各種蒸發器與冷凝器的應用與特點

冷凝器的本質是一種壁面換熱器，一側為高溫氣體制冷劑，另一側為冷卻介質空氣或水。它是將部分熱量從熱源體傳遞到冷流體以實現熱交換和傳熱的必不可少的設備。在換熱過程中，往往存在一些腐蝕性和氧化性物質，尤其是具有室外大氣換熱的空冷式冷凝器，因此要求冷凝器的材料具有耐腐蝕性。常見的有水冷式冷凝器、風冷式冷凝器和蒸發式冷凝器。

一、 冷凝器

1、水冷冷凝器

適用于中大型制冷設備（如離心式壓縮機、螺桿式壓縮機）

水冷式冷凝器的優點：傳熱效率高，結構緊湊。

水冷式冷凝器（管殼式）的缺點：需要冷卻水系統，管壁上的結垢會降低傳熱效果，因此需要定期清潔。

2、空氣冷卻冷凝器

適用于中小型制冷設備、缺水地區。

風冷式冷凝器的優點：無需冷卻水，易于使用和安裝。

空冷凝汽器的缺點：傳熱系數低，體積和重量大，翅片表面積灰會惡化傳熱，需要及時清洗。

3、蒸發式冷凝器

蒸發式冷凝器適用于缺水地區，可露天安裝，廣泛應用于中小型系統。

蒸發式冷凝器的缺點：冷凝管暴露在空氣中時容易腐蝕。當水在冷凝管外蒸發時，礦物質完全留在冷凝管表面。水垢層增長很快，因此需要軟化冷卻水。

蒸發式冷凝器的優點：耗水量少（占水冷式冷凝器的3-5%），空氣流量小。

二、蒸發器

蒸發器（翅片管換熱器）是直接由空氣吸熱裝置完成的氣源。制冷劑在蒸發器管中流動吸收潛熱并在空氣中沸騰，但由于空氣側傳熱系數較低，為了滿足熱容量，在不增加傳熱溫差的前提條件下，只需增加傳熱系數、傳熱面積和安裝風扇來提高空氣流速，提高蒸發器的傳熱能力。常見的有全液式、降膜式、直接膨脹式。

1、全液蒸發器

全液蒸發器的優點：結構緊湊，操作管理方便，傳熱系數高。

全液蒸發器的缺點：當載體制冷劑為淡水時，管道可能凍結并導致管道破裂，液體底部的溫度升高，傳熱和傳熱之間的溫差減小，與潤滑油互溶的制冷劑很難回油，制冷劑加注量大，而在船上使用時，液位擺動容易引起氣瓶事故。

2、干式蒸發器

干式蒸發器的優點：確保潤滑油回到壓縮機，制冷劑加注量減少三分之一，蒸發溫度接近0℃時不會凍結，可用熱膨脹閥換液，比使用浮動球閥簡單可靠。

干式蒸發器的缺點：端蓋出現氣液分層，影響下道工序的均勻分布和水側泄漏。

3、直接膨脹蒸發器

以制冷劑為制冷劑的表面式空氣冷卻器稱為直接蒸發式空氣冷卻器。它實際上是制冷循環中的蒸發器，其功能與水冷表面冷卻器相同。當空氣通過蒸發器排氣管時，與蒸發器排氣管中的制冷劑液體發生熱交換。由于從空氣中吸收熱量，制冷劑液體蒸發成制冷劑蒸汽，并且由于熱量損失，空氣溫度下降。

直接膨脹蒸發器的特點：溫度調節范圍廣，維護方便，結構緊湊，外觀緊湊，安裝、運輸和維護方便。