干式和满液式蒸发器的区别

干式和满液式蒸发器的优缺点满液式壳管蒸发器在管内走水，制冷剂在管簇外面蒸发，所以传热面基本上都与液体制冷剂接触。一般壳体内充注的制冷剂量约为筒体有效容积的55%~65%，制冷剂液体吸热气化后经筒体顶部的液体分离器，回入压缩机。其优点是结构紧凑，操作管理方便，传热系数较高。其缺点是：①制冷系统蒸发温度低于0℃时，管内水易冻结，破坏蒸发管；②制冷剂充灌量大；③受制冷剂液柱高度影响，筒体底部的蒸发温度偏高，会减小传热温差；④蒸发器筒体下部会积油，必须有可靠的回油措施，否则影响系统的安全运行。干式壳管式即非满液式蒸发器的制冷剂在管内流动，水在管簇外流动。制冷剂流动通常有几个流程，由于制冷剂液体的逐渐气化，通常越向上，其流程管数越多。为了增加水侧换热，在筒体传热管的外侧设有若干个折流板，使水多次横掠管簇流动。其优点是：①润滑油随制冷剂进入压缩机，一般不存在积油问题②充灌的制冷剂少，一般只有满液式的1/3左右；③t0在0℃附近时，水不会冻结。但使用这种蒸发器必须注意：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%。一种螺旋式油分离器在满液式螺杆冷水机组中的应用研究-李进杨回油的原因由于润滑油沸点远高于制冷剂的，所以润滑油随制冷剂进入蒸发器后不会同制冷剂一起蒸发，此时若不采取适当措施，润滑油势必在蒸发器中越积越多，一方面在换热器的壁面上形成一层油膜，这样就大大降低了传热效果和制冷效率；另一方面压缩机缺油，这对机组的安全高效运行极为不利。因此，需要有合适的技术措施和控制程序处理润滑油，否则不能保证满液式蒸发器传热性能，机组的安全运行也会成问题。油分离器当螺杆式压缩机排出的高压气体和油的混合物进入油分离器时，由于油分离器容积大，气体的流速突降，加上气体的流动方向改变，依靠惯性作用使油分离沉降下来，大量的油聚集在分离器底部。这种分离被称为一级分离。为了进一步提高分离精度，一般要进行二级分离。一级分离后，利用特制的充填物，将细小的雾状油滴通过捕集作用，使油滴聚集变大，在流经填充物时被进一步分离出来。有的高效角阀，只需在样机测试阶段调整角阀开度就能够满足机组正常运行所需的回油量。蒸发器的回油总是会含有或多或少的液态制冷剂，这些液态制冷剂因未能与换热管接触而未能带走水的热量，并且它进入压缩机经过电机腔后被电机绕组的散热汽化后会占用部分蒸发器回气所应占有的压缩机吸气体积。因此，回油中所含制冷剂越多，机组的制冷能力损失越严重。也就是说，回油并非越多越好，即保证冷水机组的运行过程中不失油并且使回油所引起的制冷量损失最小的回油量应该等于压缩机排气经过油分后所携带的润滑油量。这样，根据质量守恒原理，不难推导出润滑油的质量平衡方程式而估算出实际所需的回油量。1.3.2引射器回油引射器是一种利用高压高速的驱动流（或称一次流）去引射、抽吸另一种流体（二次流）的流体机械装置，其外形如图３所示，引射器回油的冷水机组系统示意图如图４所示。由图４可知，自压缩机排气侧引出高压制冷剂蒸气进入引射器，由于引射器的特殊构造，此时即可将富含润滑油和液态制冷剂的混合液体从蒸发器的适当位置抽吸出来，再混合进入压缩机或吸气管。引射器回油的动力源即排气压力与吸气压力的压差产生的抽吸作用，这样蒸发器的位置就无需再提高。引射器结构示意图引射器回流的冷水机组系统示意图由于该引射器一般利用压缩机排气作为驱动流，当外界温度较低时，主机开机较长时间高压也不易建立，此时引射器的驱动力就不足，引射效率就可能受影响，润滑油就很难回到压缩机，可能造成失油。而相同的问题也存在于重力回油系统，由于冬天气温较低，相对的液管温度也较低，尤其在低负荷的情况下，液管制冷剂流量也相应减小，此时回油中的液态制冷剂可能无法完全蒸发而被吸入压缩机，使得压缩机排气过热度降低，也容易失油。可利用旁通冷却水的方法维持一定的冷凝压力，从而克服上述困难。采用引射器回油的冷水机组，除了在其动力源管路中设置电磁阀外，也可设一角阀，通过控制一次流流量调节所需的回油量。而在蒸发器的取油管路上，可设置一干燥过滤器防止蒸发器中可能存在的焊渣、铁锈随回油进入压缩机内部对压缩机造成损坏，另需设置视液镜以便观察回油状况。引射器回油的动力源不但可用压缩机高压排气，而且可用冷凝器底部的高压液态制冷剂或一次油分底部的高压润滑油，甚至还可用吸气作为引射动力源，具体接管方式与图４稍有不同，见图５。它是利以吸气为动力源的引射器回油示意图用蒸发器回气主管中内置的一个类似喷嘴的渐缩渐扩管实现的。当高速的蒸发器回气流经该渐缩渐扩管时，由于其流通截面积缩小，因而速度提升，此时回气部分静压转化为动压，静压降低，以致在喉部（渐缩渐扩管最窄处）产生一个比蒸发器内部压力更低的压力，由于回油取自蒸发器筒体内部，此时便有足够的压差将油－制冷剂混合物自蒸发器抽吸回来，然后混合物经过喉部与一次流混合后在渐扩管内减速，静压升高，至渐缩渐扩管出口时压力升至蒸发压力，因流动摩擦阻力和引射流体的影响，此混合流体的速度有所降低，但已足够将管内的混合物带到回气主管中，最后回到压缩机。但如果回油完全是从蒸发器内引出，回油中的液态制冷剂恐怕就更容易导致液压缩了。不过这种方法因避免了高压制冷剂的损失，因而可有效地提高冷水机组效率，也不失为一种比较新颖的应用。1.3.3直接回油直接回油，顾名思义，不像前述２种方式那样有驱动力，而是使制冷剂与润滑油的泡沫直接通过一些处理后吸入压缩机。因为压缩机一旦吸入过多泡沫将造成液压缩，因此回油量的控制尤其重要。这种作法国内已有厂家尝试过，国外也有厂家采用此方法。因为这种方法较上述２种方法简单，而且对机组的能力影响较少，因此也是一种比较有前途的回油方案。其系统示意图见图６，图６中有部分阀没有注明具体名称，也是因为这些阀有多种搭配方式。采用直接回油法的冷水机组系统示意图基本上，与它配合的制冷剂流量控制方式有节流孔板以及混合式节流等方式，但不管怎样，制冷剂的充注量及机组的冷凝器和蒸发器的相对位置都是比较重要的。以混合式节流为例，即在节流孔板之外再加一只电子膨胀阀，它直接检测压缩机的排气温度，当压缩机吸入过多液态制冷剂时，其排气温度会下降，此时即为液位太高，制冷剂供过于求。若排气温度高，则液位下降，应使蒸发器的供液量增加。这就是在节流孔板之外再加一套监控系统，更增加直接回油系统的可靠性。前２种方法都存在浪费本该用于制冷的液态制冷剂的问题，引射回油还要消耗高压制冷剂的能量，如果用直接回油法，则上述损失都不会