蒸发器

蒸发器是制冷四大件中很重要的一个部件，低温的冷凝液体通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，气化吸热，达到制冷的效果。蒸发器主要由加热室和蒸发室两部分组成。加热室向液体提供蒸发所需要的热量，促使液体沸腾汽化;蒸发室使气液两相完全分离。

中文名：蒸发器

外文名：Evaporator

作用：制冷剂蒸发吸热

学科：物理学

1、基本介绍

蒸发器

*循环管式蒸发器加热室中产生的蒸气带有大量液沫，到了较大空间的蒸发室后，这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离。通常除沫器设在蒸发室的顶部。蒸发器按操作压力分常压、加压和减压3种。

按溶液在蒸发器中的运动状况分有：

①循环型。沸腾溶液在加热室中多次通过加热表面，如*循环管式、悬筐式、外热式、列文式和强制循环式等。

②单程型。沸腾溶液在加热室中一次通过加热表面，不作循环流动，即行排出浓缩液，如升膜式、降膜式、搅拌薄膜式和离心薄膜式等。

③直接接触型。加热介质与溶液直接接触传热，如浸没燃烧式蒸发器。蒸发装置在操作过程中，要消耗大量加热蒸汽，为节省加热蒸汽，可采用多效蒸发装置和蒸汽再压缩蒸发器。蒸发器广泛用于化工、轻工等部门。

2、分类介绍

蒸发器

1.按蒸发方式分：自然蒸发：即溶液在低于沸点温度下蒸发，如海水晒盐，这种情况下，因溶剂仅在溶液表面汽化，溶剂汽化速率低。沸腾蒸发：将溶液加热至沸点，使之在沸腾状态下蒸发。工业上的蒸发操作基本上皆是此类。

2.按加热方式分：直接热源加热它是将燃料与空气混合，使其燃烧产生的高温火焰和烟气经喷嘴直接喷入被蒸发的溶液中来加热溶液、使溶剂汽化的蒸发过程。间接热源加热容器间壁传给被蒸发的溶液。即在间壁式换热器中进行的传热过程。

3.按操作压力分：可分为常压、加压和减压(真空)蒸发操作。很显然，对于热敏性物料，如抗生素溶液、果汁等应在减压下进行。而高粘度物料就应采用加压高温热源加热(如导热油、熔盐等)进行蒸发4.按效数分：可分为单效与多效蒸发。若蒸发产生的二次蒸汽直接冷凝不再利用，称为单效蒸发。若将二次蒸汽作为下一效加热蒸汽，并将多个蒸发器串联，此蒸发过程即为多效蒸发。

3、构件特点

蒸发器

1、蒸发器内径为φ200mm、高度约为100mm的金属圆盆。

2、蒸发器为金属圆形结构、内壁应圆滑，蒸发器刃口不得有毛刺或碰伤等缺陷。

3、所有与水接触的部位应光滑，其相互配合或连接部焊缝应严密、牢固、不得有渗漏水现象。

4、蒸发器各零、部件的装配应正确，不得有松脱、变形及其它影响使用的缺陷。

5、蒸发器各零、部件所敷保护层应牢固、均匀、光洁，不得有脱层、锈蚀等缺陷。

6、蒸发器与安装框架应安装方便，并能使蒸发器在正常使用中不会因风力影响而脱开。

7、附件：带刻度量杯一只、储水器一个、安装框架一个、金属丝网罩一个。

间壁传热式常用的间壁传热式蒸发器，按溶液在蒸发器中停留的情况，大致可分为循环型和单程型两大类。

一、循环性蒸发器这一类型的蒸发器，溶液都在蒸发器中作循环流动。由于引起循环的原因不同，又可分为自然循环和强制循环两类。

1.*循环管式蒸发器这种蒸发器又称作标准式蒸发器。它的加热室由垂直管束组成，中间有一根直径很大的*循环管，其余管径较小的加热管称为沸腾管。由于*循环管较大，其单位体积溶液占有的传热面，比沸腾管内单位溶液所占有的要小，即*循环管和其它加热管内溶液受热程度不同，从而沸腾管内的汽液混合物的密度要比*循环管中溶液的密度小，加之上升蒸汽的向上的抽吸作用，会使蒸发器中的溶液形成由*循环管下降、由沸腾管上升的循环流动。这种循环，主要是由溶液的密度差引起，故称为自然循环。这种作用有利于蒸发器内的传热效果的提高。为了使溶液有良好的循环，*循环管的截面积一般为其它加热管总截面积的40～100%;加热管高度一般为1～2m;加热管直径在25～75mm之间。这种蒸发器由于结构紧凑、制造方便、传热较好及操作可靠等优点，应用十分广泛。但是由于结构上的限制，循环速度不大。加上溶液在加热室中不断循环，使其浓度始终接近完成液的浓度，因而溶液的沸点高，有效温度差就减小。这是循环式蒸发器的共同缺点。此外，设备的清洗和维修也不够方便，所以这种蒸发器难以完全满足生产的要求。

