1. 湿工况空气侧强迫对流换热：湿空气中水蒸气在低于露点温度的翅片表面凝 结，称为凝露，即湿工况；水蒸气凝结相变传热，且液膜波动扰动，使空气 侧表面传热系数提高30～50%；肋效率下降30%左右；以上两者互相抵消， 总传热系数提高10%左右；
2. 湿工况会增大空气流动阻力：液膜减小翅片间隙，增大流动阻力，风机风量 减小；出现“水桥”时，流动阻力显著增大，需翅片表面涂层技术，如亲水 膜、憎水膜等，使排水流畅，流动阻力减小约40%；
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6.2 蒸发器
6.2.1 蒸发器的分类与结构-满液式蒸发器
1. 满液式蒸发器：制冷剂管外沸腾，液体载 冷剂管内流动；润湿周长接近100%，传 热系数大；上部设置挡液板或气包，气液 分离作用；底部设置均液板，使液体沿长 度方向均匀分布；
2. 满液式蒸发器缺点：制冷剂充灌量大；受 液体静压影响，蒸发温度高，底部传热温 差小；积存的制冷剂漂在上部自由液面上， 回油困难；
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6.2 蒸发器
6.2.2 蒸发器内的对流传热-满液式蒸发器内沸腾换热
1. 满液式蒸发器中沸腾换热：水平管束外大空间饱和沸腾换热；
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6.2 蒸发器
6.2.2 蒸发器内的对流传热-表面式蒸发器空气侧强迫对流换热
1. 干工况空气侧强迫对流换热：经典的MacQuistion公式。该公式传热因子 适用于叉排、4～8排，小于4排需修正；外掠圆管尾流区内存在边界层分离 现象，后排与前排流动存在差别，需管排修正；
2. 空调采用三角叉排，氨用钢管钢翅片，氟利昂用铜管铝翅片； 3. 空气流速大，表面传热系数大，但空气阻力大，风机功耗高。迎面风速
1.5～3.0m/s。
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2. 干式蒸发器缺点：润湿周长仅约30%，传热系数小；流动阻力较大时，抬高 制冷剂入口温度，减小传热温差；折流板与壳体、管子存在间隙，易发生泄 漏；折流板结构、工艺复杂，管外除垢难；
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6.2 蒸发器
6.2.1 蒸发器的分类与结构-再循环式蒸发器
1. 再循环式蒸发器：气液分离 器与蒸发器进、出口接通， 蒸发器出口为气液两相制冷 剂，分离出的气体被压缩机 吸入，液体再次循环蒸发。
泛应用，肋高影响最为显著；表面传热系数增大1.6-3倍，压降增大1-2倍； 微肋管比光管重量轻； 3. 微细内肋管对流换热增强因子：微肋管表面传热系数与当量直径光管表面传 热系数之比；工程中，形状复杂微肋管的实际传热面积很难估算，等内径、 同样长度光管的名义表面传热系数替代，非实际传热面积；增强因子包含面 积扩展、扰动强化两种强化传热作用。
2. 润湿周长约为50%，传热系 数比干式蒸发要大。
3. 再循环式蒸发器与液位式节 流装置配套。
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6.2 蒸发器
6.2.1 蒸发器的分类与结构-再循环式蒸发器
1.
2.
直立管再循环式蒸发器： 进液管插入立管下部， 扰动较大，强化传热； 适用于氨；润滑油沉积 底部，定期排放。 泵驱动再循环式蒸发器： 泵入口必须纯液体，必 要时排汽；气液分离器 空间足够，保证气液分 离效果；适用于氨和氟 利昂；氟利昂时，润滑 油漂在上部，要注意回 油。
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6.2 蒸发器
6.2.1 蒸发器的分类与结构-干式蒸发器
1. 自然对流换热管板式蒸发器：直冷冰箱小冷冻室；丝管式多层搁架式：直冷冰 箱大冷冻室。
2. 强制对流翅片管式蒸发器：干、湿、结霜工况，翅片间距不同；。
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6.2 蒸发器
6.2.1 蒸发器的分类与结构-干式蒸发器
1. 干式蒸发器优点：充灌量少，不需或只需小的储液器；能顺畅回油；载冷剂 管外，减缓冻结风险。
2. 翅片类型：平直、波纹、百叶窗或条缝翅片的空气侧表面传热系数依次增大； 但流动阻力也依次增大；翅片类型不同，空气侧强迫对流换热关联式不同；
3. 翅片效率：平直翅片的肋片效率有理论公式，其他翅片的需专用公式；
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6.2 蒸发器
6.2.2 蒸发器内的对流传热-表面式蒸发器空气侧强迫对流换热
2. 流程数选择：内肋管时，采用2程的U型管结构，可防止转向时气液分离现 象；光管时，可为4或6程，每程管数增多，要考虑两程间的气液两相制冷剂 均匀分配进入下一程；
3. 载冷剂降温的选择：氟利昂水侧一般为4～6℃。最近新趋势采用大温差，降 低载冷剂流量，减小泵功耗，但会降低蒸发温度，制冷机组的能效比减小， 从制冷机组和末端载冷剂总功耗减小。
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6.2 蒸发器
6.2.2 蒸发器内的对流传热-板式换热器流动沸腾换热
1. 板式换热器中流动沸腾换热复杂性：流道间隙约2-3mm；立体网状曲折流 道；内部强扰动，低Re数即达到紊流；
2. 板式换热器中流动沸腾传热多借用水流动沸腾的经典公式；适用于制冷剂的 流动传热公式非常匮乏；
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2. U型管式干式蒸发器，制冷剂进、出口在同一端；气液两相制冷剂易分配均匀； 管组弯曲半径不同；管子损坏不易更换；
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6.2 蒸发器
6.2.1 蒸发器的分类与结构-干式蒸发器
1.
