各种蒸发器与冷凝器的应用与特点

冷凝器的本质是一种壁面换热器，一侧为高温气体制冷剂，另一侧为冷却介质空气或水。它是将部分热量从热源体传递到冷流体以实现热交换和传热的必不可少的设备。在换热过程中，往往存在一些腐蚀性和氧化性物质，尤其是具有室外大气换热的空冷式冷凝器，因此要求冷凝器的材料具有耐腐蚀性。常见的有水冷式冷凝器、风冷式冷凝器和蒸发式冷凝器。

一、 冷凝器

1、水冷冷凝器

适用于中大型制冷设备（如离心式压缩机、螺杆式压缩机）

水冷式冷凝器的优点：传热效率高，结构紧凑。

水冷式冷凝器（管壳式）的缺点：需要冷却水系统，管壁上的结垢会降低传热效果，因此需要定期清洁。

2、空气冷却冷凝器

适用于中小型制冷设备、缺水地区。

风冷式冷凝器的优点：无需冷却水，易于使用和安装。

空冷凝汽器的缺点：传热系数低，体积和重量大，翅片表面积灰会恶化传热，需要及时清洗。

3、蒸发式冷凝器

蒸发式冷凝器适用于缺水地区，可露天安装，广泛应用于中小型系统。

蒸发式冷凝器的缺点：冷凝管暴露在空气中时容易腐蚀。当水在冷凝管外蒸发时，矿物质完全留在冷凝管表面。水垢层增长很快，因此需要软化冷却水。

蒸发式冷凝器的优点：耗水量少（占水冷式冷凝器的3-5%），空气流量小。

二、蒸发器

蒸发器（翅片管换热器）是直接由空气吸热装置完成的气源。制冷剂在蒸发器管中流动吸收潜热并在空气中沸腾，但由于空气侧传热系数较低，为了满足热容量，在不增加传热温差的前提条件下，只需增加传热系数、传热面积和安装风扇来提高空气流速，提高蒸发器的传热能力。常见的有全液式、降膜式、直接膨胀式。

1、全液蒸发器

全液蒸发器的优点：结构紧凑，操作管理方便，传热系数高。

全液蒸发器的缺点：当载体制冷剂为淡水时，管道可能冻结并导致管道破裂，液体底部的温度升高，传热和传热之间的温差减小，与润滑油互溶的制冷剂很难回油，制冷剂加注量大，而在船上使用时，液位摆动容易引起气瓶事故。

2、干式蒸发器

干式蒸发器的优点：确保润滑油回到压缩机，制冷剂加注量减少三分之一，蒸发温度接近0℃时不会冻结，可用热膨胀阀换液，比使用浮动球阀简单可靠。

干式蒸发器的缺点：端盖出现气液分层，影响下道工序的均匀分布和水侧泄漏。

3、直接膨胀蒸发器

以制冷剂为制冷剂的表面式空气冷却器称为直接蒸发式空气冷却器。它实际上是制冷循环中的蒸发器，其功能与水冷表面冷却器相同。当空气通过蒸发器排气管时，与蒸发器排气管中的制冷剂液体发生热交换。由于从空气中吸收热量，制冷剂液体蒸发成制冷剂蒸汽，并且由于热量损失，空气温度下降。

直接膨胀蒸发器的特点：温度调节范围广，维护方便，结构紧凑，外观紧凑，安装、运输和维护方便。