管中的制冷劑的汽化強(qiáng)度大，促使氨液上升，相應(yīng)地使在直徑較大的立管中的氨液下降，形成循環(huán)對(duì)流。蒸發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的氨蒸氣沿上集管進(jìn)入氣液分離器中，由于流速的減慢和流動(dòng)方向的改變，使得蒸氣中攜帶的液滴分離出來(lái)，飽和蒸氣上升經(jīng)回氣管由制冷壓縮機(jī)吸走，制冷劑液體則返回下集管中。潤(rùn)滑油積存在處于蒸發(fā)器最低位置的集油包中，定期放出。
? ? ? ? 立管式蒸發(fā)器一般用于開(kāi)式水或鹽水循環(huán)系統(tǒng)中，蒸發(fā)器整體沉浸于鹽水或水箱中。水箱可用厚6mm的鋼板焊制或者采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。鹽水或水在電動(dòng)攪拌器的作用下流動(dòng)，流速為0.5～0.75m/s，若對(duì)數(shù)平均溫差取5℃，則在冷卻淡水時(shí)，傳熱系數(shù)K為523～698W/（m2·℃）。
? ? ? ? ②螺旋管式蒸發(fā)器。螺旋管式蒸發(fā)器是將立管式蒸發(fā)器進(jìn)行改進(jìn)后的產(chǎn)品。螺旋管式蒸發(fā)器的基本結(jié)構(gòu)和載冷劑的流動(dòng)情況與立管式蒸發(fā)器相似，不同之處只是以螺旋管代替了立管。
? ? ? ? 螺旋管式蒸發(fā)器在工作時(shí)，氨液由端部的粗立管進(jìn)入下集管，再由下集管分配到各根螺旋管中。吸熱汽化后的制冷劑經(jīng)氣液分離器分離，干飽和蒸氣引出蒸發(fā)器，飽和液體再回到蒸發(fā)器的螺旋管內(nèi)吸熱。
? ? ? ? 與直立管式蒸發(fā)器相比較，螺旋管式路發(fā)器具有焊接接頭少、節(jié)省加工工時(shí)、結(jié)構(gòu)緊湊、降低金屬材料消耗等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)蒸發(fā)面積相同時(shí)，螺旋管式蒸發(fā)器的體積要比立管式蒸發(fā)器小得多。當(dāng)水或鹽水與管內(nèi)制冷劑的對(duì)數(shù)平均溫差為5℃時(shí)，在冷卻淡水時(shí)其傳熱系數(shù)K為523～698W/（m2·℃）；在冷卻鹽水時(shí)，K為465～582W/（m2?℃）。
? ? ? ? 螺旋管式蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)：螺旋管式蒸發(fā)器是水箱型氨蒸發(fā)器常用的一種，具有載冷劑容量大，冷量?jī)?chǔ)存多，熱穩(wěn)定性好，可直接觀察到載冷劑的流動(dòng)情況，便于操作管理維修不會(huì)因結(jié)冰而凍壞設(shè)備等。
? ? ? ? ③蛇管式蒸發(fā)器。蛇管式蒸發(fā)器常用于小型氟利昂制冷裝置。
? ? ? ? 結(jié)構(gòu)：蛇管式蒸發(fā)器按蒸發(fā)面積的需要由一組或幾組銅管彎成的蛇形盤(pán)管組成。為了防止泄漏，所有連接處采用銅焊或者銀焊焊接。蒸發(fā)器浸沒(méi)在盛滿載冷劑（水或鹽水等）的箱體中，箱體一端裝有攪拌器。節(jié)流后的氟利昂液體采用供液分配器向多組蛇形盤(pán)管供液，以保證各組蛇形盤(pán)管供液均勻。制冷劑液體從蒸發(fā)器上部進(jìn)入，吸熱汽化后的蒸氣由下部導(dǎo)出，利用較大的回氣流動(dòng)速度將潤(rùn)滑油帶回制冷壓縮機(jī)。載冷劑在拌器的推動(dòng)下循環(huán)，與管程內(nèi)流動(dòng)的制冷劑進(jìn)行熱交換。
