为什么满液式蒸发器比干式蒸发器换热好？

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一、满液式蒸发器和干式蒸发器：

干式蒸发器的结构和工作过程

干式蒸发器制冷剂在换热管内通过，冷水在高效换热管外运行，这样的换热器换热效率相对较低，其换热系数仅为光管换热系数的2倍左右，但是其优点是便于回油，控制较为简便，而制冷剂的充注量大约是满液式机组充注量的1/2～1/3左右。

满液式蒸发器的结构和工作过程

满液式蒸发器与干式蒸发器的运行方式恰好相反，冷水在换热管内通过，制冷剂完全将换热管浸没，吸热后在换热管外蒸发。满液式蒸发器的传热管表面上有许多针形小孔，管内表面上还有螺旋形凸起强化冷水侧的换热。这种同时强化管外沸腾和管内传热的高效传热管，使其传热系数较光管提高了5倍左右。

满液式与干式蒸发器结构对比

二、干式和满液式蒸发器的优缺点

满液式蒸发器在管内走水，制冷剂在管簇外面蒸发，所以传热面基本上都与液体制冷剂接触。一般壳体内充注的制冷剂量约为筒体有效容积的55%~65%，制冷剂液体吸热气化后经筒体顶部的液体分离器，回入压缩机。操作管理方便，传热系数较高。

缺点：

①制冷系统蒸发温度低于0℃时，管内水易冻结，破坏蒸发管；

②制冷剂充灌量大；

③受制冷剂液柱高度影响，筒体底部的蒸发温度偏高，会减小传热温差；

④蒸发器筒体下部会积油，必须有可靠的回油措施，否则影响系统的安全运行。

干式蒸发器的制冷剂在管内流动，水在管簇外流动。制冷剂流动通常有几个流程，由于制冷剂液体的逐渐气化，通常越向上，其流程管数越多。为了增加水侧换热，在筒体传热管的外侧设有若干个折流板，使水多次横掠管簇流动。

优点：

①润滑油随制冷剂进入压缩机，一般不存在积油问题

②充灌的制冷剂少，一般只有满液式的1/3左右；

③t0在0℃附近时，水不会冻结

三、为什么满液式蒸发器比干式蒸发器换热效果好？

关于这个问题，我们制冷百家粉丝群曾经也讨论过，我们汇总一下一些比较经典的意见：

群友北冰洋：

单从蒸发器换热的角度来讲（不考虑压缩机的湿压缩问题），管内制冷剂沸腾换热的换热系数是随着干度的逐渐增大而逐渐减弱的，至制冷剂完全气化。再往后就是制冷剂的过热区，在过热区管内换热系数衰减得较上述的分析更厉害。

所以，如果单考虑蒸干式发器的传热效果，我认为是出口是气液混合物最好，顾及压缩机的湿压缩，刚好是饱和气体次之，若考虑安全系数，有一定过热度最好。

如果做成类似氨的氟利昂低压循环桶，换热效果肯定会较上述讨论的干式蒸发好很多。当然现在用的比较多的是满液式蒸发，传热系数也比干式蒸发高不少。

群友YJY1982：

为什么满液式蒸发器会比干式蒸发器换热系数高？

这个问题的答案就一句话：因为配备满液式蒸发器机组的吸气过热度基本为0度，而配备干式蒸发器机组的吸气过热度必须大于等于5度，问题的关键就在这5摄氏度上。

群友wangnan2006：

干式换热器的内表面无法始终保持湿润，伴随着气体的产生。而满液式始终浸泡在液体中情况很好。沸腾换热的换热系数是很大的，而气体和水换热的换热系数很低，导致满液式要大于干式的换热系数。而水侧的换热系数较小，不是起到主导作用的。另外干式为了保证出口过热度，气体和水的换热面积一般设计了20%的量。这部分是纯粹的气体和水的换热。

群友Master:

用洗澡打个比喻，干式蒸发器就像洗淋浴，而满液式蒸发器像是泡澡，哪个效果好就很好理解了，呵呵

群友Seascal2006:

关键问题在于制冷剂侧制冷剂与管壁的传热系数的不同。其中制冷剂在液体时与管壁的传热系数比气态时大的多（一般情况是大2个数量级）.

满液式蒸发器中制冷剂充注量比较大，蒸发器中制冷剂大部分以液态存在，所以制冷剂侧的传热系数比较大，故导致了总体的换热系数高。

干式蒸发器中制冷剂充注量比较少，蒸发器中制冷剂大部分以汽态存在，所以制冷剂侧的传热系数比较小，故导致了总体的换热系数低。

另外，一般满液式蒸发器的处理对象是水， 干式蒸发器的处理对象是空气，水与管壁的传热系数比空气与管壁的传热系数大很多（也是以数量级比较）。

以上两个原因导致了满液式蒸发器会比干式蒸发器换热系数高

群友wyjx-0001：

满液式蒸发器制冷工质走壳程（换热管外，壳体内）,被冷却物质走管程(管内)，靠液位控制或增加气液分离装置来保证压缩机不会发生湿冲程。而干式蒸发器制冷工质走管程（管内），被冷却物质走壳程（管外，壳体内），为了保证压缩机不发生湿冲程，靠热力膨胀阀来控制供液量，使蒸发器中的液体制冷剂须在管子行程的85％左右时就完全蒸发完了，剩下的15％左右的管程只能完成过热。由此来看:相同蒸发面积，满液式蒸发器可能比干式换热器换热效果好。

以上为制冷百家粉丝群的一些经典意见，我们通过Coolapck这个软件来进行热力计算，很直观的能看出两者的区别：

满液式蒸发器的制冷循环系统：

蒸发器内制冷剂单位制冷量为：

hevap=h7-h6

即使系统制冷剂流量为0.5kg/s，但是实际参与蒸发的制冷剂量为0.316kg/s；

干式蒸发器的制冷循环系统：

蒸发器内制冷剂单位制冷量为：

hevap=h7-h6

蒸发器内参与蒸发蒸发的制冷剂流量为0.5kg/s

通过以上的对比计算，在本系统中，我们能得到：

满液式蒸发器参与蒸发的制冷剂为干式蒸发器的62%左右；反过来说就是满液式蒸发器的换热面积可以做的比干式蒸发器要小很多；满液式蒸发器的换热系数比干式蒸发器换热系数高。

四、满液式蒸发器的回油问题

满液式蒸发器的回油，目前主流的有：

引射回油；

油泵回油；

在刚开始的时候，满液式效率高，用久了，油有部分会附着在铜管上，效率就降下来了，干式蒸发器，利用冷媒在铜管中的高速，可以随冷媒直接回压缩机。

此外干式蒸发器多采用冷媒蒸发后，回气冷却电机，这样如果有冷媒液滴，也会在电机上蒸发，确保纯的蒸汽进入螺杆，

其次，由于在用气体冷却，冷却为连续冷却，电机线圈温度波动不大，如果采用喷液冷却，温度波动比较打，而且不是连续冷却。因此采用干式蒸发器可以做到电机寿命和稳定性大大提高。

其次，以日立干蒸为例，是无易损易耗件，螺杆机不需要像离心机那样，每2年打开更换一次零部件，因此干蒸来说，寿命和稳定性比较高，不想满液式，每两年更换时，空气，水分，进入系统，对机组有降低性能的影响，水分进入系统后，尽管系统中有干燥过滤器，但是过滤器吸收水分是需要时间的，在这段时间中，水分和冷媒、冷冻机油发生化学反应，使机组寿命逐年速降。

如果从初投资+维护保养费，干蒸和满液相差不多。

《未完待续》

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