干式和滿液式蒸發(fā)器的區(qū)別

1、干式和滿液式蒸發(fā)器的優(yōu)缺點(diǎn)滿液式殼管蒸發(fā)器在管內(nèi)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。一般殼體內(nèi)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(jīng)筒體頂部的液體分離器，回入壓縮機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，操作管理方便，傳熱系數(shù)較高。其缺點(diǎn)是：制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度低于0時(shí)，管內(nèi)水易凍結(jié)，破壞蒸發(fā)管；制冷劑充灌量大；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(yùn)行。干式殼管式即非滿液式蒸發(fā)器的制冷劑在管內(nèi)流動，水在管簇外流動。制冷劑流動通常有幾個(gè)流程，由于制冷劑液體的逐漸氣化，通常越向

2、上，其流程管數(shù)越多。為了增加水側(cè)換熱，在筒體傳熱管的外側(cè)設(shè)有若干個(gè)折流板，使水多次橫掠管簇流動。其優(yōu)點(diǎn)是：潤滑油隨制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)，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；t0在0附近時(shí)，水不會凍結(jié)。但使用這種蒸發(fā)器必須注意：制冷劑有多個(gè)流程，在端蓋轉(zhuǎn)彎處如處理不好會產(chǎn)生積液，從而使進(jìn)入下一個(gè)流程的液體分配不均勻，影響傳熱效果；水側(cè)存在泄漏問題，由于折流板外緣與殼體間一般有13mm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(shí)踐證明，水的泄漏會引起水側(cè)換熱系數(shù)降低20%30%，總的傳熱系數(shù)降低5%15%。一種螺旋式油分離器在滿液式螺桿冷水機(jī)組中的應(yīng)用研究-

3、李進(jìn)楊回油的原因由于潤滑油沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于制冷劑的，所以潤滑油隨制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器后不會同制冷劑一起蒸發(fā)，此時(shí)若不采取適當(dāng)措施，潤滑油勢必在蒸發(fā)器中越積越多，一方面在換熱器的壁面上形成一層油膜，這樣就大大降低了傳熱效果和制冷效率；另一方面壓縮機(jī)缺油，這對機(jī)組的安全高效運(yùn)行極為不利。因此，需要有合適的技術(shù)措施和控制程序處理潤滑油，否則不能保證滿液式蒸發(fā)器傳熱性能，機(jī)組的安全運(yùn)行也會成問題。油分離器當(dāng)螺桿式壓縮機(jī)排出的高壓氣體和油的混合物進(jìn)入油分離器時(shí)，由于油分離器容積大，氣體的流速突降，加上氣體的流動方向改變，依靠慣性作用使油分離沉降下來，大量的油聚集在分離器底部。這種分離被稱為一級分離。為了進(jìn)一步提高

4、分離精度，一般要進(jìn)行二級分離。一級分離后，利用特制的充填物，將細(xì)小的霧狀油滴通過捕集作用，使油滴聚集變大，在流經(jīng)填充物時(shí)被進(jìn)一步分離出來。有的高效型油分離器還有三級分離：再通過一個(gè)組合過濾器進(jìn)行分離。一級分離的方式主要有：降速式分離、撞擊式分離、離心式分離或以上幾種組合式分離；二級分離的方式主要有：金屬絲濾網(wǎng)分離、玻璃纖維分離、聚酯纖維分離、微孔陶瓷分離等。從油分離器的結(jié)構(gòu)形式上分，有壓縮機(jī)內(nèi)置油分離器、外置臥式油分離器、外置立式油分離器、冷凝器內(nèi)置式油分離器。雖然結(jié)構(gòu)各異，但分離都是以上一種或多種分離方式的組合。冷水機(jī)組的回油技術(shù)研究、張為民1、取油位置在冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)，雖然蒸發(fā)器內(nèi)部制冷劑

5、始終處于劇烈沸騰狀態(tài)，但由于液態(tài)制冷劑汽化后都要向上升，因此蒸發(fā)器筒體內(nèi)的氣液混合物的整體運(yùn)動趨勢都是向上的。隨著制冷劑汽化后被吸回壓縮機(jī)，而潤滑油的密度小于液態(tài)制冷劑（如R22和R134a等）的密度，潤滑油會在蒸發(fā)器內(nèi)形成下稀上濃的濃度差異。不同的是，R22之類的制冷劑在較低溫度下因與礦物潤滑油互溶性較差而在靠近液面上部形成較明顯的富油區(qū)，并且R22蒸發(fā)器中的富油區(qū)不但在機(jī)組不運(yùn)行或機(jī)組停止時(shí)存在，就是在冷水機(jī)組運(yùn)行過程中也是存在的；而R134a之類的制冷劑由于與酯類潤滑油在低溫下的互溶性良好而無法形成明顯的富油區(qū)，只能自下而上形成大致均勻的濃度差，并且各點(diǎn)的潤滑油濃度在停機(jī)一段時(shí)間后就趨于