? ? ? ? 特點(diǎn)：由于蛇形盤(pán)管排得較密，載冷劑在循環(huán)流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)阻力也較大，流速較慢，加之蛇形盤(pán)管下部充滿制冷劑蒸氣，使得這部分盤(pán)管傳熱面積不能充分利用，因此，平均傳熱系數(shù)較低。
? ? ? ? ④臥式殼管式蒸發(fā)器。臥式殼管式蒸發(fā)器主要用于冷卻載冷劑，分為滿液式蒸發(fā)器和干式蒸發(fā)器兩大類(lèi)。
? ? ? ? a.?滿液式蒸發(fā)器。這類(lèi)蒸發(fā)器在正常工作時(shí)，由于簡(jiǎn)體內(nèi)要充注沿垂直方向70%～80%高度的制冷劑液體，因此稱(chēng)為“滿液式”。滿液式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)和冷熱流體相對(duì)流動(dòng)的方式與臥式殼管式冷凝器類(lèi)似。在滿液式蒸發(fā)器中，制冷劑走管外，載冷劑走管內(nèi)，載冷劑下進(jìn)上出。
? ? ? ? 結(jié)構(gòu)：其簡(jiǎn)體是用鋼板卷焊成的圓柱形，兩端焊有多孔管板，管極上脹接或焊接多根 D25mm×2.5mm～D38mm×3mm的無(wú)縫鋼管。筒體兩端的管板外再裝有帶分水肋的鑄鐵端蓋，形成載冷劑的多程流動(dòng)。一端端蓋上有載冷劑進(jìn)液、出液管接頭，另一端端蓋上有泄水、放氣旋塞。管板與端蓋間夾有橡皮墊圈，端蓋用螺栓固定在筒體上。在筒體上部設(shè)有制冷劑回氣包和安全閥、壓力表、氣體均壓等管接頭，回氣包上有回氣接頭。簡(jiǎn)體中下部側(cè)面有供液、液體均壓等管接頭（也有將供液口接到筒體上部，液體均壓管在下集油包上）。筒體下部設(shè)有集油包，包上有放油管。在回氣包與筒體間還設(shè)有鋼管液面指示器。
? ? ? ? 工作過(guò)程：制冷劑液體節(jié)流后進(jìn)入筒體內(nèi)管簇空間，與自下而上做多程流動(dòng)的載冷劑通過(guò)管壁交換熱量。制冷劑液體吸熱后汽化上升回到回氣包中進(jìn)行氣液分離。氣液分離后的飽和蒸氣通過(guò)回氣管被制冷壓縮機(jī)吸走，制冷劑液體則流出回氣包進(jìn)入蒸發(fā)器筒體繼續(xù)吸熱汽化。潤(rùn)滑油沉積在集油包里，由放油管通往集油器放出。
? ? ? ? 氟用殼管式蒸發(fā)器的基本結(jié)構(gòu)與氨用的相似，而不同的四氟用殼管式蒸發(fā)器體內(nèi)的換熱管用直徑D20mm以下的純鋼管或黃銅管滾壓成薄壁低肋片管，以增大傳熱系數(shù)。
? ? ? ? 滿液式殼管式蒸發(fā)器在工作時(shí)的要求如下：
? ? ? ? （a）保持一定的液面高度，液面過(guò)低會(huì)使蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生過(guò)多的過(guò)熱蒸氣，會(huì)降低蒸發(fā)器的傳熱效果；液面過(guò)高易使?jié)裾魵膺M(jìn)入制冷壓縮機(jī)而引發(fā)液擊，一般用浮球閥或液面控制器來(lái)控制滿液式殼管式蒸發(fā)器的液面。
? ? ? ? （b）滿液式殼管式蒸發(fā)器殼體周?chē)龈魺釋?，以減少冷量損失。
? ? ? ? （c）載冷劑在管程內(nèi)的流速通常：淡水取c=1.5～2.5m/s，海水取c=1～2m/s。
