满液式和干式蒸发器的区别简述.doc

满液式和干式蒸发器的区别简述：在离心式和螺杆式冷水机组中，蒸发器的型式主要是满液式蒸发器和干式蒸发器两种。满液式蒸发器中，液体制冷剂经过节流装置进人蒸发器，蒸发器内的液位保持一定。蒸发器内的传热管浸没在制冷剂液体中。吸热蒸发后的气液混合物中仍含有大量液体，故从蒸发器内逸出的湿蒸气经气液分离后再回人压缩机。干式蒸发器则由热力膨胀阀或电子膨胀阀直接控制液体制冷剂进人蒸发器的管程，制冷剂液体在管内完全转变为气体，而被冷却的介质则在传热管外的管程中流动。1满液式蒸发器 满液式蒸发器大多为壳管式，载冷剂在管内流动，制冷剂在管外蒸发，制冷剂液体基本浸满管束，上部留有一定的气空间。满液式卧式壳管式蒸发器在工作时要保持一定的液面高度，液面过低会使蒸发器内产生过多的过热蒸气而降低蒸发器的传热效果；液面过高易使湿蒸气进入制冷压缩机而引起液击。满液式卧式壳管式蒸发器的制冷剂充注量大，由于制冷剂液体静压力的影响，使其下部液体的蒸发温度提高，从而减小了蒸发器的传热温差，蒸发温度越低这种影响就越大。当满液式卧式壳管式蒸发器蒸发温度过低或载冷剂流速过慢时，可能由于载冷剂结冰而冻裂管子，所以它的应用受到一定的限制，尤其是在氟利昂制冷系统中，很少使用满液式卧式壳管式蒸发器，而使用干式壳管式蒸发器。2干式壳管式蒸发器干式管壳式蒸发器属于冷却液体载冷剂大类的蒸发器，主要用于氟利昂制冷系统中。这种蒸发器的制冷剂液体走管程，因而制冷剂的充注量较少。其结构与满液式蒸发器相似，不同的是换热管为外径1216mm的紫铜管，管内有纵向翅片，以增加管内制冷剂的流速，制冷剂液体经节流后从蒸发器一端端盖的下方进口进入管程内，经24个流程吸热后由同侧端盖上方出口引出。在干式壳管式蒸发器内，随着液态制冷剂在管内流动，沿程吸收管外载冷剂的热量逐渐汽化，制冷剂处于液汽共存的状态，蒸发器部分传热面与气态制冷剂接触，导致总传热系数较满液式低，但其制冷剂充注量少，回油方便，适用于氟利昂作制冷剂。筑龙百科中文词条名：满液式和干式蒸发器有何区别（ 在离心式和螺杆式冷水机组中，蒸发器的型式主要是满液式蒸发器和干式蒸发器两种。 满液式蒸发器中，液体制冷剂经过节流装置进人蒸发器，蒸发器内的液位保持一定。蒸发器内的传热管浸没在制冷剂液体中。吸热蒸发后的气液混合物中仍含有大量液体，故从蒸发器内逸出的湿蒸气经气液分离后再回人压缩机。 干式蒸发器则由热力膨胀阀或电子膨胀阀直接控制液体制冷剂进人蒸发器的管程，制冷剂液体在管内完全转变为气体，而被冷却的介质则在传热管外的管程中流动。 二者的比较：1、换热性方面 满液式蒸发器的蒸发管表面为液体润湿，表面传热系数大；干式蒸发器的蒸发管表面为部分液体润湿，表面传热系数略低。2、制冷剂侧阻力 满液式蒸发器的制冷剂侧阻力较大。3、回油性能 对于润滑油与制冷剂互溶情况下，满液式蒸发器的回油较难且不稳定，而回油状况直接影响机组的工作工况和工况油移。干式蒸发器的回油稳定、方便。4、充液量 满液式蒸发器的壳体内充满制冷剂，充液量大，多用于制冷剂易泄露的开启式压缩机。干式蒸发器的制冷剂充液量只有满液式蒸发器的1/21/3。制冷设备系统节流机构的应用分析1. 传统节流机构的工作原理及匹配 节流的工作原理是制冷工质流过阀门时流动截面突然收缩，流体流速加快，压力下降，压力下降的大小取决于流动截面收缩的比例。节流机构的作用：1)、节流降压。当常温高压的制冷剂饱和液体流过节流阀，变成低温低压的制冷剂液体并产生少许闪发气体。进而实现向外界吸热的目的。2)、调节流量：节流阀通过感温包感受蒸发器出口处制冷剂过热度的变化来控制阀的开度，调节进入蒸发器的制冷剂流量，使其流量与蒸发器的热负荷相匹配。当蒸发器热负荷增加时阀开度也增大，制冷剂流量随之增加，反之，制冷剂流量减少。3)、控制过热度：节流机构具有控制蒸发器出口制冷剂过热度的功能，既保持蒸发器传热面积的充分利用，又防止吸气带液损坏压缩机的事故发生。