内容发布更新时间 : 2024/5/17 15:57:59星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

详解干式、满液式、降膜式蒸发器

干式、满液式、降膜式蒸发器工作原理与结构 干式蒸发器

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。

满液式蒸发器

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。

降膜式蒸发器

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。

“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。

如果在机组名字前再加上“水冷”，则是指机组的冷凝器形式，采用水冷却还是空气冷却，分为风冷、水冷。如果再加上压缩机的形式“活塞式、螺杆式、离心式”，那么就是完整的机组命名了。

比如“水冷螺杆满液式冷水机组”。在大部分场合，为了简略，会省却其中一两个部件的名称，只提和上下文相关的名称，比如“满液式冷水机组”（可能是只为了强调“满液式。

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

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。 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%。 类别 流体布置 干式蒸发器 制冷剂走管程，冷冻水走壳程 满液式蒸发器 制冷剂走壳程，冷冻水走管程 制冷剂充注量多，一般液面高度为筒径的5制冷剂充注量少，其充液量只为管内容积的40%充液量 左右即可，为相同制冷量满液式蒸发器的三分之一[1][2]5%~65%，上部留1~2排换热管露出液面。（制冷剂充注液面过高，蒸汽中易夹杂液滴，若分离不完全易造成压缩机液击；液面过低，传热面积不能充分利用）[1] 冷冻水量[1] 冷冻水需求量相对较大 有一定过热度，蒸发温度相对较低 由于制冷剂走管内，流速较大，故无需回油装置就能将润滑油带回压缩机[2]在保持同等效率前提下，满液式传热温差较干式小，水需求量大幅减少 无需过热度，蒸发温度可大幅提升[1]过热度/蒸发温度 回油难且不稳定，因此必须靠可靠的回油措回油性能 施。（专门的分油措施和回油管路是满液式机组的关键技术） 大多设置气液分离器，分离气态和液态冷媒，以免造成液压缩 不存在气液分相不均现象 当蒸发温度过低或载冷剂流速过慢，载冷剂可能结冰而冻坏管子 换热管表面液体润湿，表面传热系数较高[1]气液分离器 由于有一定的过热度，一般不需气液分离器 容易造成各管子制冷剂分配流量不均匀现象，尤其多流程[1]分液现象 冻结危险 被冷却液体在管外，冷量损失少，可缓解冻结危险[2] [1] 换热性能 换热管表面部分液体润湿，表面传热系数略低折流板与壳体等泄露，降低水侧换热效果[1] 当壳体直径较大时，受液体静压力的影响，底部液体的蒸发温度有所提高，减少了传热温差，尤其是氟利昂密度大，影响更显著[3] 制冷剂侧阻力 结垢性能 相对较大 壳侧冷冻水结垢易附着在换热管外表面，不易清洗 大都以感温式膨胀阀（电磁或热力膨胀阀），热相对较小 冷冻水结垢在换热管内表面，相对容易清洗 电子膨胀阀，通过液位传感器和压缩机排气过热度控制阀的开度（成本太高）；或蒸发器换热温差和排气过热度控制开度 COP较高，性能较好 维护方便，可靠性高[1]膨胀阀 力膨胀阀通过压缩机吸气过热度调节开度，控制性能良好 COP[1] COP相对较低，性能一般 可靠性一般 干式蒸发器一般可直接更换冷媒 结构紧凑，制造加工较难（折流板等） 可靠性 冷媒替换 结构 无法替换冷媒，只能更换制冷机组 结构紧凑，占地面积小，制造安装方便