Испаритель – это охлаждающее устройство в холодильнике. Хладагент испаряется в испарителе и поглощает тепло низкотемпературной среды-источника тепла (воды или воздуха) для достижения цели охлаждения.
Испаритель в зависимости от охлаждающей среды делится на: испаритель охлаждающего воздуха, испаритель охлаждающей жидкости (воды или другого жидкого хладагента).
Испаритель для охлаждения воздуха:
Структура трубки оптического диска используется, когда воздух подвергается естественной конвекции.
Конструкция из оребренных труб используется при принудительной конвекции воздуха.
Испарители для охлаждающих жидкостей (воды или других жидкостных хладагентов):
Кожухотрубный тип
Погружной тип
По способу подачи хладагента:
Полностью жидкостный испаритель
Сухой испаритель
Циркуляционный испаритель
Распылительный испаритель
Полностью жидкостный испаритель
По своей конструкции он подразделяется на горизонтальный кожухотрубный тип, резервуар для воды с прямой трубкой, резервуар для воды и другие конструктивные типы.
Их общей особенностью является то, что испаритель заполнен жидким хладагентом, а пары хладагента, образующиеся в результате теплопоглощающего испарения в процессе работы, постоянно отделяются от жидкости. Поскольку хладагент полностью контактирует с поверхностью теплопередачи, коэффициент теплопередачи при кипении выше.
Однако недостатком является то, что количество заправленного хладагента велико, а статическое давление столба жидкости будет оказывать неблагоприятное воздействие на температуру испарения. Если хладагент растворим в смазочном масле, смазочное масло будет трудно вернуть в компрессор.
Кожухотрубный полностью жидкостный испаритель
Обычно горизонтальная структура, см. рисунок. Хладагент испаряется за пределами кожуха; Несущий теплоноситель течет в трубке и, как правило, является многопрограммным. Входное и выходное отверстия хладагента расположены на торцевой крышке, а направление входа и выхода удалено.
Жидкий хладагент поступает в корпус снизу или сбоку корпуса, а пар забирается из верхней части и возвращается в компрессор. Хладагент в корпусе всегда поддерживает высоту гидростатической поверхности примерно от 70% до 80% диаметра корпуса.
Кожухотрубный полностью жидкостный испаритель должен обратить внимание на следующие проблемы:
① При использовании воды в качестве хладагента, когда температура испарения снижается ниже 0 ° C, трубка может замерзнуть, что приведет к расширению теплообменной трубки. В то же время емкость испарителя по воде мала, а термическая стабильность во время работы низкая.
Когда давление испарения низкое, гидростатический столб жидкости в оболочке увеличит нижнюю температуру и уменьшит разницу температур теплопередачи;
(3) Когда хладагент смешивается со смазочным маслом, трудно вернуть масло с помощью полностью жидкостного испарителя;
④ Заправлено большое количество хладагента. В то же время машина не подходит для работы в условиях движения, дрожание уровня жидкости приведет к аварии цилиндра компрессора;
В полностью жидкостном испарителе из-за газификации хладагента образуется большое количество пузырьков, поэтому уровень жидкости повышается, поэтому количество заправленного хладагента не должно быть погружено на всю поверхность теплообмена.
Резервуар-испаритель
Резервуар-испаритель может состоять из параллельных прямых или спиральных трубок (также известный как вертикальный испаритель).
Они погружены в работу с жидким хладагентом из-за роли мешалки, жидкий хладагент в циркуляционном потоке бака, а не полностью жидкий испаритель.
Неполный испаритель жидкости
Сухой испаритель — это разновидность испарителя, в котором жидкий хладагент может полностью испаряться в теплообменной трубке.
Охлаждаемой средой на внешней стороне трубки теплопередачи является хладагент (вода) или воздух, хладагент испаряется в трубке, а его часовой расход составляет около 20–30% объема трубки теплопередачи.
Увеличение массового расхода хладагента может увеличить площадь смачивания жидкого хладагента в трубе. В то же время с увеличением гидравлического сопротивления увеличивается разница давлений на входе и выходе, вследствие чего коэффициент охлаждения снижается.
Для усиления эффекта теплопередачи. Жидкий хладагент испаряется и поглощает тепло в трубе, охлаждая хладагент за пределами трубы.
Принцип работы конденсатора
Газ проходит через длинную трубку (обычно свернутую в соленоид), позволяя теплу передаваться в окружающий воздух. Металлы, такие как медь, которые проводят тепло, часто используются для транспортировки пара. Чтобы повысить эффективность конденсатора, к трубам часто прикрепляют радиаторы с отличными характеристиками теплопроводности, чтобы увеличить площадь рассеивания тепла и ускорить рассеивание тепла, а конвекция воздуха ускоряется с помощью вентилятора для отвода тепла.
Принцип охлаждения обычного холодильника заключается в том, что компрессор сжимает рабочую среду из газа низкой температуры и низкого давления в газ высокой температуры и высокого давления, а затем конденсируется в жидкость средней температуры и высокого давления через конденсатор и становится низкотемпературной и Жидкость низкого давления после дросселирования дроссельной заслонки. Жидкая рабочая среда с низкой температурой и низким давлением направляется в испаритель, который поглощает тепло и испаряется с образованием пара с низкой температурой и низким давлением, который снова подается в компрессор для завершения цикла охлаждения.
Одноступенчатая парокомпрессионная холодильная система состоит из четырех основных компонентов: холодильного компрессора, конденсатора, дроссельного клапана и испарителя, которые последовательно соединены трубами, образуя замкнутую систему, при этом хладагент постоянно циркулирует в системе, меняет состояние и обменивается тепло с внешним миром.
Как работает испаритель
Камера нагрева состоит из вертикального пучка труб с центральной циркуляционной трубой большого диаметра посередине, а другие нагревательные трубы меньшего диаметра называются кипящими трубками. Поскольку центральная циркуляционная трубка больше, поверхность теплопередачи, занимаемая раствором единичного объема, меньше, чем площадь, занимаемая единичным раствором в кипящей трубке, то есть центральная циркуляционная трубка и другие растворы нагревательных трубок нагреваются в разной степени, так, чтобы плотность парожидкостной смеси в кипящей трубке была меньше плотности раствора в центральной циркуляционной трубке.
В сочетании с всасыванием поднимающегося пара вверх раствор в испарителе образует циркулирующий поток от центральной циркуляционной трубки вниз и от кипящей трубки вверх. Этот цикл в основном вызван разницей плотностей раствора, поэтому его называют естественным циклом. Этот эффект способствует улучшению эффекта теплопередачи в испарителе.
