Dans l'industrie de la réfrigération et de la climatisation, l'évaporateur est l'un des composants les plus importants, responsable de la conversion du réfrigérant liquide à basse pression en un état gazeux, absorbant ainsi la chaleur et réalisant un effet de refroidissement. Selon la position relative et le schéma d'écoulement entre le réfrigérant et le tube d'échange de chaleur, l'évaporateur est principalement divisé en deux catégories: l'évaporateur sec et l'évaporateur inondé.
1. Évaporateur sec
L'évaporateur sec se compose d'une coquille avec plusieurs tubes d'échange de chaleur disposés en parallèle ou en série. Des chicanes ou des plaques de guidage peuvent être fournies à l'extérieur du tube d'échange de chaleur pour guider la direction de l'écoulement de l'eau, garantir que l'eau de refroidissement peut couvrir uniformément toutes les surfaces du tube d'échange de chaleur et améliorer l'efficacité du transfert de chaleur. Un espace de séparation des gaz est souvent fourni en haut pour séparer le réfrigérant gazeux du réfrigérant liquide pour s'assurer que seul le réfrigérant gazeux est envoyé au compresseur.
Processus de travail: Le liquide réfrigérant entre dans le tube d'échange de chaleur du fond de l'évaporateur et commence à absorber la chaleur de l'eau de refroidissement à l'extérieur du tube. Lorsque la chaleur est absorbée, le réfrigérant s'évapore progressivement dans un état gazeux et la pression et la température du réfrigérant restent relativement constantes pendant ce processus. Le gaz réfrigérant évaporé s'élève au sommet de l'évaporateur, où il est encore enlevé par le dispositif de séparation des gaz, puis aspiré dans le compresseur.
Dans le même temps, l'eau de refroidissement de la circulation externe enlève en continu la chaleur pour maintenir les conditions de différence de température requises pour le processus d'évaporation. Étant donné que l'évaporateur sec utilise une convection naturelle pour transférer la chaleur, son efficacité d'échange de chaleur global est inférieure à celle de l'évaporateur inondé; Mais cela signifie également que moins de remplissage de réfrigérant est nécessaire pour répondre aux exigences de travail, en réduisant les coûts et les risques potentiels.
Avantages: Bonnes performances de retour d'huile, l'huile de lubrification peut être directement retournée au compresseur avec le réfrigérant, et la quantité de remplissage de réfrigérant est petite, environ environ un tiers de l'évaporateur inondé.
Inconvénients: Par rapport à l'évaporateur inondé, l'efficacité de transfert de chaleur est faible, environ le double du coefficient de transfert de chaleur du tube nu.
2. Évaporateur inondé
L'évaporateur inondé est un équipement d'échange de chaleur à haute efficacité, largement utilisé dans les systèmes de réfrigération et de climatisation. Sa principale caractéristique est que l'eau froide s'écoule à l'intérieur des tubes d'échange de chaleur, tandis que le réfrigérant plonge complètement ces tubes d'échange de chaleur et bouillonne et s'évapore à l'extérieur des tubes.
Caractéristiques structurelles: L'évaporateur inondé se compose d'une coquille fermée contenant un grand nombre de tubes d'échange de chaleur à haute efficacité disposés en parallèle. Ces tubes d'échange de chaleur peuvent être lisses ou avoir des traitements de surface spéciaux ou des structures internes (telles que les protubérances en spirale) pour améliorer l'efficacité du transfert de chaleur. Dans certaines conceptions, les tubes d'échange de chaleur peuvent également avoir des trous d'épingle ou d'autres formes de caractéristiques de surface pour favoriser le processus d'ébullition du réfrigérant.
Il y a un port d'alimentation liquide au bas de la coquille et un dispositif de séparation de gaz-liquide en haut pour s'assurer que seul le réfrigérant gazeux est envoyé au compresseur. Afin d'améliorer l'effet d'échange de chaleur du côté de l'eau de refroidissement, les chicanes sont parfois réglées entre les tubes d'échange de chaleur pour rendre le chemin d'écoulement de l'eau plus tortueux, augmentant ainsi la zone de contact et la perturbation.
Processus de travail: Le réfrigérant liquide entre dans la coquille du bas de l'évaporateur et plonge complètement les tubes d'échange de chaleur. Chauffage et évaporation du réfrigérant: Lorsque le réfrigérant liquide à basse température et à basse pression contacte les tubes d'échange de chaleur à plus haute température, il commence à absorber la chaleur de l'eau froide dans les tubes et s'évapore progressivement dans un état gazeux. Dans ce processus, comme le réfrigérant est en contact direct avec la surface d'échange de chaleur, une efficacité de transfert de chaleur très élevée peut être obtenue.
Au fur et à mesure que le réfrigérant s'évapore, le mélange monte au sommet de l'évaporateur. Ici, les gouttelettes liquides non évaporées sont supprimées par un séparateur à gaz spécialement conçu pour s'assurer que seul le réfrigérant gazeux est envoyé au compresseur pour le cycle suivant. Dans le même temps, l'eau froide traversant le tube d'échange de chaleur se refroidit en raison de la libération de chaleur, puis s'écoule de l'évaporateur pour continuer à participer au cycle de refroidissement du système. Étant donné qu'une certaine quantité d'huile de lubrification s'accumulera pendant l'ensemble du processus d'échange de chaleur, des mesures efficaces de retour d'huile sont nécessaires, comme l'utilisation d'une pompe d'éjecteur ou d'une gravité pour décharger régulièrement l'huile de lubrification accumulée en bas pour assurer le fonctionnement normal du système.
Avantages: coefficient de transfert de chaleur élevé, contrôle simple et fonctionnement et gestion pratique.
Inconvénients: Lorsque la température d'évaporation est inférieure à celle de 0, il existe un risque de congélation d'eau dans le tube. Le volume de remplissage de réfrigérant est important, environ 55% ~ 65% du volume effectif du cylindre. Affectée par la hauteur de la colonne liquide réfrigérant, la température d'évaporation au bas du cylindre est élevée, ce qui réduit la différence globale de température de transfert de chaleur. La partie inférieure du cylindre est sujette à l'accumulation d'huile, et des mesures efficaces de retour d'huile sont nécessaires pour assurer un fonctionnement sûr.
