【蒸发器与冷凝器】蒸发器和冷凝器简介

一、简易空调原理和结构

简单的冷却系统：

冷却系统是压缩机、冷凝器、节流部件和蒸发器的四个主要部件。

下图中典型的制冷系统：

(红线表示高温管道，蓝线表示低温管道。）

四个主要组成部分角色：

1、压缩：

来自室内机蒸发器的低温低压制冷剂气体被压缩机吸入，压缩成高温高压气体。

2、冷凝

通过室外机冷凝器排出，通过轴流风扇的作用与室外空气热交换，成为低温高压制冷剂液体。

3、节流。

通过毛细管的节流，降低胁迫，冷却后进入蒸发器。

4、蒸发。

在室内机的灌注风扇的作用下，吸收房间内的热量(即降低房间内的温度)，成为低温低压的制冷剂气体。被压缩机重新压缩，制冷剂的流动方向是ABCDEFGA，这样反复循环，达到制冷的目的。

制冷系统的主要位置压力和温度见表

二、蒸发器

1、结构和组成

蒸发器的物理形状如下：

2、角色。

吸收房间里的热量，起到降低房间温度的作用。

操作时毛细管排出的液体进入蒸发器后，低温低压的液体蒸发，蒸发器表面温度极低，室内风扇工作，将冷量输送到室内，降低房间温度。

3、分类(a)

根据冷却流体的不同，蒸发器分为冷却液体和冷却空气两大类。

(1)冷却剂装载剂蒸发器

又称间接冷却式蒸发器，常用液体蒸发器是水和盐水。在标准气压下，盐水的凝固点在0以下，低于水的凝固点(0)。例如，Nacl(氯化钠)溶液的浓度为13%时，凝固点为-10。水的比热比盐水大。因此，水可以冷却到适合空调系统的0 。盐水可以冷却到-10 ~ 20，广泛用于冷冻食品和制冰等。这种蒸发器的主要工作特点：首先是制冷剂从蒸发器吸收热量，从蒸发器中蒸发，冷却液体装载制冷剂，然后从液体泵将低温液体装载剂送至冷气，降低温度。

(2)冷却空气冷却器蒸发器

也称为直接冷却式蒸发器，冷却剂从管内吸收热量蒸发，降低管外空气的温度。根据气流的原因，可以分为自然对流动和强制对流动两种。

自然冷却空气的蒸发器

也叫排气管，这种蒸发器主要适用于冷冻库。制冷剂在管道内流动，吸收周围空气的热量并汽化，在空气的热压作用下自然对流，冷却仓库内的空气，保持仓库内的低温状态。

强迫对流式冷却空气的蒸发器
这种蒸发器应用于小型空调系统中，如房间空调器等。它由几排胀接上纯铝质翅片的盘管组成。胀接翅片的目的是增加传热面积，加强空气的扰动性，提高蒸发器的传热效率。铝翅片一般经过阳极化处理，以提高其抗腐蚀性能。翅片厚度通常为0.12~0.20mm，片距1.5~2.5mm，套片管管径Ф8~Ф16mm。

翅片管换热器的型式主要有三种型式，即L型、平直型、和V型。V型蒸发器的结构：
翅片有平、波纹、冲缝翅片三种。

平翅片虽然加工容易，但刚性差、传热性能不好，现已逐渐淘汰；

波纹翅片与平翅片相比，刚性好，传热面积增加，且空气流过波纹翅片时，增加了扰动和搅拌效应，因此传热效率提高1/5左右；

而冲逢翅片会使通过翅片的空气在槽缝中窜来窜去，因此其扰动和搅拌性能比波纹管还好，使传热效率比波纹片高1/3，但冲缝翅片空气阻力大，容易积尘结垢，反而可能使空调器的制冷量急剧下降。
为了提高蒸发器在制冷剂侧的传热系数，在国际上大力推广和应用强化制冷剂管内蒸发和冷凝的内螺纹管代替光管，即在管内表面上加工出许多微细的螺旋槽，与光管相比，可提高传热系数1.5~2.0倍，而其管内的压力损失与光管差不多。

4、分类（二）

按蒸发器的充满程度和蒸发情况，分为四种：
干式（非满液式)蒸发器、再循环式蒸发器、满液式蒸发器、喷淋式蒸发器。

（1）干式蒸发器

干式蒸发器是制冷剂液体在管内一次完全汽化的蒸发器，它具有充液量少、不需储液器或需小的储液器、便于把蒸发器中的润滑油排回压缩机、冷量损失小、可减少冻结的危险等优点，但是传热系数低，一般常用于冷库或蓄冷空调中。其工作过程如下图：

干式蒸发器按其冷却对象的不同，又可分为：冷却液体型（ U型管式、直管式、板式蒸发器）、冷却空气型（光滑管式、肋片管式）。如下面4图：

（2）再循环式蒸发器

再循环式蒸发器是制冷剂液体需经几次循环才能完全汽化的蒸发器。它具有较高的换热系数、但体积大，需要的制冷剂量多，运行费用高的特点。

（3）满液式蒸发器

满液式蒸发器结构紧凑、传热效果好、易于安装、使用方便；但制冷剂的充注量大，底部的蒸发温度稍高减少了传热温差，对于氟利昂蒸发器，润滑油较难排出，制冷剂易发生冻结。

（4）其他蒸发器

三、冷凝器

1、外形结构及组成

冷凝器实物外形见图

2、作用

作用是将压缩机排出的高温高压的气体变为低温高压的液体。

压缩机排出高温高压的气体进入冷凝器后，吸收外界的冷量，此时室外风机运行，将冷凝器表面的高温排向外界，从而将高温高压的气体冷凝为低温高压的液体。

常见型式：常见外观形状有单片式、双片式或更多。

3、分类（一）

风冷翅片式冷凝器是利用常温的空气来冷却的，按空气在冷凝器盘管外侧的流动原因，可分为空气自然对流和强迫对流两种型式。

空气自然对流冷凝器这种冷凝器的空气对流依靠热压作用，不设置风机，无风机噪声，结构简单，不易发生故障，但传热效率低，通常用制冷量很小的制冷装置，如家用冰箱等。

强迫对流式冷凝器有风机噪声，但传热效率较高，单位热负荷的体积小，使用方便，不需水源，应用广泛。家用空调系统就是用这种型式的冷凝器来进行换热的。它由几组蛇形盘管组成，在盘管外加有肋片。盘管组的一侧设置轴流风扇。盘管多采用Ф10~Ф16的小径铜管错排；肋片片厚为0.1~0.6mm，片间节距为1.5~4mm。这种冷凝器通常做成长方形或L型。

4、分类（二）

按照冷却方式可分为：空气冷却式冷凝器、水冷式冷凝器（壳管式冷凝器、套管式冷凝器、壳-盘管式冷凝器、螺旋板式冷凝器、沉浸式冷凝器）、蒸发式和喷淋式冷凝器。

（1）空气冷却式冷凝器

空气冷却式冷凝器常应用于冰箱、冷柜、小型空调器、冷场车、汽车空调等一些小型制冷装置中。它不需水，安装简单，可置于屋面；传热系数小，受环境温度影响大，恶化环境，除尘困难。但一般仅用于氟利昂制冷机中。
分类：据空气的流动情况，可分为自然对流冷却冷凝器和强制对流冷却冷凝器。