蒸發(fā)是液態(tài)轉化為氣態(tài)的物理過程。一般而言,蒸發(fā)器即液態(tài)物質轉化為氣態(tài)的物體。工業(yè)上有大量的蒸發(fā)器,其中應用于制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器是其中一種。蒸發(fā)器是制冷四大件中很重要的一個部件,低溫的冷凝液體通過蒸發(fā)器,與外界的空氣進行熱交換,氣化吸熱,達到制冷的效果。蒸發(fā)器主要由加熱室和蒸發(fā)室兩部分組成。加熱室向液體提供蒸發(fā)所需要的熱量,促使液體沸騰汽化;蒸發(fā)室使氣液兩相完全分離。
懸筐式蒸發(fā)器為了克服循環(huán)式蒸發(fā)器中蒸發(fā)液易結晶、易結垢且不易清洗等缺點,對標準式蒸發(fā)器結構進行了更合理的改進,這就是懸筐式蒸發(fā)器。加熱室4象個籃筐,懸掛在蒸發(fā)器殼體的下部,并且以加熱室外壁與蒸發(fā)器內壁之間的環(huán)形孔道代替中央循環(huán)管。溶液沿加熱管中央上升,而后循著懸筐式加熱室外壁與蒸發(fā)器內壁間的環(huán)隙向下流動而構成循環(huán)。由于環(huán)隙面積約為加熱管總截面積的100至150%,故溶液循環(huán)速度比標準式蒸發(fā)器為大,可達1.5m/s。此外,這種蒸發(fā)器的加熱室可由頂部取出進行檢修或更換,而且熱損失也較小。它的主要缺點是結構復雜,單位傳熱面積的金屬消耗較多。
列文式蒸發(fā)器上述的自然循環(huán)蒸發(fā)器,其循環(huán)速度不夠大,一般均在1.5m/s以下。為使蒸發(fā)器更適用于蒸發(fā)粘度較大、易結晶或結垢嚴重的溶液,并提高溶液循環(huán)速度以延長操作周期和減少清洗次數。
這種蒸發(fā)器的主要缺點是液柱靜壓頭效應引起的溫度差損失(意義詳見6.3.1)較大,為了保持一定的有效溫度差要求加熱蒸汽有較高的壓力。此外,設備龐大,消耗的材料多,需要高大的廠房等。 除了上述自然循環(huán)蒸發(fā)器外,在蒸發(fā)粘度大、易結晶和結垢的物料時,還采用強制循環(huán)蒸發(fā)器。在這種蒸發(fā)器中,溶液的循環(huán)主要依靠外加的動力,用泵迫使它沿一定方向流動而產生循環(huán)。循環(huán)速度的大小可通過泵的流量調節(jié)來控制,一般在2.5m/s以上。強制循環(huán)蒸發(fā)器的傳熱系數也比一般自然循環(huán)的大。但它的明顯缺點是能量消耗大,每平方米加熱面積約需0.4~0.8kW。