蒸發(fā)器的分類

蒸發(fā)操作的分類

1、按蒸發(fā)方式分：

自然蒸發(fā)：即溶液在低于沸點(diǎn)溫度下蒸發(fā)，如海水曬鹽，這種情況下，因溶劑僅在溶液表面汽化，溶劑汽化速率低。

沸騰蒸發(fā)：將溶液加熱至沸點(diǎn)，使之在沸騰狀態(tài)下蒸發(fā)。工業(yè)上的蒸發(fā)操作基本上皆是此類。

2、按加熱方式分：

直接熱源加熱 它是將燃料與空氣混合，使其燃燒產(chǎn)生的高溫火焰和煙氣經(jīng)噴嘴直接噴入被蒸發(fā)的溶液中來(lái)加熱溶液、使溶劑汽化的蒸發(fā)過程。

間接熱源加熱 容器間壁傳給被蒸發(fā)的溶液。即在間壁式換熱器中進(jìn)行的傳熱過

3、按操作壓力分：

可分為常壓、加壓和減壓（真空）蒸發(fā)操作。很顯然，對(duì)于熱敏性物料，如抗生素溶液、果汁等應(yīng)在減壓下進(jìn)行。而高粘度物料就應(yīng)采用加壓高溫?zé)嵩醇訜幔ㄈ鐚?dǎo)熱油、熔鹽等）進(jìn)行蒸發(fā)

4、按效數(shù)分：

可分為單效與多效蒸發(fā)。若蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽直接冷凝不再利用，稱為單效蒸發(fā)。若將二次蒸汽作為下一效加熱蒸汽，并將多個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)，此蒸發(fā)過程即為多效蒸發(fā)。 根據(jù)被冷卻介質(zhì)的種類不同，蒸發(fā)器可分為兩大類：

(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。這類蒸發(fā)器常用的有臥式蒸發(fā)器、立管式蒸發(fā)器和螺旋管式蒸發(fā)器等。

(2)冷卻空氣的蒸發(fā)器。這類蒸發(fā)器有冷卻排管和冷風(fēng)機(jī)。

一、臥式蒸發(fā)器

1、臥式蒸發(fā)器又稱為臥式殼管式蒸發(fā)器,其與臥式殼管式冷凝器的結(jié)構(gòu)基本相似。按供液方式可分為殼管式蒸發(fā)器和干式蒸發(fā)器兩種。 臥式殼管式蒸發(fā)器是滿液式蒸發(fā)器。即載冷劑以1～2m/s的速度在管內(nèi)流動(dòng)，管外的管束間大部分充滿制冷劑體，二者通過管壁進(jìn)行充分的熱交換。吸熱蒸發(fā)的制冷劑蒸汽，經(jīng)蒸發(fā)器上部的液體分離器，進(jìn)入壓縮機(jī)。為了保證制冷系統(tǒng)正常運(yùn)行，這種蒸發(fā)器中制冷劑的充滿高度應(yīng)適中。液面過高可能使回氣中夾帶液體而造成壓縮機(jī)發(fā)生液擊；反之，液面過低會(huì)使得部分蒸發(fā)管露出液面而不起換熱作用，從而降低蒸發(fā)器的傳熱能力。因此，對(duì)于氨蒸發(fā)器其充滿高度一般為筒體直徑的

70～80％，對(duì)于氟利昂蒸發(fā)器充滿高度一般為筒體直徑的55～65％。臥式殼管式蒸發(fā)器廣泛使用于閉式鹽水循環(huán)系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，液體與傳熱表面接觸好，傳熱系數(shù)高。但是它需要充入大量制冷劑，液柱對(duì)蒸發(fā)溫度將會(huì)有一定的影響。且當(dāng)鹽水濃度降低或鹽水泵因故停機(jī)時(shí)，鹽水在管內(nèi)有被凍結(jié)的可能。若制冷劑為氟利昂，則氟利昂內(nèi)溶解的潤(rùn)滑油很難返回壓縮機(jī)。此外清洗時(shí)需停止工作。

2、干式氟利昂蒸發(fā)器 主要區(qū)別在于：制冷劑在管內(nèi)流動(dòng)，而載冷劑在管外流動(dòng)。節(jié)流后的氟利昂液體從一側(cè)端蓋的下部進(jìn)入蒸發(fā)器，經(jīng)過幾個(gè)流程后從端蓋的上部引出，制冷劑在管內(nèi)隨著流動(dòng)而不斷蒸發(fā)，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(wú)液柱對(duì)蒸發(fā)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(jié)的危險(xiǎn)。這種蒸發(fā)器內(nèi)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(fā)器”。 為了提高載冷劑的流速并使其橫向沖刷管束，在殼體內(nèi)裝有多塊折流板，以提高傳熱效果。干式氟利昂蒸發(fā)器常用于冷卻淡水，水的流速一般為0.5～1.5m/s，銅管時(shí)一般取1.0m/s