4)、控制蒸发液位：带液位控制的节流机构具有控制蒸发器液位的功能，既保持蒸发器传热面积的充分利用，又防止吸气带液降低吸气过热度。 若节流机构向蒸发器的供液量与蒸发负荷相比过大，部分液态制冷剂一起进入压缩机，引起湿压缩或冲缸事故。相反若供液量与蒸发器负荷相比太少，则蒸发器部分传热面积未能充分发挥其效能，甚至会造成蒸发压力降低，而且使制冷系统的制冷量降低，制冷系数减小，制冷装置能耗增大。节流机构流量的调节对制冷装置节能降耗起着非常重要的作用。1.1 手动节流阀 手动节流阀是最老式的节流阀，其外形与普通截止阀相似。它由阀体、阀芯、阀杆、填料压盖、上盖、手轮和螺栓等零件组成。与截止阀不同之处在于它的阀芯为针型或具有V形缺口的锥体，而且阀杆采用细牙螺纹。当旋转手轮时，可使阀门的开启度缓慢地增大或减小，以保证良好的调节性能。手动节流阀开启的大小，需要操作人员频繁地调节，以适应负荷的变化。通常开启度为1/81/4圈，一般不超过一圈，开启度过大就起不到节流（膨胀）的作用。这种节流阀现在已被自动节流机构取代。1.2 孔板 孔板节流机构由两块孔板组成，采用两级节流。制冷工质通过第一级孔板时，制冷工质刚好到达饱和液体线，并产生少许闪发气体;由于闪发气体占据一部分空间，其流量也在波动，致使工质进入第二级孔板时流体的流量在一定范围（约20）内变动，进而达到自动调节制冷剂循环量的功能，第二级孔板因变动的流量造成不同的压降变化，与系统高低压差进行调节，于动态平衡后，稳定发挥制冷工质膨胀功能而完成整个制冷循环。 冷水机组在标准工况满负荷运行时，孔板向蒸发器的供液量与蒸发负荷相匹配。但机组实际运行经常处于变工况、变负荷运行。在大压差工况下，蒸发器负荷需求减小（幅度大于20），孔板最大调节余量20，由于压差增大，孔板实际供液量比蒸发器负荷需要的液量大，吸气过热度降低，引起湿压缩；在小压差工况下，蒸发器负荷需求增大（幅度大于20），由于压差减小，蒸发器实际存液量比蒸发器负荷需要的液量小，吸气过热度升高，制冷量降低，制冷系数减小，制冷装置能耗增大；在由低负荷转为高负荷情况下（幅度大于20），蒸发器负荷需求增大，由于制冷剂质量流量增大，短时间内蒸发器实际存液量比蒸发器负荷需要的液量小，吸气过热度升高，制冷量降低，制冷系数减小，制冷装置能耗增大；在由高负荷转为低负荷情况下（幅度大于20），蒸发器负荷需求减小，由于制冷剂质量流量减小，短时间内蒸发器实际存液量比蒸发器负荷需要的液量大，吸气过热度降低，引起湿压缩，极端情况即机组满负荷运行突然停机，蒸发器负荷需求减小75，由于制冷剂质量流量突然减小75，短时间蒸发器实际存液量比蒸发器负荷需要的液量大55，吸气过热度急速降低，进而降低排气过热度，油分效果下降，甚至导致压缩机奔油。虽然一二级孔板在一定范围可自动调节，但其应付变工况、变负荷能力差，且制冷系数减小，制冷装置能耗增大，一般不宜采用。1.3 热力膨胀阀 它既可控制蒸发器供液量，又可节流饱和液态制冷剂。根据热力膨胀阀结构上的不同，分为内平衡式和外平衡式两种。考虑到制冷剂流经蒸发器产生一定的压力损失，为降低开启过热度，提高蒸发器传热面积的利用率，一般自膨胀阀出口至蒸发器出口，制冷剂的压力降所对应的蒸发温度降超过23，应选用外平衡式热力膨胀阀。 热力膨胀阀的过热度由开启过热度和有效过热度组成，开启过热度与弹簧的预紧力有关，有效过热度与弹簧的强度及阀针的行程有关。膨胀阀的弹簧是按标准工况设计的，机组在标准工况下，机组满负荷或变负荷运行均维持较高的COP值。但在大压差工况下，蒸发压力降低，蒸发器负荷需求的液量减少，但实际情况相反，在吸气过热度不变的情况下，由于蒸发压力降低，蒸发器出口压力P1相应降低，膜片上下的压差变大，使主阀开度增大，供液量增加；但在小压差工况下，蒸发压力上升，蒸发器负荷需求的液量增多，但实际情况是在吸气过热度不变的情况下，由于蒸发压力上升，蒸发器出口压力P1相应提高，膜片上下的压差变小，使主阀开度减小，供液量减少；在变负荷下亦如此。因此热力膨胀阀在变工况下供液量的调节方面需进一步改进。