制冷系統(tǒng)的四大部件分別是，壓縮機(jī)，蒸發(fā)器，冷凝器和節(jié)流裝置。這其中，作為空調(diào)系統(tǒng)心臟的壓縮機(jī)，其種類和特點(diǎn)相較于其他三部件更要為人所熟知。而蒸發(fā)器則是其中另一個(gè)關(guān)鍵部件，蒸發(fā)器的作用是通過制冷劑蒸發(fā)（沸騰），吸收載冷劑的熱量，從而達(dá)到目的。蒸發(fā)器的形式很多，按載冷劑的不同可分冷卻液體的蒸發(fā)器和冷卻空氣的蒸發(fā)器。下面主要介紹幾種常見的蒸發(fā)器的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

一、冷卻液體的蒸發(fā)器

1.干式蒸發(fā)器

干式蒸發(fā)器制冷劑在換熱管內(nèi)通過，冷水在高效換熱管外運(yùn)行，這樣的換熱器換熱效率相對(duì)較低，其換熱系數(shù)僅為光管換熱系數(shù)的2倍左右，但是其優(yōu)點(diǎn)是便于回油，控制較為簡(jiǎn)便，而制冷劑的充注量大約是滿液式機(jī)組充注量的1/2～1/3左右。

2.滿液式蒸發(fā)器

滿液式蒸發(fā)器與干式蒸發(fā)器的運(yùn)行方式恰好相反，冷水在換熱管內(nèi)通過，制冷劑完全將換熱管浸沒，吸熱后在換熱管外蒸發(fā)。滿液式蒸發(fā)器的傳熱管表面上有許多針形小孔，管內(nèi)表面上還有螺旋形凸起強(qiáng)化冷水側(cè)的換熱。這種同時(shí)強(qiáng)化管外沸騰和管內(nèi)傳熱的高效傳熱管，使其傳熱系數(shù)較光管提高了5倍左右。

3.降膜式蒸發(fā)器

降膜式蒸發(fā)器，也稱之為噴淋式蒸發(fā)器，這種換熱器與滿液式蒸發(fā)器相似，但是它又與滿液式蒸發(fā)器有區(qū)別。這種蒸發(fā)器的制冷劑是從換熱器的上部噴淋到換熱管上，制冷劑只是在換熱管上形成一層薄薄的冷劑液膜，這樣冷劑在沸騰蒸發(fā)時(shí)便減少了靜液位壓力，從而提高了換熱效率，其換熱效率較滿液式機(jī)組提高了5左右。如圖3為降膜式蒸發(fā)器冷媒流程示意圖。

降膜蒸發(fā)是流動(dòng)沸騰，由于管外表面的液膜層厚度小，沒有靜壓產(chǎn)生的沸點(diǎn)升高，傳熱系數(shù)高。而滿液式蒸發(fā)（也就是沉浸式蒸發(fā)）產(chǎn)生的氣泡易于集聚在換熱管的表面，導(dǎo)致?lián)Q熱效率下降，其換熱效果不如降膜蒸發(fā)?？偟膩?lái)說降膜蒸發(fā)屬于小溫差情況下，但要防止結(jié)垢，影響傳熱效率。

4.干式和滿液式蒸發(fā)器的優(yōu)缺點(diǎn)

滿液式殼管蒸發(fā)器在管內(nèi)走水，制冷劑在管簇外面蒸發(fā)，所以傳熱面基本上都與液體制冷劑接觸。一般殼體內(nèi)充注的制冷劑量約為筒體有效容積的55%~65%，制冷劑液體吸熱氣化后經(jīng)筒體頂部的液體分離器，回入壓縮機(jī)。操作管理方便，傳熱系數(shù)較高。

其缺點(diǎn)是：

①制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度低于0℃時(shí)，管內(nèi)水易凍結(jié)，破壞蒸發(fā)管；