二 、立管式蒸發(fā)器

立管式和螺旋管式蒸發(fā)器的共同點(diǎn)是制冷劑在管內(nèi)蒸發(fā)，整個(gè)蒸發(fā)器管組沉浸在盛滿載冷劑的箱體內(nèi)(或池、槽內(nèi))，為了保證載冷劑在箱內(nèi)以一定速度循環(huán)，箱內(nèi)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(qiáng)傳熱。

這兩種蒸發(fā)器只能用于開式循環(huán)系統(tǒng)，故載冷劑必須是非揮發(fā)性物質(zhì)，常用的是鹽水和水等。如用鹽水，蒸發(fā)器管子易被氧化，且鹽水易吸潮而使?jié)舛冉档汀＿@兩種蒸發(fā)器可以直接觀察載冷劑的流動(dòng)情況，廣泛用于以氨為制冷劑的鹽水制冷系統(tǒng)。

1、立管式蒸發(fā)器全部由無(wú)縫鋼管焊制而成。蒸發(fā)器的列管以組為單位，按照不同的容量要求，蒸發(fā)器可由若干組列管組合而成。每一組列管由兩個(gè)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(xì)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(xì)立管的直徑一般為D57×3.5或D38×3，粗立管的直徑一般為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(lái)自貯液器的高壓、常溫液體制冷劑經(jīng)節(jié)流后從上集管中部的進(jìn)液管進(jìn)入蒸發(fā)器，進(jìn)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(xì)立管的相對(duì)換熱面積較粗立管大，所以在細(xì)立管內(nèi)液體先蒸發(fā)產(chǎn)生大量的蒸氣并引帶液體上升。汽液混合物進(jìn)入上集管后，其中大部分液體又經(jīng)粗立管返回下集管，形成了內(nèi)部循環(huán)。而夾帶的部分液滴的蒸汽進(jìn)入汽液分離器，分離出來(lái)的液體再次返回下集管，蒸汽被壓縮機(jī)吸走。蒸發(fā)器的潤(rùn)滑油沉積在集油器中，以便定期放出。

2、螺旋管式蒸發(fā)器是對(duì)立管式蒸發(fā)器改進(jìn)后的一種變型。其總結(jié)構(gòu)與立管式相似。二者的不同是螺旋管式蒸發(fā)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(shí)，使傳熱面積增大，因此結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，且焊接頭較少，加工制造容易。在此基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)又開發(fā)生產(chǎn)了雙頭螺旋管式蒸發(fā)器，它的螺旋管是由螺徑不同的內(nèi)外兩圈組合而成。這樣使得蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)更為緊湊。

三、冷卻排管 （空氣冷卻器）

冷卻排管是用來(lái)冷卻空氣的一種蒸發(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)的被冷卻空氣作自然對(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)貯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)用無(wú)縫鋼管焊制，采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。

1、蛇管式排管

蛇管式頂管重力供液或氨泵供液均可；單排和雙排蛇管式墻排管可用于下進(jìn)上出式的氨泵供液系統(tǒng)及重力供液系統(tǒng)，對(duì)單根蛇管式排管還可用于氨泵上進(jìn)下出供液系統(tǒng)和熱力膨脹閥供液系統(tǒng)。

蛇管式排管的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制作，存液量較小，適用性強(qiáng)。其主要缺點(diǎn)為排管下段產(chǎn)生的蒸氣不能及時(shí)引出，必須經(jīng)過排管的全長(zhǎng)后才能排出，故傳熱系數(shù)小，汽液二相流動(dòng)阻力大。

2、U形排管 常用的U形排管由兩層或四層光滑無(wú)縫鋼管構(gòu)成。

U 形頂排管優(yōu)點(diǎn)是結(jié)霜比較均勻，制作和安裝較方便，充液量小，約占其容積的50％，適用重力供液系統(tǒng)和氨泵下進(jìn)上出氨制冷系統(tǒng)，在冷庫(kù)中獲得較廣泛的應(yīng)用。但其占據(jù)庫(kù)房的有效空間較多，且上層排管不易除霜。

四、冷風(fēng)機(jī)(空氣冷卻器)

冷風(fēng)機(jī)多是由軸流式風(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)制庫(kù)房?jī)?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)到降低庫(kù)溫的目的。

冷風(fēng)機(jī)按冷卻空氣所采用的方式可分為干式、濕式和干濕混合式三種。其中，制冷劑或載冷劑在排管內(nèi)流動(dòng)，通過管壁冷卻管外空氣的稱為干式冷風(fēng)機(jī)；以噴淋的載冷劑液體直接和空氣進(jìn)行熱交換的，稱為濕式冷風(fēng)機(jī)；混合式冷風(fēng)機(jī)除冷卻排管外，還有載冷劑的噴淋裝置。下面介紹目前冷庫(kù)廣泛使用的干式冷風(fēng)機(jī)。

冷庫(kù)常用的干式冷風(fēng)機(jī)按其安裝的位置又可分為吊頂式和落地式兩種類型。它們都由空氣冷卻排管，通風(fēng)機(jī)及除霜裝置組成，且冷風(fēng)機(jī)內(nèi)的冷卻排管都是套片式的。大型干式冷風(fēng)機(jī)常為落地式。

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