1.4 浮球+主节流阀 浮球+主节流阀是用于具有自由液面的蒸发器，如卧式满液式蒸发器的供液量的自动调节。通过浮球调节阀的调节作用，在蒸发器中可以保持大致恒定的液面。浮球阀有一个铸铁的外壳，用液体连接管与气体连接管分别与被控制的蒸发器的液体和蒸气两部分相连接，因而浮球阀壳体的液面与蒸发器内的液面一致。当蒸发器内的液面降低时，壳体内的液面也随之降低，浮子落下，阀针便将孔口开大，则浮球阀出液量增大，浮球阀出液量形成的阀芯上部压力P4减小，主膨胀阀芯上部压力Ps(包括主膨胀阀芯上部弹簧力P5和浮球阀出液量形成的压力P4) 减小，当主膨胀阀芯下部高压P1大于Ps时，则推动主阀芯向上移动，增大阀的开启量，主膨胀阀供液量增大；反之主膨胀阀供液量减小。浮球阀出液量与主膨胀阀芯上下的压差（P= P1-Ps）形成比例关系，调节供液量的大小，当壳体内的液面上升到浮子上限位时，阀针便将孔口关闭，Ps P1，主膨胀阀关闭且停止供液，此时蒸发器液位不再上升，这既可以防止蒸发液位过高引起湿压缩，又保证蒸发器的供液量与蒸发负荷相匹配。由于的主膨胀阀芯上部弹簧是按标准工况设计的，因此机组在标准工况下，机组满负荷或变负荷运行均维持较高的COP值。但在小压差工况下，冷凝压力降低，P1降低，P1相对于阀芯上部弹簧力偏小，使主阀开度偏小，供液量偏少，导致达到需要的蒸发液位要有一段滞后的时间，系统制冷系数减小，制冷装置能耗增大，在变负荷下同样如此。浮球+主节流阀在变工况下供液量的调节有待进一步完善。2. 电子膨胀阀的工作原理及控制2.1 电子膨胀阀吸气过热度控制 吸气过热度控制系统由电子膨胀阀、压力传感器、温度传感器、控制器组成，工作时，压力传感器将蒸发器出口压力P1、温度传感器将压缩机吸气过热度传给控制器，控制器将信号处理后，随后输出指令作用于电子膨胀主阀的步进电机，将阀开到需要的位置。以保持蒸发器需要的供液量。电子膨胀阀的步进电机是根据蒸发器出口压力P1变化、压缩机吸气过热度变化实时输出变化的动力，这个实时输出变化的动力能及时克服各种工况和各种负荷情况下主膨胀阀变化的弹簧力，使阀的开度满足蒸发器供液量的需求，进而蒸发器的供液量能实时与蒸发负荷相匹配，即电子膨胀阀可通过控制器人为设定，有效的控制过热度。另外，电子膨胀阀从全闭到全开状态其用时仅需几秒钟，反应和动作速度快，开闭特性和速度均可人为设定；电子膨胀阀可在10-100的范围内进行精确调节，且调节范围可根据不同产品的特性进行设定。选用电子膨胀阀吸气过热度控制，机组无论在标准工况下、变工况、满负荷、变负荷运行维持较高的COP值水平。2.2 电子膨胀阀液位控制 液位控制系统由电子膨胀阀、液位传感器、液位控制器组成。当蒸发器内的液面上下变化时，蒸发器内的液位传感器将液位变动的比例关系用4-20mA信号传给液位控制器 液位控制器将信号处理后，随后输出指令作用于电子膨胀主阀的步进电机，使其开度增大、减小，以保持制冷剂液位在限定的范围内。电子膨胀阀的步进电机是根据制冷剂液位变化实时输出变化的动力，这个实时输出变化的动力能及时克服各种工况和各种负荷情况下主膨胀阀变化的弹簧力，使阀的开度满足蒸发器供液量的需求，进而蒸发器的供液量能实时与蒸发负荷相匹配，即电子膨胀阀可通过控制器人为设定，有效的控制蒸发液位。选用电子膨胀阀液位控制，机组无论在标准工况下、变工况、满负荷、变负荷运行均维持较高的COP值水平。电子膨胀阀液位控制一般应用在吸气过热度低于2的制冷装置，而电子膨胀阀吸气过热度一般应用在吸气过热度5左右的制冷装置，因此前者比后者更能有效的利用蒸发面积，提高蒸发负荷，获取更高的COP值。3. 结束语 节流机构为了节能降耗，应在不同工况、不同负荷下保证向蒸发器的供液量与蒸发负荷相匹配。节能的途径是及时地控制过热度（控制液位），实时有效地调节流量。电子膨胀阀在过热度控制（液位控制）、流量调节均优于传统的节流机构，而且反应速度更快、调节范围更广，节能效果更加显著，有广阔的应用前景。6