A la indústria de la refrigeració i l’aire condicionat, l’evaporador és un dels components més importants, responsable de convertir el refrigerant líquid de baixa pressió en un estat gasós, absorbint la calor i aconseguint un efecte de refrigeració. Segons la posició relativa i el patró de flux entre el refrigerant i el tub d’intercanvi de calor, l’evaporador es divideix principalment en dues categories: evaporador sec i evaporador inundat.
1. Evaporador sec
L’evaporador sec consisteix en una closca amb diversos tubs d’intercanvi de calor disposats en paral·lel o en sèrie. Es poden proporcionar baffles o plaques de guia a la part exterior del tub d’intercanvi de calor per guiar la direcció del cabal d’aigua, assegureu -vos que l’aigua de refrigeració pugui cobrir uniformement totes les superfícies del tub d’intercanvi de calor i millorar l’eficiència de transferència de calor. Sovint es proporciona un espai de separació de gas a la part superior per separar el refrigerant gasós del refrigerant líquid per assegurar -se que només s’envia el refrigerant gasós al compressor.
Procés de treball: el líquid refrigerant entra al tub d’intercanvi de calor des de la part inferior de l’evaporador i comença a absorbir la calor de l’aigua de refrigeració fora del tub. A mesura que la calor s’absorbeix, el refrigerant s’evapora gradualment en un estat gasós, i la pressió i la temperatura del refrigerant es mantenen relativament constant durant aquest procés. El gas refrigerant evaporat puja a la part superior de l'evaporador, on és eliminat més pel dispositiu de separació de gas i després es va xuclar al compressor.
Al mateix temps, l’aigua de refrigeració de la circulació externa treu contínuament la calor per mantenir les condicions de diferència de temperatura necessàries per al procés d’evaporació. Atès que l'evaporador en sec utilitza la convecció natural per transferir calor, la seva eficiència global d'intercanvi de calor és inferior a la de l'evaporador inundat; Però també significa que es requereix menys farcit de refrigerant per complir els requisits de treball, reduir els costos i els possibles riscos.
Avantatges: un bon rendiment de retorn del petroli, oli lubricant es pot retornar directament al compressor amb el refrigerant i la quantitat de farciment del refrigerant és petita, aproximadament només un terç de l’evaporador inundat.
Inconvenients: En comparació amb l’evaporador inundat, l’eficiència de transferència de calor és baixa, aproximadament el doble del coeficient de transferència de calor del tub nu.
2. Evaporador inundat
L’evaporador inundat és un equip d’intercanvi de calor d’alta eficiència, àmpliament utilitzat en sistemes de refrigeració i aire condicionat. La seva característica principal és que l’aigua freda flueix dins dels tubs d’intercanvi de calor, mentre que el refrigerant submergeix completament aquests tubs d’intercanvi de calor i bull i s’evapora fora dels tubs.
Característiques estructurals: L’evaporador inundat consisteix en una closca tancada que conté un gran nombre de tubs d’intercanvi de calor d’alta eficiència disposats en paral·lel. Aquests tubs d’intercanvi de calor poden ser suaus o tenir tractaments de superfície especials o estructures internes (com ara protuberàncies en espiral) per millorar l’eficiència de transferència de calor. En alguns dissenys, els tubs d’intercanvi de calor també poden tenir forats o altres formes de característiques superficials per promoure el procés d’ebullició del refrigerant.
Hi ha un port de subministrament de líquids a la part inferior de la closca i un dispositiu de separació de líquids de gas a la part superior per assegurar-se que només s’envia el refrigerant gasós al compressor. Per tal de millorar l'efecte d'intercanvi de calor sobre el costat de l'aigua de refrigeració, de vegades es fixen els deflectors entre els tubs d'intercanvi de calor per fer que el camí de flux d'aigua sigui més tortuós, augmentant així la zona de contacte i la pertorbació.
Procés de treball: el refrigerant líquid entra a la closca des de la part inferior de l’evaporador i submergeix completament els tubs d’intercanvi de calor. Calefacció i evaporació del refrigerant: Quan el refrigerant líquid de baixa temperatura i baixa pressió contacta amb els tubs d’intercanvi de calor a temperatura més alta, comença a absorbir la calor de l’aigua freda als tubs i s’evapora gradualment en un estat gasós. En aquest procés, atès que el refrigerant està en contacte directe amb la superfície d’intercanvi de calor, es pot aconseguir una eficiència de transferència de calor molt elevada.
A mesura que s’evapora més refrigerant, la barreja s’eleva a la part superior de l’evaporador. Aquí, les gotetes líquides no esveus són eliminades per un separador de gas líquid especialment dissenyat per assegurar-se que només s’envia el refrigerant gasós al compressor per al següent cicle. Al mateix temps, l’aigua freda que passa pel tub d’intercanvi de calor es refreda a causa de l’alliberament de calor i, a continuació, surt de l’evaporador per continuar participant en el cicle de refrigeració del sistema. Com que una certa quantitat d’oli lubricant s’acumularà durant tot el procés d’intercanvi de calor, calen mesures efectives de retorn del petroli, com ara utilitzar una bomba o gravetat d’exjector per descarregar regularment l’oli lubricant acumulat a la part inferior per assegurar el funcionament normal del sistema.
Avantatges: coeficient de transferència de calor elevat, control senzill i funcionament i gestió convenients.
Desavantatges: quan la temperatura d’evaporació és inferior al grau 0, hi ha un risc de congelació d’aigua al tub. El volum d'ompliment de refrigerants és gran, al voltant del 55% ~ 65% del volum efectiu del cilindre. Afegit per l’altura de la columna líquida refrigerant, la temperatura d’evaporació a la part inferior del cilindre és alta, cosa que redueix la diferència global de la temperatura de transferència de calor. La part inferior del cilindre és propensa a l’acumulació de petroli i calen mesures efectives de retorn del petroli per assegurar un funcionament segur.