2.
板式蒸发器：板片间隙 2.5mm左右；板片上有凸凹 槽道，临近板片槽道反向， 形成三维多接触点网状流道， 扰动很大；清洗不便； 两侧为水时，传热系数 5000～7000W/(m2·K)；氟利 昂类制冷剂表面传热系数小 于水侧；低Re数即可达到紊 流；
发器； 4. 节流装置和蒸发器密切相关：节流装置供液量影响蒸发器两相区、过热区面积；
蒸发器两相区和出口状态对节流装置供液量提出要求。节流装置和蒸发器一体 化处理。 5. 蒸发器型式与节流装置型式具有对应关系：干式蒸发器对应基于过热度的毛细 管、热力膨胀阀；满液式蒸发器对应基于液位控制的浮子阀、电子液位计；再 循环式蒸发器对应基于液位控制的节流装置，还需循环泵和低压循环储液桶等 附件。
4. 载冷剂折流板数选择：折流板数保证载冷剂有一定的流速0.5～1.5m/s；缺 口尺寸，在传热系数增大和阻力增大间权衡。
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6.2 蒸发器
6.2.3 蒸发器的传热计算-表面式蒸发器设计原则
1. 结构参数：管直径根据管径优先尺寸、制冷量大小确定；肋片厚度0.1～ 0.4mm；翅片间距1.3～4.0mm，结霜时翅片间距大；排数1～6，排数越 多，后排传热温差小，传热效果差，此时需增大翅片间距；肋管长度不超过 12m。
冷量。采用分液器分为多支路，减小压降，增大制冷量。 4. 干式蒸发器对应基于过热度的节流阀：热力或电子膨胀阀、毛细管。
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6.2 蒸发器
蒸发器的分类与结构-干式蒸发器
1. 单程直管式干式蒸发器：制冷剂进、出口在两端，从蒸发器一端流至另一端就 完全蒸发为气体；流程管根数依次增多；折流板；内螺纹管；
3. 结霜工况对空气侧传热影响：增大热阻；翅片间隙减小，阻力增大，风量减 小；风量减小的影响更显著；结霜工况下，尽量不使用百叶窗或条缝翅片， 风阻过大，风量减小显著，制热量衰减严重；
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6.2 蒸发器
6.2.3 蒸发器的传热计算-满液式设计原则
1. 满液式蒸发器设计原则：上部气液分离，可采用气包或挡液板；上部1～3排 管露在液面上，挡液和蒸发液滴；氨采用钢管，氟利昂采用低螺纹铜管；
3. 满液式蒸发器与液位式节流装置配套：液 位固定，可保证润湿周长；液位固定，有 利于找准油位，便于回油；
4. 主要采用缩放喷嘴引射回油。
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6.2 蒸发器
6.2.2 蒸发器内的对流传热-管内流动沸腾换热
1. 因气液相变蒸发传热的复杂性、不确定性，研究处于半理论半经验阶段。 2. 单组分管内流动沸腾换热：核态沸腾与强迫对流换热的综合；微细内肋管广
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6.2 蒸发器
6.2.1 蒸发器的分类与结构-干式蒸发器
1. 干式蒸发器：制冷剂从进口至出口一次完全汽化，即出口不带液体。 2. 干式蒸发器液体量约为管内容积的15%～20%，润湿周长约为圆周的30%，即
有效气液相变沸腾换热的面积仅为内表面积的30%； 3. 增大制冷剂质量流量，可增大润湿周长，但会增大压降，会减小传热温差和制
2. 载冷剂流速：氨制冷剂采用盐水载冷剂，腐蚀性大，流速较低，0.5～ 1.5m/s；氟利昂采用水载冷剂时，流速较高，2.0～2.5m/s；
3. 载冷剂温降：4～5℃；温降过大，传热温差小；温降过小，流量大，流速高。
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6.2 蒸发器
6.2.3 蒸发器的传热计算-干式壳管式设计原则
1. 制冷剂质量流速选择：流速大，制冷剂侧表面传热系数大，但压降大，传热 温差小，即流速对表面传热系数和传热温差的作用相反；若使换热量最大， 存在最佳流速。
制冷与低温技术原理
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6.2 蒸发器
1. 制冷剂气液蒸发相变表面传热系数是气体单相强制对流传热系数的10～100 倍，强化蒸发器换热可增大润湿周长，减小过热区面积；
2. 为防止压缩机液击损坏，希望蒸发器出口有过热度，或设置气液分离器； 3. 制冷剂的充满程度及蒸发情况分类：干式蒸发器，再循环式蒸发器，满液式蒸