6、平衡。為了能取到濃度盡量高的潤滑油，并適當(dāng)考慮液位的波動，對于R22和R134a冷水機(jī)組，蒸發(fā)器取油口的位置均設(shè)置于實(shí)際液面下150mm左右是比較合適的。有人曾做過將取油口設(shè)在液面下200mm以下的試驗(yàn)，結(jié)果不是很理想，主要問題是排氣溫度降低較多，很明顯是回油攜帶的制冷劑量過多所致。而回油孔的位置如果偏高，可能導(dǎo)致冷水機(jī)組部分負(fù)荷時(shí)無法回油。1.3回油方法1.3.1重力回油重力回油的一般做法是將蒸發(fā)器位置提高，再將富油液態(tài)制冷劑從蒸發(fā)器適當(dāng)位置引出，借助高度差，使富油制冷劑向下流入一個(gè)回油熱交換器，與來自冷凝器的高溫液態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換，這樣一方面可提高液態(tài)制冷劑的過冷度，有助于機(jī)組冷量的提升

7、，另一方面可將富油液態(tài)制冷劑中液態(tài)制冷劑蒸發(fā)，使之成為氣態(tài)進(jìn)入壓縮機(jī)。其系統(tǒng)示意圖如圖所示。重力回油示意圖圖中有部分閥沒有注明具體名稱，主要是因?yàn)檫@些閥有多種可能的搭配。這種回油方式也可稱為熱虹吸式回油。從制冷劑流量控制裝置的角度來看，重力回油系統(tǒng)由于在蒸發(fā)器內(nèi)取油的位置將會影響其回油的成功與否，而實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中的液位能否與之適應(yīng)更是決定回油成功與否的關(guān)鍵。因此，液位的控制（即制冷劑流量的控制）便顯得更加重要。與重力回油系統(tǒng)相匹配的制冷劑流量控制方法主要有用高壓或低壓浮球閥和以冷凝器或蒸發(fā)器液位傳感器為控制信號的電子膨脹閥。另外，從蒸發(fā)器的回油量也要控制，否則進(jìn)入回油換熱器的混合液體過多將降低冷水

8、機(jī)組的制冷能力，也會因制冷劑無法完全蒸發(fā)而吸入壓縮機(jī)引起液壓縮。由于蒸發(fā)器與回油換熱器的高度差是使油回流的動力，若在相同的管路摩擦損失下，高度差越大流量越大，所以一般的回油管路只需設(shè)置一個(gè)固定開度的角閥，只需在樣機(jī)測試階段調(diào)整角閥開度就能夠滿足機(jī)組正常運(yùn)行所需的回油量。蒸發(fā)器的回油總是會含有或多或少的液態(tài)制冷劑，這些液態(tài)制冷劑因未能與換熱管接觸而未能帶走水的熱量，并且它進(jìn)入壓縮機(jī)經(jīng)過電機(jī)腔后被電機(jī)繞組的散熱汽化后會占用部分蒸發(fā)器回氣所應(yīng)占有的壓縮機(jī)吸氣體積。因此，回油中所含制冷劑越多，機(jī)組的制冷能力損失越嚴(yán)重。也就是說，回油并非越多越好，即保證冷水機(jī)組的運(yùn)行過程中不失油并且使回油所引起的制冷量

9、損失最小的回油量應(yīng)該等于壓縮機(jī)排氣經(jīng)過油分后所攜帶的潤滑油量。這樣，根據(jù)質(zhì)量守恒原理，不難推導(dǎo)出潤滑油的質(zhì)量平衡方程式而估算出實(shí)際所需的回油量。1.3.2引射器回油引射器是一種利用高壓高速的驅(qū)動流（或稱一次流）去引射、抽吸另一種流體（二次流）的流體機(jī)械裝置，其外形如圖所示，引射器回油的冷水機(jī)組系統(tǒng)示意圖如圖所示。由圖可知，自壓縮機(jī)排氣側(cè)引出高壓制冷劑蒸氣進(jìn)入引射器，由于引射器的特殊構(gòu)造，此時(shí)即可將富含潤滑油和液態(tài)制冷劑的混合液體從蒸發(fā)器的適當(dāng)位置抽吸出來，再混合進(jìn)入壓縮機(jī)或吸氣管。引射器回油的動力源即排氣壓力與吸氣壓力的壓差產(chǎn)生的抽吸作用，這樣蒸發(fā)器的位置就無需再提高。引射器結(jié)構(gòu)示意圖引射器回