? ? ? ? （d）對(duì)于氨用的一般對(duì)數(shù)平均溫差：△tm=4～6℃。
? ? ? ? 冷卻淡水時(shí)，其傳熱系數(shù)K為582～756W/（㎡·℃）；冷卻鹽水時(shí)，其傳熱系數(shù)K為465～582W/（㎡·℃）。
? ? ? ? 當(dāng)制冷劑是氟利昂時(shí)，對(duì)于鹽水一般可取△tm=4～6℃，則蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)K為465～523W/（㎡·℃）。
? ? ? ? 滿液式蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，傳熱性能好，制造和安裝方便，以及用鹽水做載冷劑時(shí)不易腐蝕和避免鹽水濃度被空氣中的水分稀釋等，廣泛應(yīng)用于船舶制冷、制冰、食品冷凍和空氣調(diào)節(jié)中。
? ? ? ? 滿液式蒸發(fā)器的缺點(diǎn)：制冷劑充注量大，由于受制冷劑液體靜壓力的影響，使其下部液體的蒸發(fā)溫度提高，從面減少了蒸發(fā)器的傳熱溫差。蒸發(fā)溫度越低這種影響就越大，氟利昂液體的密度比氨大，因而影響更加明顯。另外，氟利昂制冷劑中溶解的油在低溫下析出后很難排出蒸發(fā)器。當(dāng)滿液式品發(fā)器蒸發(fā)溫度過(guò)低和載冷劑流速過(guò)慢時(shí)，可能由于載冷劑凍結(jié)而凍裂管子，因此它的應(yīng)用受到了一定的限制。尤其是在氟利昂制冷系統(tǒng)中，很少使用滿液式蒸發(fā)器，而使用干式殼管蒸發(fā)器。
? ? ? ? b.干式蒸發(fā)器。干式蒸發(fā)器主要應(yīng)用于氟利昂制冷系統(tǒng)中。這種蒸發(fā)器的制冷劑液體在管內(nèi)流通，因而制冷劑的充注量較少。
? ? ? ? 結(jié)構(gòu)：干式蒸發(fā)器是由多根半徑不等的U形管組成的，這些U形管的開(kāi)口端脹接在同一塊板上，其他如殼體、折流板和制冷劑、載冷劑的流動(dòng)方式與直管式相同。
? ? ? ? 流程：在干式蒸發(fā)器中，制冷劑液體節(jié)流后由端蓋下部進(jìn)入，經(jīng)過(guò)兩個(gè)流程吸熱蒸發(fā)后從端蓋上方出口引出。
? ? ? ? 使用及優(yōu)點(diǎn)：用在小型氟利昂裝置上，其優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)因不同材料的膨脹率的差異而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及U形管束可以方便地抽出來(lái)清洗。
? ? ? ? 干式蒸發(fā)器的特點(diǎn)如下：
? ? ? ? 優(yōu)點(diǎn)：充注量為管內(nèi)容積的40%左右，與滿液式相比，充注量可以減少80%～83%，因此制冷劑靜壓力影響較小，排油方便，載冷劑凍結(jié)不會(huì)脹裂管子，以及制冷劑液面容易控制，同時(shí)還具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)。
? ? ? ? 缺點(diǎn)：制冷劑在管組內(nèi)供液不易均勻，折流板的制造與安裝比較麻煩。在載冷劑側(cè)折流板的管孔和管子之間，折流板外周與殼體容易產(chǎn)生泄漏旁流，從而降低其傳熱效果。干式蒸發(fā)器屬于低溫設(shè)備，殼體需要做隔熱層。
? ? ? ? （2）冷卻空氣的蒸發(fā)器。這類(lèi)蒸發(fā)器有自然對(duì)流式冷卻空氣的蒸發(fā)器和強(qiáng)迫對(duì)流式冷 卻空氣的蒸發(fā)器。
