干式和滿液式蒸發(fā)器的區(qū)別

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：①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；②制冷劑充灌量大；③受制冷劑液柱高度影響，筒體底部的蒸發(fā)溫度偏高，會(huì)減小傳熱溫差；④蒸發(fā)器筒體下部會(huì)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(dòng)，水在管簇外流動(dòng)。制冷劑流動(dòng)通常有幾個(gè)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。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(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是：①潤(rùn)滑油隨制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)，一般不存在積油問題②充灌的制冷劑少，一般只有滿液式的1/3左右；③t0在0℃附近時(shí)，水不會(huì)凍結(jié)。但使用這種蒸發(fā)器必須注意：①制冷劑有多個(gè)流程，在端蓋轉(zhuǎn)彎處如處理不好會(huì)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；②水側(cè)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(huì)引起水的泄漏。實(shí)踐證明，水的泄漏會(huì)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-李進(jìn)楊回油的原因由于潤(rùn)滑油沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于制冷劑的，所以潤(rùn)滑油隨制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器后不會(huì)同制冷劑一起蒸發(fā)，此時(shí)若不采取適當(dāng)措施，潤(rùn)滑油勢(shì)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(duì)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(rùn)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(huì)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(dòng)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(jí)分離。為了進(jìn)一步提高分離精度，一般要進(jìn)行二級(jí)分離。一級(jí)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。有的高效角閥，只需在樣機(jī)測(cè)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(huì)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(huì)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(rùn)滑油量。這樣，根據(jù)質(zhì)量守恒原理，不難推導(dǎo)出潤(rùn)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(dòng)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３所示，引射器回油的冷水機(jī)組系統(tǒng)示意圖如圖４所示。由圖４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(rùn)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(dòng)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(dòng)流，當(dāng)外界溫度較低時(shí)，主機(jī)開機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間高壓也不易建立，此時(shí)引射器的驅(qū)動(dòng)力就不足，引射效率就可能受影響，潤(rùn)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(duì)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(rùn)滑油，甚至還可用吸氣作為引射動(dòng)力源，具體接管方式與圖４稍有不同，見圖５。它是利以吸氣為動(dòng)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(dòng)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(dòng)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２種方式那樣有驅(qū)動(dòng)力，而是使制冷劑與潤(rùn)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，因此回油量的控制尤其重要。這種作法國(guó)內(nèi)已有廠家嘗試過，國(guó)外也有廠家采用此方法。因?yàn)檫@種方法較上述２種方法簡(jiǎn)單，而且對(duì)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６，圖６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(duì)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(cè)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(huì)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。前２種方法都存在浪費(fèi)本該用于制冷的液態(tài)制冷劑的問題，引射回油還要消耗高壓制冷劑的能量，如果用直接回油法，則上述損失都不會(huì)