干式壳管式蒸发器

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干式壳管式蒸发器是液体制冷剂经节流后从蒸发器一端的端盖进入管程,端盖上铸有隔板,制冷剂经过两个或多个流程蒸发并吸收载冷剂的热量后从同一个端盖出来后进入压缩机。如果端盖隔板垫片泄漏,会使制冷剂短路,造成回液及制冷能力下降。干式壳管式蒸发器一般用铜管制造,可以用光管,也可以用具有纵向肋片的内肋片管。 [1] 
中文名
干式壳管式蒸发器 
外文名
dry shell type evaporator
载冷剂
高粘度流体
制冷剂形态
过热气体
类    别
物理
性    质
科学

干式壳管式蒸发器定义

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干式壳管式蒸发器实际上就是管内蒸发的卧式壳管式蒸发器。其制冷剂液体的充装量很少,大约为管组内部容积的35%~40%,而且制冷剂在汽化过程中不存在自由液面,所以称为干式蒸发器。图1
图1干式壳管式蒸发器 图1干式壳管式蒸发器
示出了一种干式壳管式蒸发器结构图。工作时制冷剂液体在蒸发器管3内蒸发,而载冷剂(水或盐水)在管外被冷却。为了增加管外载冷剂流动速度,在壳体内横跨管簇装设折流板6。折流板多做成圆缺形,而且缺口是上下相间装配。 [1] 

干式壳管式蒸发器简介

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制冷剂在管内完全蒸发并过热成为过热气体,这有利于使用热力膨胀阀自动调节供液量。通常使用的制冷剂有R22、R134a、R407c、R410a等。因为制冷剂在管内蒸发,只要管内流速超过4m/s,就可以把管内的润滑油带回压缩机,回油方便。在设计当中,壳程采用GB151或TEMA规定的E型结构(折流板型式),折流板的缺口大小根据载冷剂的物理性质与流量大小开15%~50%的缺口,通常情况下,折流板缺口的流速与载冷剂横向掠过管束的流速大致相等,为了保证换热效果,折流板与壳体内壁的间隙、换热管与折流板的间隙要小于或等于GB151或TEMA规定的最小间隙,特别是在低温情况下,这些间隙显得尤为重要,由于在低温情况下,载冷剂一般为高粘度流体,流速慢,热阻相对增大,间隙泄漏更加明显,所以在低温情况下对间隙的控制一定要更加严格。 [1] 

干式壳管式蒸发器与满液式蒸发器相比优缺点

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满液式蒸发器的最大特点就是制冷剂(通常为氨)液体在蒸发器内占据了大量的空间,通常淹没蒸发器的一半以上容积。满液式蒸发器就是靠液态制冷剂淹没大量载冷剂管束,在管束表面蒸发而使载冷剂降温的。由于传热面大,沸腾传热系数高,所以满液式蒸发器的制冷能力较高。但是它需要注入大量制冷剂,并且在采用氟利昂时,润滑油的分离也是一个问题,所以满液式蒸发器主要用于氨制冷系统。

干式壳管式蒸发器优点

(1)使用R11、R12等能溶油的制冷剂时,能将润滑油带回压缩机。
(2)制冷剂用量少,为相同制冷量满液式蒸发器的三分之一。
(3)当载冷剂为水时,即使蒸发温度低到0℃附近,也不会出现结冰现象。
(4)常用热力膨胀阀供液,比浮球阀简单可靠。

干式壳管式蒸发器缺点

(1)当采用多流程时,气、液两相制冷剂在端盖内转向时会出现分离,从而造成了下一流程中各管子中制冷剂流量分配不均匀的不利现象。含气量越多,分配越不均匀,甚至会使有些管内无液体或液体很少,从而使这些管子失去了蒸发冷却的作用。所以在设计端盖转向室的型线时要特别注意。
(2)由于折流板与壳体之间一般有间隙,传热管与折流板上的管孔之间也有间隙,所以载冷剂就会通过这些间隙泄漏(即载冷剂短路),降低了水侧的换热效果。

干式壳管式蒸发器注意事项

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(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%。
参考资料
  • 1.    张祉佑.《制冷原理与制冷设备》.北京:机械工业出版社,1995