卧式壳管式蒸发器

卧式壳管式蒸发器卧式壳管式蒸发器是用来冷却水或盐水的制冷设备的主要形式之一。这种蒸发器一般是制冷剂液体在管外蒸发，而载冷剂(水或盐水)在管内流动。图1-33示出了卧式壳管式蒸发器的结构。这种蒸发器的结构形式及冷热流体之间的相对流动方式，都与卧式壳管式冷凝器基本相似，也具有圆筒形的壳体和固接于两端管板上的直管管束，管束两端加有端盖。一般也是做成多程式，即载冷剂(水或盐水)在蒸发器管子及端盖中往返流过多次；载冷剂的进、出口也是设在同一个端盖上，从下方流入而从卜方流出。工作时制冷剂的液体经节流以后，由蒸发器的底部或侧面进入，蒸发以后的蒸气从上部引出。蒸发器的上方应留有一定的空间(可以少装几排管子)，或者在圆筒体上焊接一个气包，以便蒸气在引出蒸发器之前，能将其中夹带的液滴分离出来，不让液滴进入压缩机。卧式壳管式氨蒸发器壳体的下部还有集污器[参见图1-33(a)]，以便将沉积的润滑油及其他杂物由此排出。卧式壳管式蒸发器工作时，壳体内应允装相当数量的液体制冷剂，通常其静液面的高度为壳体直径的70％～80％，所以也称满液式蒸发器，此时会有1～3排管子露出液面。沸腾过程中，这些管子会被带上来的液体润湿，因而也能起传热作用。如果液面保持较低，则蒸发器管不能充分发挥其传热作用；反之如果液面保持过高，则有将液体带入压缩机的危险。氨蒸发器管是采用无缝钢管，氟利昂蒸发器多采用紫铜管，它们的结构形式大致相似。因为氟利昂的传热系数较小，所以多采用钮(肋)片管。在以R22为制冷剂的制冷装置中，也有采用无肋片钢管的。卧式壳管式氟利昂蒸发器中的工作液位比氨的低。此外，由于氟利昂能与润滑油互镕，进入蒸发器的润滑油，不像氨系统中那样可以积存于容器底部容易放出，所以必须采取措施，将润滑油从蒸发器排出，并使其返回压缩机曲轴箱。卧式壳管式氟利昂蒸发器的回油方法较多，图1-34所示的是一种常用的回油措施。在蒸发器液面稍低的地方，引出一根回油管，将其接至制作了积油弯的回气管，在回气管上装设热交换器。沿着回油管流出的混有油的制冷剂液体，进入积油弯而被回气带走，在热交换器中受来自贮液器的液体制冷剂加热，使制冷剂、油混合物中的制冷剂液体气化并过热，从热交换器出米的过热制冷剂气体挟带着油滴返回压缩机。回油管的流量约占制冷剂循环量的1％～2％，在回油管上装置截止阀以控制流量。实际使用中，回油管上再装设一个电磁阀，压缩机停车时电磁阀关闭，开车时电磁阀开启。否则，停车时需先将手动阀门关闭，以免积油弯中存液过多。总的说来，蒸发器的传热系数比冷凝器的要小一些，这是因为蒸发器的传热温差较小，一般尚没有达到旺盛的泡状沸腾状态。卧式壳管式蒸发器构造简单、结构紧凑、金属消耗虽少、制造工艺简单、造价较低、传热性能好。以盐水作为载冷剂时，可以实现盐水系统的封闭循环系统，不仅系统简单，而且减轻了盐水对系统管路及设备的腐蚀。卧式壳管式蒸发器也有下列一些缺点：(1)制冷剂的充装置大，特别是当蒸发器的容量较大时，这一数量相当可观，这对于价格较高的氟利昂制冷剂来说，成本更高；(2)当蒸发器壳体的直径较大时，液体静压力的影响会使下部液体的蒸发温度提高，这就无形中减小了蒸发器的传热温差。蒸发温度越低，这种影响就越大，而且对于氟利昂，因其溶液的密度较大，对蒸发温度的影响就更为显著，有时下部蒸发压力的提高会使蒸发温度达不到要求；(3)对于卧式壳管式氟利昂蒸发器，制冷剂液体巾溶解的润滑油就难排出，需要采取一定的回油措施解决：(4)以水作为载冷剂时，一般只能冷却到4～5℃，以防由于冷却不均衡而在有些管中使水结冰。由于以上问题，所以在氟利昂制冷系统中逐步用干式壳管式蒸发器来代替卧式壳管式蒸发器。