工業(yè)冷水機組蒸發(fā)器的種類(lèi)及其區別
一、干式蒸發(fā)器
干式蒸發(fā)器制冷劑在換熱管內通過(guò),冷水在高效換熱管外運行,這樣的換熱器換熱效率相對較低,其換熱系數僅為光管換熱系數的2倍左右,但是其優(yōu)點(diǎn)是便于回油,控制較為簡(jiǎn)便,而制冷劑的充注量大約是滿(mǎn)液式機組充注量的1/2~1/3左右。
二、滿(mǎn)液式蒸發(fā)器
滿(mǎn)液式蒸發(fā)器與干式蒸發(fā)器的運行方式恰好相反,冷水在換熱管內通過(guò),制冷劑完全將換熱管浸沒(méi),吸熱后在換熱管外蒸發(fā)。滿(mǎn)液式蒸發(fā)器的傳熱管表面上有許多針形小孔,管內表面上還有螺旋形凸起強化冷水側的換熱。這種同時(shí)強化管外沸騰和管內傳熱的高效傳熱管,使其傳熱系數較光管提高了5倍左右。
三、降膜式蒸發(fā)器
降膜式蒸發(fā)器,也稱(chēng)之為噴淋式蒸發(fā)器,這種換熱器與滿(mǎn)液式蒸發(fā)器相似,但是它又與滿(mǎn)液式蒸發(fā)器有區別。這種蒸發(fā)器的制冷劑是從換熱器的上部噴淋到換熱管上,制冷劑只是在換熱管上形成一層薄薄的冷劑液膜,這樣冷劑在沸騰蒸發(fā)時(shí)便減少了靜液位壓力,從而提高了換熱效率,其換熱效率較滿(mǎn)液式機組提高了5左右。
降膜蒸發(fā)是流動(dòng)沸騰,由于管外表面的液膜層厚度小,沒(méi)有靜壓產(chǎn)生的沸點(diǎn)升高,傳熱系數高。而滿(mǎn)液式蒸發(fā)(也就是沉浸式蒸發(fā))產(chǎn)生的氣泡易于集聚在換熱管的表面,導致?lián)Q熱效率下降,其換熱效果不如降膜蒸發(fā)??偟膩?lái)說(shuō)降膜蒸發(fā)屬于小溫差情況下,但要防止結垢,影響傳熱效率。
“冷水機組”,是對一種制冷機組的習慣命名法,這種“冷水機組”一般用于中央空調的冷源,或者空調工況的制冷,輸出的是低溫的冷水,通常叫做“冷凍水”,故而得名。一般把只能制冷的叫做冷水機組,而能同時(shí)制熱的,我們叫做“熱泵”機組。
而“滿(mǎn)液式”是指機組所用的“殼管式蒸發(fā)器”采用了“滿(mǎn)液式蒸發(fā)器”的形式,這是區別于“干式”、“降膜式”的一種殼管式蒸發(fā)器。它的“殼程”內走制冷劑循環(huán),“管程”內走冷凍水循環(huán),從剖面上看,就好像是筒體里有大半筒制冷劑,而走水的管束浸泡在制冷劑里。它和“干式蒸發(fā)器”剛好相反,干式的是“管程”走制冷劑,“殼程”走水,好比制冷劑管束浸泡在水里。
滿(mǎn)液式蒸發(fā)器,以及滿(mǎn)液式機組,比起干式蒸發(fā)器/干式機組來(lái)說(shuō)傳熱效率更高,出水溫度與蒸發(fā)溫度的趨近溫差小,沿程阻力小,適合循環(huán)量大的機組(比如離心機),制冷效果好。但是制冷劑充注量要求大,并且需要專(zhuān)用的回油系統,幫助壓縮機回油。
滿(mǎn)液式就是冷媒在銅管與殼管之間,而冷凍水在銅管里面流動(dòng),干式就是他兩相反。冷媒在銅管里蒸發(fā),水在銅管與殼管之間流動(dòng),他們主要用于熱泵空調上。在工業(yè)低溫冷水機一般都是用普通那種干式的蒸發(fā)器。
四、干式和滿(mǎn)液式蒸發(fā)器的優(yōu)缺點(diǎn)
滿(mǎn)液式殼管蒸發(fā)器在管內走水,制冷劑在管簇外面蒸發(fā),所以傳熱面基本上都與液體制冷劑接觸。一般殼體內充注的制冷劑量約為筒體有效容積的55%~65%,制冷劑液體吸熱氣化后經(jīng)筒體頂部的液體分離器,回入壓縮機。操作管理方便,傳熱系數較高。
其缺點(diǎn)是:
?、僦评湎到y蒸發(fā)溫度低于0℃時(shí),管內水易凍結,破壞蒸發(fā)管;
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?、凼苤评鋭┮褐叨扔绊?,筒體底部的蒸發(fā)溫度偏高,會(huì )減小傳熱溫差;
?、苷舭l(fā)器筒體下部會(huì )積油,必須有可靠的回油措施,否則影響系統的安全運行。
干式殼管式即非滿(mǎn)液式蒸發(fā)器的制冷劑在管內流動(dòng),水在管簇外流動(dòng)。制冷劑流動(dòng)通常有幾個(gè)流程,由于制冷劑液體的逐漸氣化,通常越向上,其流程管數越多。為了增加水側換熱,在筒體傳熱管的外側設有若干個(gè)折流板,使水多次橫掠管簇流動(dòng)。
其優(yōu)點(diǎn)是:
?、贊櫥碗S制冷劑進(jìn)入壓縮機,一般不存在積油問(wèn)題
?、诔涔嗟闹评鋭┥?,一般只有滿(mǎn)液式的1/3左右;
?、墼?℃附近時(shí),水不會(huì )凍結。
但使用這種蒸發(fā)器必須注意:
?、僦评鋭┯卸鄠€(gè)流程,在端蓋轉彎處如處理不好會(huì )產(chǎn)生積液,從而使進(jìn)入下一個(gè)流程的液體分配不均勻,影響傳熱效果;
?、谒畟却嬖谛孤﹩?wèn)題,由于折流板外緣與殼體間一般有1~3mm間隙,與傳熱管之間有2mm左右的間隙,因而會(huì )引起水的泄漏。實(shí)踐證明,水的泄漏會(huì )引起水側換熱系數降低20%~30%,總的傳熱系數降低5%~15%。
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