2.悬筐式蒸发器为了克服循环式蒸发器中蒸发液易结晶、易结垢且不易清洗等缺点，对标准式蒸发器结构进行了更合理的改进，这就是悬筐式蒸发器。加热室4象个篮筐，悬挂在蒸发器壳体的下部，并且以加热室外壁与蒸发器内壁之间的环形孔道代替*循环管。溶液沿加热管*上升，而后循着悬筐式加热室外壁与蒸发器内壁间的环隙向下流动而构成循环。由于环隙面积约为加热管总截面积的100至150%，故溶液循环速度比标准式蒸发器为大，可达1.5m/s。此外，这种蒸发器的加热室可由顶部取出进行检修或更换，而且热损失也较小。它的主要缺点是结构复杂，单位传热面积的金属消耗较多。3.列文式蒸发器上述的自然循环蒸发器，其循环速度不够大，一般均在1.5m/s以下。为使蒸发器更适用于蒸发粘度较大、易结晶或结垢严重的溶液，并提高溶液循环速度以延长操作周期和减少清洗次数。其结构特点是在加热室上增设沸腾室。加热室中的溶液因受到沸腾室液柱附加的静压力的作用而并不在加热管内沸腾，直到上升至沸腾室内当其所受压力降低后才能开始沸腾，因而溶液的沸腾汽化由加热室移到了没有传热面的沸腾室，从而避免了结晶或污垢在加热管内的形成。另外，这种蒸发器的循环管的截面积约为加热管的总截面积的2～3倍，溶液循环速度可达2.5至3m/s以上，故总传热系数亦较大。这种蒸发器的主要缺点是液柱静压头效应引起的温度差损失(意义详见6.3.1)较大，为了保持一定的有效温度差要求加热蒸汽有较高的压力。此外，设备庞大，消耗的材料多，需要高大的厂房等。除了上述自然循环蒸发器外，在蒸发粘度大、易结晶和结垢的物料时，还采用强制循环蒸发器。在这种蒸发器中，溶液的循环主要依靠外加的动力，用泵迫使它沿一定方向流动而产生循环。循环速度的大小可通过泵的流量调节来控制，一般在2.5m/s以上。强制循环蒸发器的传热系数也比一般自然循环的大。但它的明显缺点是能量消耗大，每平方米加热面积约需0.4～0.8kW。

二、单程型蒸发器这一大类蒸发器的主要特点是：溶液在蒸发器中只通过加热室一次，不作循环流动即成为浓缩液排出。溶液通过加热室时，在管壁上呈膜状流动，故习惯上又称为液膜式蒸发器。

4、故障排除

蒸发压力过低蒸发温度与载冷剂出口温度之差增大

1、制冷剂充灌量不够补加制冷剂；

2、机组内制冷剂泄漏机组检漏；

3、浮球阀动作失灵，制冷液不能流入蒸发器修复浮球阀堵管或换管检修水室；

4、蒸发器中漏入载冷剂(冷水)；

5、蒸发器水室短路；

5、结垢处理

蒸发器

原因危害蒸发器循环冷却水中含有大量的盐类物质、腐蚀产物和各种微生物，由于未对其进行水处理，蒸发器运行一段时间后水侧会结有大量的钙镁碳酸盐垢及藻类、微生物淤泥、粘泥等，这些污垢牢固附着于铜管内表面，导致传热恶化、循环压力上升、机组真空度降低，影响机组的运行效率，造成较大的经济损失。传统的清洗方法通常采用化学清洗-酸洗，这种方法对各种沉积都有效，比机械方法省时。

但化学清洗对系统和其他金属部件有腐蚀性，容易出现腐蚀设备管线的事情，而且在排放时污染环境。

除垢准备

1、断开与蒸发器无关的其它系统。

2、开启蒸发器水侧高点放空阀和蒸汽侧低点导淋阀，以保证清洗过程中反应产生的大量气体能够及时排放和清洗液的充满度;同时通过导淋阀监测清洗过程中换热器铜管的泄漏情况。

3、为了监测系统的清洗效果及清洗过程中设备的腐蚀情况，在清洗施工前，将相当于设备材质的标准腐蚀试片、监测管段分别悬挂于清洗槽中。