1. 冷卻液體型干式蒸發(fā)器這類蒸發(fā)器按其管組的排列方式又可分為直管式和U形管式,直管式干式蒸發(fā)器如圖9-7所示。制冷劑在管內(nèi)流動(dòng),載冷劑在管外流動(dòng)。機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)制冷劑從左端蓋的下部進(jìn)人,在管內(nèi)經(jīng)一次(或多次)往返后汽化,全部汽化后的蒸氣由端蓋上部的導(dǎo)管引出。由于制冷劑在汽化過程中蒸氣量逐漸增多,比體積不斷增大,因此在多流程的蒸發(fā)器中,每流程的管子數(shù)也依次增加。載冷劑從蒸發(fā)器的左端進(jìn)人,右端流出。為了提高載冷劑的流速,并使載冷劑更好地與管外壁接油,在來發(fā)器志本內(nèi)裝有折流板。折流板的形狀多為圓缺形,如圖9一8所示
折流板的數(shù)量取決于載冷劑的流速,一般載冷劑橫向流過管簇時(shí)的速度為0.7~1.2m/s。
折流板用拉桿固定,相鄰兩塊折流板之間裝有定距管,以保證折流板的間距。U形管式干式蒸發(fā)器如圖9-9所示。這種蒸發(fā)器的殼體,折流板以及載冷劑在殼側(cè)的流動(dòng)方式和直管式干式蒸發(fā)器相同。兩者的不同之處在于U形管式是由許多根不同彎曲半徑的U形管組成。U形管的開口端脹接在管板上,制冷劑液體從U形管的下部進(jìn)人,蒸氣從上部引出。U形管組可預(yù)先裝配,而且可以抽出來清除管外的污垢。此外,還可消除傳熱管熱脹冷縮所造成的內(nèi)應(yīng)力。制冷劑在流動(dòng)過程中始終沿同一管道內(nèi)流動(dòng),分配比較均勻,不會(huì)出現(xiàn)多流程的氣、液分層現(xiàn)象,因而傳熱效果較好。其缺點(diǎn)是:由于每根傳熱管的彎曲半徑不同,制造時(shí)需采用不同的加工模具:不能采用縱向內(nèi)肋片管,當(dāng)管組的管子損壞時(shí)不易更換。
2. 冷卻空氣型干式蒸發(fā)器這類蒸發(fā)器(簡(jiǎn)稱空氣冷卻器)廣泛應(yīng)用于冰箱,冷藏柜、空調(diào)
器和冷庫(kù)中。多做成蛇管式,制冷劑在管內(nèi)蒸發(fā),空氣在管外流過而被冷卻。按空氣在管外的流動(dòng)方式可分為自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流兩種。
(1)自然對(duì)流空氣冷卻器根據(jù)蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)形式的不同,自然對(duì)流蒸發(fā)器主要有以下幾種。
①管板式。管板式蒸發(fā)器有兩種典型結(jié)構(gòu),見圖9-10和圖9-11.圖9-10(a)示出的無擱架式蒸發(fā)器是將直徑為6~8mm的紫銅管貼焊在鋁板或薄鋼板制成的方盒上,這種蒸發(fā)器制造工藝簡(jiǎn)單,不易損壞泄漏,常用于冰箱的冷凍室。在立式冷凍箱中,此類蒸發(fā)器常做成多層擱架式,將蒸發(fā)器兼作擱架,如圖9-10(b)所示,具有結(jié)構(gòu)緊湊,冷凍效果好等優(yōu)點(diǎn)。
圖9-11是另一種管板式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu),管子裝在兩塊四邊相互焊接的金屬板之間,管子和金屬板之間充填共晶鹽溶液并抽真空,使金屬板在大氣壓力的作用下,緊壓在管子外壁,保證管和板的良好接觸。充填的共晶鹽溶液用于儲(chǔ)蓄冷量。這種蒸發(fā)器常用作冷藏車的頂板及側(cè)板,也可用作冷凍食品的陳列貨架。
②吹脹式。吹張式蒸發(fā)器是利用預(yù)先以鋁一鋅一鋁三層金屬板冷軋而成的鋁復(fù)合板,平放在刻有管路通道的模具上,加壓加熱使復(fù)合板中間的鋅層熔化后,再用高壓氮?dú)獯得浶纬晒苄危鋮s后鋅層和鋁層粘合,并可根據(jù)需要彎曲成各種形狀,如圖9一12所示。這種蒸發(fā)器傳熱性能好,管路分布合理,廣泛應(yīng)用于家用冰箱中。