10、流的冷水機(jī)組系統(tǒng)示意圖由于該引射器一般利用壓縮機(jī)排氣作為驅(qū)動流，當(dāng)外界溫度較低時(shí)，主機(jī)開機(jī)較長時(shí)間高壓也不易建立，此時(shí)引射器的驅(qū)動力就不足，引射效率就可能受影響，潤滑油就很難回到壓縮機(jī)，可能造成失油。而相同的問題也存在于重力回油系統(tǒng)，由于冬天氣溫較低，相對的液管溫度也較低，尤其在低負(fù)荷的情況下，液管制冷劑流量也相應(yīng)減小，此時(shí)回油中的液態(tài)制冷劑可能無法完全蒸發(fā)而被吸入壓縮機(jī)，使得壓縮機(jī)排氣過熱度降低，也容易失油?？衫门酝ɡ鋮s水的方法維持一定的冷凝壓力，從而克服上述困難。采用引射器回油的冷水機(jī)組，除了在其動力源管路中設(shè)置電磁閥外，也可設(shè)一角閥，通過控制一次流流量調(diào)節(jié)所需的回油量。而在蒸發(fā)器的取油

11、管路上，可設(shè)置一干燥過濾器防止蒸發(fā)器中可能存在的焊渣、鐵銹隨回油進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)部對壓縮機(jī)造成損壞，另需設(shè)置視液鏡以便觀察回油狀況。引射器回油的動力源不但可用壓縮機(jī)高壓排氣，而且可用冷凝器底部的高壓液態(tài)制冷劑或一次油分底部的高壓潤滑油，甚至還可用吸氣作為引射動力源，具體接管方式與圖稍有不同，見圖。它是利以吸氣為動力源的引射器回油示意圖用蒸發(fā)器回氣主管中內(nèi)置的一個(gè)類似噴嘴的漸縮漸擴(kuò)管實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)高速的蒸發(fā)器回氣流經(jīng)該漸縮漸擴(kuò)管時(shí)，由于其流通截面積縮小，因而速度提升，此時(shí)回氣部分靜壓轉(zhuǎn)化為動壓，靜壓降低，以致在喉部（漸縮漸擴(kuò)管最窄處）產(chǎn)生一個(gè)比蒸發(fā)器內(nèi)部壓力更低的壓力，由于回油取自蒸發(fā)器筒體內(nèi)部，此時(shí)便

12、有足夠的壓差將油制冷劑混合物自蒸發(fā)器抽吸回來，然后混合物經(jīng)過喉部與一次流混合后在漸擴(kuò)管內(nèi)減速，靜壓升高，至漸縮漸擴(kuò)管出口時(shí)壓力升至蒸發(fā)壓力，因流動摩擦阻力和引射流體的影響，此混合流體的速度有所降低，但已足夠?qū)⒐軆?nèi)的混合物帶到回氣主管中，最后回到壓縮機(jī)。但如果回油完全是從蒸發(fā)器內(nèi)引出，回油中的液態(tài)制冷劑恐怕就更容易導(dǎo)致液壓縮了。不過這種方法因避免了高壓制冷劑的損失，因而可有效地提高冷水機(jī)組效率，也不失為一種比較新穎的應(yīng)用。1.3.3直接回油直接回油，顧名思義，不像前述種方式那樣有驅(qū)動力，而是使制冷劑與潤滑油的泡沫直接通過一些處理后吸入壓縮機(jī)。因?yàn)閴嚎s機(jī)一旦吸入過多泡沫將造成液壓縮，因此回油量的控

13、制尤其重要。這種作法國內(nèi)已有廠家嘗試過，國外也有廠家采用此方法。因?yàn)檫@種方法較上述種方法簡單，而且對機(jī)組的能力影響較少，因此也是一種比較有前途的回油方案。其系統(tǒng)示意圖見圖，圖中有部分閥沒有注明具體名稱，也是因?yàn)檫@些閥有多種搭配方式。采用直接回油法的冷水機(jī)組系統(tǒng)示意圖基本上，與它配合的制冷劑流量控制方式有節(jié)流孔板以及混合式節(jié)流等方式，但不管怎樣，制冷劑的充注量及機(jī)組的冷凝器和蒸發(fā)器的相對位置都是比較重要的。以混合式節(jié)流為例，即在節(jié)流孔板之外再加一只電子膨脹閥，它直接檢測壓縮機(jī)的排氣溫度，當(dāng)壓縮機(jī)吸入過多液態(tài)制冷劑時(shí)，其排氣溫度會下降，此時(shí)即為液位太高，制冷劑供過于求。若排氣溫度高，則液位下降，應(yīng)使蒸發(fā)器的供液量增加。這就是在節(jié)流孔板之外再加一套監(jiān)控系統(tǒng)，更增加直接回油系統(tǒng)的可靠性