? ? ? ? ①自然對(duì)流式冷卻空氣的蒸發(fā)器。自然對(duì)流式冷卻空氣的蒸發(fā)器廣泛應(yīng)用于低溫冷藏庫(kù)中，制冷劑在冷卻排管內(nèi)流動(dòng)并蒸發(fā)，管外作為傳熱介質(zhì)的被冷卻空氣做自然對(duì)流。冷卻排管最大的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制作，對(duì)庫(kù)房?jī)?nèi)儲(chǔ)存的非包裝食品造成的干耗較少。但排管的傳熱系數(shù)較低，且融霜時(shí)操作困難，不利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。對(duì)于氨直接冷卻系統(tǒng)，采用無(wú)縫鋼管焊制，用光管或繞制翅片管；對(duì)于氟利昂系統(tǒng)，大都采用繞片或套片式銅管翅片管組。
? ? ? ? ②強(qiáng)迫對(duì)流式冷卻空氣的蒸發(fā)器（冷風(fēng)機(jī)）。強(qiáng)迫對(duì)流式冷卻空氣的蒸發(fā)器多是由風(fēng)機(jī)與冷卻排管等組成的一臺(tái)成套設(shè)備。它依靠風(fēng)機(jī)強(qiáng)制房間內(nèi)的空氣流經(jīng)箱體內(nèi)的冷卻排管進(jìn)行熱交換，使空氣冷卻，從而達(dá)到降低房間溫度的目的。目前，通信機(jī)房中所使用的絕大部分空調(diào)蒸發(fā)器屬于此類(lèi)。
? ? ? ? 強(qiáng)迫對(duì)流式冷卻空氣的蒸發(fā)器是將銅管加工制成盤(pán)管，并在管上套上翅片，以擴(kuò)大散熱面積，提高散熱效果的。它的結(jié)構(gòu)形式與風(fēng)冷式冷凝器的結(jié)構(gòu)形式一樣。
? ? ? ? 蒸發(fā)器翅片之間的距離比冷凝器上的翅片間距要大，一般采用1.8～2.2mm，其原因是 發(fā)器的制冷劑在蒸發(fā)吸收外界空氣熱量時(shí)，由于空氣中水汽溫度下降而凝結(jié)成水和水霧，從翅片之間留下或布滿翅片之間，影響了蒸發(fā)器的傳熱性能：一是翅片間積水或水霧的存在，減少了蒸發(fā)器的有效散熱面積；二是積水和水霧的存在，增大風(fēng)阻，因此導(dǎo)致風(fēng)量和傳熱系數(shù)的下降。
? ? ? ? 蒸發(fā)器翅片間積水和水霧的存在與翅片間距大小有很大關(guān)系，翅片之間的距離越大，積水和水霧越少但翅片距離過(guò)大，會(huì)使蒸發(fā)器的有效散熱面積減少，所以，選擇最佳的翅片間距就顯得很重要。
? ? ? ? 目前，對(duì)翅片表面進(jìn)行親水處理，是解決積水的好方法，它可以使空氣在降溫過(guò)程中形成的冷凝水能沿翅片留下，不會(huì)粘附在兩個(gè)翅片之間，導(dǎo)致風(fēng)阻增大。但部分機(jī)房空調(diào)，如 HIROSS蒸發(fā)器同樣采用大面積蒸發(fā)器，而且表面也經(jīng)過(guò)特殊的防水涂層處理，但仍然存在“飄水”問(wèn)題。
? ? ? ? 為進(jìn)一步提高制冷的效果，目前部分機(jī)房空調(diào)采用了“V”形或“A”形交叉式供液方式的蒸發(fā)器，當(dāng)一臺(tái)專(zhuān)用空調(diào)中一套制冷系統(tǒng)（一臺(tái)機(jī)房專(zhuān)用空調(diào)中通常有兩套獨(dú)立循環(huán)的制冷系統(tǒng)）單獨(dú)工作時(shí)，由于它共用了兩套制冷循環(huán)系統(tǒng)的蒸發(fā)器面積，因此可以增加蒸發(fā)面積，提高熱交換效果。
