En la industria de refrigeración y aire acondicionado, el evaporador es uno de los componentes más importantes, responsables de convertir el refrigerante líquido de baja presión en un estado gaseoso, absorbiendo así el calor y lograr un efecto de enfriamiento. De acuerdo con la posición relativa y el patrón de flujo entre el refrigerante y el tubo de intercambio de calor, el evaporador se divide principalmente en dos categorías: evaporador seco y evaporador inundado.
1. Evaporador seco
El evaporador seco consiste en un caparazón con múltiples tubos de intercambio de calor dispuestos en paralelo o en serie. Se pueden proporcionar deflectores o placas de guía en el exterior del tubo de intercambio de calor para guiar la dirección del flujo de agua, asegúrese de que el agua de enfriamiento pueda cubrir todas las superficies del tubo de intercambio de calor y mejorar la eficiencia de la transferencia de calor. A menudo se proporciona un espacio de separación de gas en la parte superior para separar el refrigerante gaseoso del refrigerante líquido para garantizar que solo el refrigerante gaseoso se envíe al compresor.
Proceso de trabajo: el líquido refrigerante ingresa al tubo de intercambio de calor desde la parte inferior del evaporador y comienza a absorber el calor del agua de enfriamiento fuera del tubo. A medida que se absorbe el calor, el refrigerante se evapora gradualmente en un estado gaseoso, y la presión y la temperatura del refrigerante permanecen relativamente constantes durante este proceso. El gas refrigerante evaporado se eleva a la parte superior del evaporador, donde el dispositivo de separación de gas lo elimina aún más y luego lo absorbe al compresor.
Al mismo tiempo, el agua de enfriamiento en la circulación externa elimina continuamente el calor para mantener las condiciones de diferencia de temperatura necesarias para el proceso de evaporación. Dado que el evaporador seco usa la convección natural para transferir el calor, su eficiencia general del intercambio de calor es menor que la del evaporador inundado; Pero también significa que se requiere menos relleno de refrigerante para cumplir con los requisitos de trabajo, reduciendo los costos y los riesgos potenciales.
Ventajas: un buen rendimiento de retorno de aceite, el aceite lubricante se puede devolver directamente al compresor con el refrigerante, y la cantidad de llenado del refrigerante es pequeña, solo aproximadamente un tercio del evaporador inundado.
Desventajas: en comparación con el evaporador inundado, la eficiencia de transferencia de calor es baja, aproximadamente el doble del coeficiente de transferencia de calor del tubo desnudo.
2. Evaporador inundado
El evaporador inundado es un equipo de intercambio de calor de alta eficiencia, ampliamente utilizado en sistemas de refrigeración y aire acondicionado. Su característica principal es que el agua fría fluye dentro de los tubos de intercambio de calor, mientras que el refrigerante sumerge completamente estos tubos de intercambio de calor y hervir y evapora fuera de los tubos.
Características estructurales: el evaporador inundado consiste en una concha cerrada que contiene una gran cantidad de tubos de intercambio de calor de alta eficiencia dispuestos en paralelo. Estos tubos de intercambio de calor pueden ser suaves o tener tratamientos superficiales especiales o estructuras internas (como protuberancias espirales) para mejorar la eficiencia de la transferencia de calor. En algunos diseños, los tubos de intercambio de calor también pueden tener agujeros de alfiler u otras formas de características superficiales para promover el proceso de ebullición del refrigerante.
Hay un puerto de suministro de líquido en la parte inferior de la carcasa y un dispositivo de separación de gas líquido en la parte superior para garantizar que solo se envíe un refrigerante gaseoso al compresor. Para mejorar el efecto de intercambio de calor en el lado del agua de enfriamiento, los deflectores a veces se establecen entre los tubos de intercambio de calor para que la ruta del flujo de agua sea más tortuosa, aumentando así el área de contacto y la perturbación.
Proceso de trabajo: el refrigerante líquido ingresa a la carcasa desde la parte inferior del evaporador y sumerge completamente los tubos de intercambio de calor. Calentamiento y evaporación del refrigerante: cuando el refrigerante líquido a baja temperatura y de baja presión contacta con los tubos de intercambio de calor de temperatura superior, comienza a absorber el calor del agua fría en los tubos y se evapora gradualmente en un estado gaseoso. En este proceso, dado que el refrigerante está en contacto directo con la superficie del intercambio de calor, se puede lograr una eficiencia de transferencia de calor muy alta.
A medida que se evapora más refrigerante, la mezcla se eleva a la parte superior del evaporador. Aquí, las gotas líquidas no evaporadas son eliminadas por un separador de gas-líquido especialmente diseñado para garantizar que solo se envíe un refrigerante gaseoso al compresor para el siguiente ciclo. Al mismo tiempo, el agua fría que pasa a través del tubo de intercambio de calor se enfría debido a la liberación de calor, y luego fluye del evaporador para continuar participando en el ciclo de enfriamiento del sistema. Dado que se acumulará una cierta cantidad de aceite lubricante durante todo el proceso de intercambio de calor, se requieren medidas efectivas de retorno de aceite, como usar una bomba eyectora o gravedad para descargar regularmente el aceite lubricante acumulado en la parte inferior para garantizar el funcionamiento normal del sistema.
Ventajas: coeficiente de transferencia de calor de alto calor, control simple y operación y gestión convenientes.
Desventajas: cuando la temperatura de evaporación es más baja que 0 grado, existe un riesgo de congelación de agua en el tubo. El volumen de llenado de refrigerante es grande, aproximadamente 55% ~ 65% del volumen efectivo del cilindro. Afectado por la altura de la columna líquida refrigerante, la temperatura de evaporación en la parte inferior del cilindro es alta, lo que reduce la diferencia general de la temperatura de transferencia de calor. La parte inferior del cilindro es propensa a la acumulación de aceite, y se requieren medidas efectivas de retorno de aceite para garantizar un funcionamiento seguro.
