[科普中国]-干式壳管式蒸发器

定义

干式壳管式蒸发器实际上就是管内蒸发的卧式壳管式蒸发器。其制冷剂液体的充装量很少，大约为管组内部容积的35%～40%，而且制冷剂在汽化过程中不存在自由液面，所以称为干式蒸发器。图1示出了一种干式壳管式蒸发器结构图。工作时制冷剂液体在蒸发器管3内蒸发，而载冷剂(水或盐水)在管外被冷却。为了增加管外载冷剂流动速度，在壳体内横跨管簇装设折流板6。折流板多做成圆缺形，而且缺口是上下相间装配。1

简介制冷剂在管内完全蒸发并过热成为过热气体，这有利于使用热力膨胀阀自动调节供液量。通常使用的制冷剂有R22、R134a、R407c、R410a等。因为制冷剂在管内蒸发，只要管内流速超过4m/s，就可以把管内的润滑油带回压缩机，回油方便。在设计当中，壳程采用GB151或TEMA规定的E型结构（折流板型式），折流板的缺口大小根据载冷剂的物理性质与流量大小开15%～50%的缺口，通常情况下，折流板缺口的流速与载冷剂横向掠过管束的流速大致相等，为了保证换热效果，折流板与壳体内壁的间隙、换热管与折流板的间隙要小于或等于GB151或TEMA规定的最小间隙，特别是在低温情况下，这些间隙显得尤为重要，由于在低温情况下，载冷剂一般为高粘度流体，流速慢，热阻相对增大，间隙泄漏更加明显，所以在低温情况下对间隙的控制一定要更加严格。1

与满液式蒸发器相比优缺点满液式蒸发器的最大特点就是制冷剂（通常为氨）液体在蒸发器内占据了大量的空间，通常淹没蒸发器的一半以上容积。满液式蒸发器就是靠液态制冷剂淹没大量载冷剂管束，在管束表面蒸发而使载冷剂降温的。由于传热面大，沸腾传热系数高，所以满液式蒸发器的制冷能力较高。但是它需要注入大量制冷剂，并且在采用氟利昂时，润滑油的分离也是一个问题，所以满液式蒸发器主要用于氨制冷系统。

优点（1）使用R11、R12等能溶油的制冷剂时，能将润滑油带回压缩机。

（2）制冷剂用量少，为相同制冷量满液式蒸发器的三分之一。

（3）当载冷剂为水时，即使蒸发温度低到0℃附近，也不会出现结冰现象。

（4）常用热力膨胀阀供液，比浮球阀简单可靠。

缺点（1）当采用多流程时，气、液两相制冷剂在端盖内转向时会出现分离，从而造成了下一流程中各管子中制冷剂流量分配不均匀的不利现象。含气量越多，分配越不均匀，甚至会使有些管内无液体或液体很少，从而使这些管子失去了蒸发冷却的作用。所以在设计端盖转向室的型线时要特别注意。

（2）由于折流板与壳体之间一般有间隙，传热管与折流板上的管孔之间也有间隙，所以载冷剂就会通过这些间隙泄漏（即载冷剂短路），降低了水侧的换热效果。

注意事项（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%。