? ? ? ? 近年來(lái)，國(guó)外空調(diào)器生產(chǎn)廠家為改進(jìn)蒸發(fā)器的散熱效果，提高發(fā)熱系數(shù)，采用內(nèi)翅片管，即管子內(nèi)壁形成比較密集的翅片，翅片的形狀有三角形、梯形、矩形等，管外仍保持光滑狀。試驗(yàn)結(jié)果表明，內(nèi)翅片管比光滑管的放熱系數(shù)增加1倍左右，因此，空調(diào)器的制冷量和能效比都有顯著的提高。
? ? ? ? 4）蒸發(fā)器的去濕功能
? ? ? ? 在正常制冷循環(huán)中，室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇以正常速度運(yùn)轉(zhuǎn)，供給設(shè)計(jì)氣流及最經(jīng)濟(jì)的能量以滿足制冷量的要求。
? ? ? ? （1）簡(jiǎn)單的除濕功能。當(dāng)需要除濕時(shí)，壓縮機(jī)運(yùn)行，但室內(nèi)機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，通常為原轉(zhuǎn)速的2/3，因此風(fēng)量也減少了1/3，通過(guò)冷卻盤(pán)管的出風(fēng)溫度變成過(guò)冷，產(chǎn)生良好的冷凝效果即增加了除濕量。以此法增加去濕量帶來(lái)的弊端如下：當(dāng)出風(fēng)量減少1/3時(shí)，通常在幾秒種出風(fēng)溫度降低2～3℃，當(dāng)突然降低溫度速度達(dá)到最大允許值每10min降低1℃時(shí)，造成控制可靠性降低;當(dāng)出風(fēng)量減少1/3時(shí)，過(guò)濾效率降低，對(duì)換氣次數(shù)及通風(fēng)量都有很大影響，造成室內(nèi)控制精度降低和溫度分布不均勻；由于出風(fēng)溫度降低，需接通電加熱器以提高室溫，造成溫度控制不精確和增加運(yùn)行費(fèi)用。
? ? ? ? （2）專(zhuān)門(mén)的去濕循環(huán)。冷卻繞組分為上、下兩個(gè)部分，分別為總冷卻繞組的1/3和 2/3。在正常冷卻方式下，制冷工質(zhì)流過(guò)冷卻繞組的兩個(gè)部分。在除濕方式下，常開(kāi)電磁閥關(guān)閉，這樣就把通向冷卻繞組的上部繞組（1/3部分）的氟利昂制冷劑切斷了，所有氟利昂制冷劑都流向冷卻繞組的下部繞組（2/3）部分。通過(guò)下部繞組的空氣溫度是很低的，通常至少比冷卻循環(huán)中的空氣降低3℃，以增強(qiáng)了去濕效果，但其弊端是總制冷量會(huì)減小和降低吸氣壓力。
? ? ? ? 旁路氣體調(diào)節(jié)器。在“A”形蒸發(fā)器頂部安裝一個(gè)旁路氣體調(diào)節(jié)器，在正常冷卻方式下這個(gè)調(diào)節(jié)器是關(guān)閉的，所有返回的氣體都要平均地經(jīng)過(guò)兩個(gè)冷卻繞組，當(dāng)需要進(jìn)行除濕操作時(shí)，旁路氣體調(diào)節(jié)器完全打開(kāi)，使1/3的返回氣體旁路經(jīng)過(guò)A框繞阻的頂部而沒(méi)有經(jīng)過(guò)冷卻，另外2/3的返回氣體均勻地通過(guò)A框繞組，排出氣體的溫度被快速降低，增加去濕效果。此種去濕方法的效果與專(zhuān)門(mén)的去濕循環(huán)相同，但是其優(yōu)點(diǎn)是總制冷量將保持不變。
相關(guān)推薦
產(chǎn)品推薦
留言反饋
分享網(wǎng)頁(yè)
