冷水機制冷系統(tǒng)的部件分別是，壓縮機，蒸發(fā)器，冷凝器和節(jié)流裝置。這其中，作為冷水機系統(tǒng)心臟的壓縮機，其種類和特點相較于其他三部件更要為人所熟知。而蒸發(fā)器則是其中另一個關鍵部件，蒸發(fā)器的作用是通過制冷劑蒸發(fā)（沸騰），吸收載冷劑的熱量，從而達到目的。蒸發(fā)器的形式很多，按載冷劑的不同可分冷卻液體的蒸發(fā)器和冷卻空氣的蒸發(fā)器，下面主要介紹冷水機幾種常見的蒸發(fā)器的工作原理和結構特點。
干式蒸發(fā)器制冷劑在換熱管內通過，冷水機在高效換熱管外運行，這樣的換熱器換熱效率相對較低，其換熱系數(shù)僅為光管換熱系數(shù)的2倍左右，但是其優(yōu)點是便于回油，控制較為簡便，而制冷劑的充注量大約是滿液式機組充注量的1/2～1/3左右。滿液式蒸發(fā)器與干式蒸發(fā)器的運行方式恰好相反，冷水在換熱管內通過，制冷劑完全將換熱管浸沒，吸熱后在換熱管外蒸發(fā)。冷水機滿液式蒸發(fā)器的傳熱管表面上有許多針形小孔，管內表面上還有螺旋形凸起強化冷水側的換熱。這種同時強化管外沸騰和管內傳熱的高效傳熱管，使其傳熱系數(shù)較光管提高了5倍左右。
降膜式蒸發(fā)器，也稱之為噴淋式蒸發(fā)器，這種換熱器與滿液式蒸發(fā)器相似，但是它又與滿液式蒸發(fā)器有區(qū)別。冷水機組這種蒸發(fā)器的制冷劑是從換熱器的上部噴淋到換熱管上，制冷劑只是在換熱管上形成一層薄薄的冷劑液膜，這樣冷劑在沸騰蒸發(fā)時便減少了靜液位壓力，從而提高了換熱效率，其換熱效率較滿液式機組提高了5左右。冷水機組降膜蒸發(fā)是流動沸騰，由于管外表面的液膜層厚度小，沒有靜壓產生的沸點升高，傳熱系數(shù)高。而滿液式蒸發(fā)（也就是沉浸式蒸發(fā)）產生的氣泡易于集聚在換熱管的表面，導致?lián)Q熱效率下降，其換熱效果不如降膜蒸發(fā)。總的來說降膜蒸發(fā)屬于小溫差情況下，但要防止結垢，影響傳熱效率。
冷水機組滿液式殼管蒸發(fā)器在管內走水，制冷劑在管簇外面蒸發(fā)，所以傳熱面基本上都與液體制冷劑接觸。冷水機組一般殼體內充注的制冷劑量約為筒體有效容積的55%~65%，制冷劑液體吸熱氣化后經筒體頂部的液體分離器，回入壓縮機。操作管理方便，傳熱系數(shù)較高。制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度低于0℃時，管內水易凍結，破壞蒸發(fā)管；制冷劑充灌量大；冷水機組受制冷劑液柱高度影響，筒體底部的蒸發(fā)溫度偏高，會減小傳熱溫差；蒸發(fā)器筒體下部會積油，必須有可靠的回油措施，否則影響系統(tǒng)的安全運行。冷水機組干式殼管式蒸發(fā)器的制冷劑在管內流動，水在管簇外流動。制冷劑流動通常有幾個流程，由于制冷劑液體的逐漸氣化，通常越向上，其流程管數(shù)越多。冷水機組為了增加水側換熱，在筒體傳熱管的外側設有若干個折流板，使水多次橫掠管簇流動。
潤滑油隨制冷劑進入壓縮機，一般不存在積油問題；充灌的制冷劑少，一般只有滿液式的1/3左右；在0℃附近時，水不會凍結。制冷劑有多個流程，在端蓋轉彎處如處理不好會產生積液，從而使進入下一個流程的液體分配不均勻，影響傳熱效果；水側存在泄漏問題，由于折流板外緣與殼體間一般有1~3mm間隙，與傳熱管之間有2mm左右的間隙，因而會引起水的泄漏。實踐證明，水的泄漏會引起水側換熱系數(shù)降低20%~30%，總的傳熱系數(shù)降低5%~15%。
自然對流的直接蒸發(fā)器式空氣冷卻器也稱為冷卻排管，常用于冷水機、螺桿式冷水機、工業(yè)冷水機、冷藏庫等處，大多用肋片管制成。對于氨制冷系統(tǒng)應采用鋼管，且一般用套片式肋片管，氟利昂制冷系統(tǒng)多用銅管，肋片管則可以是繞片或套片式。有些冷卻排管也可以用光管制成。冷卻排管也可以用光管制成。冷卻排管按其安裝方式，可分為墻排管、頂排管和擱架式排管等。冷水機冷卻排管外側的空氣是自然對流，所以傳熱系數(shù)很小。通常光管管子的傳熱系數(shù)為6~14W/(m2•K),肋片管傳熱系數(shù)為4~10W/(m2•K)。
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