②制冷劑充灌量大；

③受制冷劑液柱高度影響，筒體底部的蒸發(fā)溫度偏高，會(huì)減小傳熱溫差；

④蒸發(fā)器筒體下部會(huì)積油，必須有可靠的回油措施，否則影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

干式殼管式蒸發(fā)器的制冷劑在管內(nèi)流動(dòng)，水在管簇外流動(dòng)。制冷劑流動(dòng)通常有幾個(gè)流程，由于制冷劑液體的逐漸氣化，通常越向上，其流程管數(shù)越多。為了增加水側(cè)換熱，在筒體傳熱管的外側(cè)設(shè)有若干個(gè)折流板，使水多次橫掠管簇流動(dòng)。

其優(yōu)點(diǎn)是：

①潤(rùn)滑油隨制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)，一般不存在積油問題

②充灌的制冷劑少，一般只有滿液式的1/3左右；

③在0℃附近時(shí)，水不會(huì)凍結(jié)。

其缺點(diǎn)是：

①制冷劑有多個(gè)流程，在端蓋轉(zhuǎn)彎處如處理不好會(huì)產(chǎn)生積液，從而使進(jìn)入下一個(gè)流程的液體分配不均勻，影響傳熱效果；

②水側(cè)存在泄漏問題，由于折流板外緣與殼體間一般有1~3mm間隙，與傳熱管之間有2mm左右的間隙，因而會(huì)引起水的泄漏。實(shí)踐證明，水的泄漏會(huì)引起水側(cè)換熱系數(shù)降低20%~30%，總的傳熱系數(shù)降低5%~15%。

二、冷卻空氣的蒸發(fā)器

1.自然對(duì)流式冷卻排管

自然對(duì)流的直接蒸發(fā)器式空氣冷卻器也稱為冷卻排管，常用于冰箱、冷藏柜、冷藏車、冷藏庫(kù)等處，大多用肋片管制成。對(duì)于氨制冷系統(tǒng)應(yīng)采用鋼管，且一般用套片式肋片管，氟利昂制冷系統(tǒng)多用銅管，肋片管則可以是繞片或套片式。有些冷卻排管也可以用光管制成。冷卻排管也可以用光管制成。冷卻排管按其安裝方式，可分為墻排管、頂排管和擱架式排管等。冷卻排管外側(cè)的空氣是自然對(duì)流，所以傳熱系數(shù)很小。通常光管管子的傳熱系數(shù)為6~14W/(m2•K),肋片管傳熱系數(shù)為4~10W/(m2•K)。

2.強(qiáng)制對(duì)流的直接蒸發(fā)式空氣冷卻器

為了增強(qiáng)傳熱，在間冷式冰箱的冷凍室、空調(diào)機(jī)組、冷藏庫(kù)及除濕機(jī)等處多采用強(qiáng)制對(duì)流式的直接蒸發(fā)式空氣冷卻器。圖4為空調(diào)用強(qiáng)制對(duì)流式的直接蒸發(fā)式空氣冷卻器構(gòu)造示意圖，來(lái)自節(jié)流裝置的低壓制冷劑濕蒸氣通過分液器分成多通路，吸熱蒸發(fā)后為氣態(tài)制冷劑，匯集到集管中流出，而空氣以一定流速?gòu)睦咂艿睦咂g掠過，將熱量傳給管內(nèi)流動(dòng)的制冷劑，溫度降低。直接蒸發(fā)式空氣冷卻器一般由4~8排肋管組成，管材為直徑Φ7~Φ12mm的銅管，外套連續(xù)整體鋁片，片厚0.12~0.2mm,片間距1.6mm~3mm,蒸發(fā)溫度較低時(shí)，考慮到肋片結(jié)霜，應(yīng)加大肋片間距。強(qiáng)制對(duì)流式蒸發(fā)器與自然對(duì)流式蒸發(fā)器相比，具有傳熱效果好，結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，在冷凍、空調(diào)設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。