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干式、满液式和降膜式蒸发器的区别

聚行者 (2015-12-16 13:56:35)  浏览:2113  评论:0
    中央空调的四大部件分别是,压缩机,蒸发器,冷凝器和节流装置。这其中,作为空调系统心脏的压缩机,其种类和特点相较于其他三部件更要为人所熟知。
    此外,蒸发器则是其中另一个关键部件,关于蒸发器的种类和特点,你是否了解呢?
    今天我们就干式、满液式和降膜式蒸发器的工作原理和结构特点向各位详解一下。
    干式蒸发器制冷剂在换热管内通过,冷水在高效换热管外运行,这样的换热器换热效率相对较低,其换热系数仅为光管换热系数的2倍左右,但是其优点是便于回油,控制较为简便,而制冷剂的充注量大约是满液式机组充注量的1/2~1/3左右。
                              干式蒸发器
    满液式蒸发器与干式蒸发器的运行方式恰好相反,冷水在换热管内通过,制冷剂完全将换热管浸没,吸热后在换热管外蒸发。满液式蒸发器的传热管表面上有许多针形小孔,管内表面上还有螺旋形凸起强化冷水侧的换热。这种同时强化管外沸腾和管内传热的高效传热管,使其传热系数较光管提高了5倍左右。



                             满液式蒸发器
    降膜式蒸发器,也称之为喷淋式蒸发器,这种换热器与满液式蒸发器相似,但是它又与满液式蒸发器有区别。这种蒸发器的制冷剂是从换热器的上部喷淋到换热管上,制冷剂只是在换热管上形成一层薄薄的冷剂液膜,这样冷剂在沸腾蒸发时便减少了静液位压力,从而提高了换热效率,其换热效率较满液式机组提高了5左右。



              降膜式蒸发器
    降膜蒸发是流动沸腾,由于管外表面的液膜层厚度小,没有静压产生的沸点升高,传热系数高。而满液式蒸发(也就是沉浸式蒸发)产生的气泡易于集聚在换热管的表面,导致换热效率下降,其换热效果不如降膜蒸发。总的来说降膜蒸发属于小温差情况下,但要防止结垢,影响传热效率。
    中央空调“冷水机组”,是对一种制冷机组的习惯命名法,这种“冷水机组”一般用于中央空调的冷源,或者空调工况的制冷,输出的是低温的冷水,通常叫做“冷冻水”,故而得名。一般把只能制冷的叫做冷水机组,而能同时制热的,我们叫做“热泵”机组。而“满液式”是指机组所用的“壳管式蒸发器”采用了“满液式蒸发器”的形式,这是区别于“干式”、“降膜式”的一种壳管式蒸发器。它的“壳程”内走制冷剂循环,“管程”内走冷冻水循环,从剖面上看,就好像是筒体里有大半筒制冷剂,而走水的管束浸泡在制冷剂里。它和“干式蒸发器”刚好相反,干式的是“管程”走制冷剂,“壳程”走水,好比制冷剂管束浸泡在水里。
    满液式蒸发器,以及满液式机组,比起干式蒸发器/干式机组来说传热效率更高,出水温度与蒸发温度的趋近温差小,沿程阻力小,适合循环量大的机组(比如离心机),制冷效果好。但是制冷剂充注量要求大,并且需要专用的回油系统,帮助压缩机回油。满液式就是冷媒在铜管与壳管之间,而冷冻水在铜管里面流动,干式就是他两相反。冷媒在铜管里蒸发,水在铜管与壳管之间流动,他们主要用于热泵空调上。在工业低温冷水机一般都是用普通那种干式的蒸发器。
优缺点与比较
干式和满液式蒸发器的优缺点
    干式壳管式即非满液式蒸发器的制冷剂在管内流动,水在管簇外流动。制冷剂流动通常有几个流程,由于制冷剂液体的逐渐气化,通常越向上,其流程管数越多。为了增加水侧换热,在筒体传热管的外侧设有若干个折流板,使水多次横掠管簇流动。
    其优点是:
    ①润滑油随制冷剂进入压缩机,一般不存在积油问题
    ②充灌的制冷剂少,一般只有满液式的1/3左右;
    ③t0在0℃附近时,水不会冻结。
    但使用这种蒸发器必须注意:
    ①制冷剂有多个流程,在端盖转弯处如处理不好会产生积液,从而使进入下一个流程的液体分配不均匀,影响传热效果;
    ②水侧存在泄漏问题,由于折流板外缘与壳体间一般有1~3mm间隙,与传热管之间有2mm左右的间隙,因而会引起水的泄漏。实践证明,水的泄漏会引起水侧换热系数降低20%~30%,总的传热系数降低5%~15%。
    满液式壳管蒸发器在管内走水,制冷剂在管簇外面蒸发,所以传热面基本上都与液体制冷剂接触。一般壳体内充注的制冷剂量约为筒体有效容积的55%~65%,制冷剂液体吸热气化后经筒体顶部的液体分离器,回入压缩机。
    其优点是结构紧凑,操作管理方便,传热系数较高。
    其缺点是:
    ①制冷系统蒸发温度低于0℃时,管内水易冻结,破坏蒸发管;
    ②制冷剂充灌量大;
    ③受制冷剂液柱高度影响,筒体底部的蒸发温度偏高,会减小传热温差;
    ④蒸发器筒体下部会积油,必须有可靠的回油措施,否则影响系统的安全运行。
                              国家能源效率标准
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