③冷卻排管。冷卻排管主要應(yīng)用于低溫實(shí)驗(yàn)箱及冷庫(kù)的冷藏庫(kù)房中。圖9-13所示為光滑管式冷卻排管,這種蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,是一組沿天花板或墻壁安裝的光滑管組。制冷劑從管組的一端進(jìn)入,蒸氣從另一瑞排出。氨制冷機(jī)使用的光滑管是無縫鋼管,氟里昂制冷機(jī)用的光滑管是紫銅管。為了提高傳熱效率,也有采用肋片管的。
肋片管式蒸發(fā)器是在光滑管上套上金屬片(整體套片式)或繞金屬帶(繞片式)后制成的。由于肋片的作用,提高了蒸發(fā)器外側(cè)的傳熱效果,肋片應(yīng)和管壁接觸良好,以保證良好的導(dǎo)熱性能。對(duì)于換熱管為鋼管的蒸發(fā)器,肋片多采用繞片式,即用薄鋼帶繞在鋼管外側(cè),并點(diǎn)焊固定而成:對(duì)于換熱管為銅管的蒸發(fā)器,肋片則采用整體套片式或L型肋片,即將整張的鋁箔肋片沖出很多管孔,然后換熱管從管孔中穿過,可以使用高壓流體或機(jī)械方法將管經(jīng)擴(kuò)張:隨著鋁制品的應(yīng)用和機(jī)械加工技術(shù)的進(jìn)步,也有采用鋁管整體軋制的肋片,圖9一14示出了四種肋片管的形式。
圖9-15所示為鋁合金翼片管蒸發(fā)器。每根翼片管翅片與管一體擠壓成型,耐壓高,強(qiáng)度好,并可配置電熱化霜裝置。具有換熱效果好,重量輕、化霜方便等優(yōu)點(diǎn)??蓱?yīng)用于氟里昂系統(tǒng)和氨系統(tǒng),適于在冷庫(kù)使用。
(2)強(qiáng)制對(duì)流空氣冷卻器強(qiáng)制對(duì)流空氣冷卻器又常稱為表面式蒸發(fā)器,廣泛用于冷庫(kù)、空調(diào)器及低溫試驗(yàn)裝置中。冷庫(kù)中使用的強(qiáng)制對(duì)流式空氣冷卻器,習(xí)慣上又稱冷風(fēng)機(jī)。
表面式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)如圖9-16所示,一般做成蛇管式,并在管外裝有各種類型的肋片,以強(qiáng)化空氣側(cè)的換熱,蒸發(fā)器外面的肋片主要也是繞片式和整體套片式兩種,形式及脹緊方式與冷卻排管相同。此類蒸發(fā)器需配置風(fēng)機(jī),實(shí)現(xiàn)空氣的強(qiáng)制對(duì)流。
繞片式肋片管雖不需要復(fù)雜的脹管設(shè)備,但它消耗金屬多,工藝復(fù)雜,換熱效果差,空氣流動(dòng)阻力大,除霜困難,現(xiàn)已較少采用與冷卻排管相比,強(qiáng)制對(duì)流式空氣冷卻器具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、換熱效果好、安裝簡(jiǎn)便、金屬消耗量少、庫(kù)溫均勻、易于調(diào)節(jié)、傳熱溫差小等一系列優(yōu)點(diǎn),因而被廣泛采用。缺點(diǎn)是采用了風(fēng)機(jī),不僅消耗電能,增加了庫(kù)房熱負(fù)荷,而且噪聲較大,同時(shí)由于庫(kù)內(nèi)風(fēng)速較大,食品干耗增加。
空氣冷卻器無論是自然對(duì)流式還是強(qiáng)制對(duì)流式,均有干式和濕式之分。所謂干式空氣冷卻器是指空氣被冷卻后其溫度仍高于相應(yīng)條件下的露點(diǎn)溫度,空氣中的水蒸氣不析出。濕式空氣冷卻器是指空氣被冷卻過程中,其溫度降低到相應(yīng)條件下的露點(diǎn)溫度,空氣中的水蒸氣在蒸發(fā)器表面上凝結(jié),水分被析出。這種現(xiàn)象通常稱為凝露,當(dāng)蒸發(fā)器表面溫度低于凝固溫度時(shí),析出的水分還會(huì)凍結(jié)成霜.