V odvětví chlazení a klimatizace je výparník jednou z nejdůležitějších komponent, odpovědný za přeměnu nízkotlaké kapalné chladivo na plynný stav, čímž absorbuje teplo a dosahuje chladicího efektu. Podle relativní polohy a vzoru průtoku mezi chladivem a trubicí pro výměnu tepla je výparník rozdělen hlavně do dvou kategorií: suchý odpařování a zaplavený výparník.
1. Suchý výparník
Suchý výparník se skládá ze skořápky s více zkumavkami pro výměnu tepla uspořádaných paralelně nebo v sérii. Na vnější straně trubice pro výměnu tepla mohou být zajištěny přepážky nebo vodicí desky, aby se vedl směr proudění vody, zajistil, aby chladicí voda mohla rovnoměrně pokrýt všechny povrchy trubice výměny tepla a zlepšit účinnost přenosu tepla. Nahoře je často poskytován prostor separace plynu, aby se oddělilo plynné chladivo od kapalného chladiva, aby se zajistilo, že do kompresoru je odesláno pouze plynné chladivo.
Pracovní proces: Kapalina chladiva vstupuje do trubice pro výměnu tepla ze dna výparníku a začne absorbovat teplo z chladicí vody mimo trubici. Když se teplo absorbuje, chladivo se postupně vypařuje do plynného stavu a tlak a teplota chladiva zůstává během tohoto procesu relativně konstantní. Odpařený plyn chladiva stoupá na vrchol výparníku, kde je dále odstraněn zařízením separace plynu a poté nasává kompresor.
Současně chladicí voda ve vnějším oběhu nepřetržitě bere teplo, aby se udržela podmínky teplotního rozdílu potřebného pro proces odpařování. Protože suchý výparník používá k přenosu tepla přirozenou konvekci, je jeho celková účinnost výměny tepla nižší než účinnost zatopeného výparníku; Znamená to však také, že k splnění pracovních požadavků, snížení nákladů a potenciálních rizik je nutné méně plnění chladiva.
Výhody: Dobrý výkon návratu oleje, mazací olej lze přímo vrátit do kompresoru s chladivem a množství plnění chladiva je malé, asi jen asi jednu třetinu zatopeného výparu.
Nevýhody: Ve srovnání s zatopeným výparníkem je účinnost přenosu tepla nízká, přibližně dvojnásobek koeficientu přenosu tepla holé trubice.
2. zaplavené výparník
Zatopená výparník je vysoce účinná zařízení pro výměnu tepla, které se široce používá v systémech chlazení a klimatizace. Jeho hlavním rysem je, že studená voda teče uvnitř trubic pro výměnu tepla, zatímco chladivo zcela ponoří tyto trubky výměny tepla a vaří a odpařuje se mimo trubky.
Strukturální rysy: Zapoutává výparník se skládá z uzavřené skořepiny obsahující velké množství vysoce účinných zkumavek o výměně tepla uspořádaných paralelně. Tyto zkumavky pro výměnu tepla mohou být hladké nebo mít speciální povrchové ošetření nebo vnitřní struktury (jako jsou spirálové výčnělky), aby se zvýšila účinnost přenosu tepla. V některých návrzích mohou mít trubky pro výměnu tepla také dírky nebo jiné formy povrchových prvků, které podporují proces varu chladiva.
Ve spodní části skořepiny je přívodní port kapaliny a na horní části separační zařízení plynu, aby se zajistilo, že do kompresoru je odesláno pouze plynné chladivo. Aby se zlepšil účinek výměny tepla na straně chladicí vody, jsou mezi trubicemi výměny tepla někdy nastaveny přepážky, aby byla dráha průtoku vody klikajší, čímž se zvyšuje kontaktní plocha a narušení.
Pracovní proces: Kapalné chladivo vstupuje do skořepiny ze spodní části výparníku a zcela ponoří trubky výměny tepla. Vytápění a odpařování chladiva: Když se nízká teplota a nízkotlaká kapalina chladiva kontaktuje trubice na výměně tepla s vyšší teplotou, začíná absorbovat teplo ze studené vody ve zkumavkách a postupně se odpařuje do plynného stavu. V tomto procesu, protože chladivo je v přímém kontaktu s povrchem výměny tepla, lze dosáhnout velmi vysoké účinnosti přenosu tepla.
Jak se více odpařuje chladiva, směs stoupá na vrchol výparníku. Zde jsou neevaporované kapičky kapaliny odstraněny speciálně navrženým separátorem plynu-kapaliny, aby se zajistilo, že do kompresoru pro další cyklus je odesláno pouze plynné chladivo. Současně se studená voda procházející trubicí pro výměnu tepla ochladí kvůli uvolnění tepla a poté z výparníku vytéká, aby se pokračovala v účasti na chladicím cyklu systému. Protože se během celého procesu výměny tepla hromadí určité množství mazacího oleje, jsou vyžadována účinná opatření pro návratnost oleje, například použití vyhazovacího čerpadla nebo gravitace k pravidelnému vypouštění mazacího oleje nahromaděného na dně, aby se zajistilo normální provoz systému.
Výhody: Koeficient přenosu tepla, jednoduchý ovládání a pohodlný provoz a správa.
Nevýhody: Když je teplota odpařování nižší než 0 stupeň, existuje riziko zmrazení vody ve zkumavce. Objem plnění chladiva je velký, asi 55% ~ 65% efektivního objemu válce. Teplota odpařování ve spodní části válce, která snižuje celkový rozdíl teploty přenosu tepla. Spodní část válce je náchylná k akumulaci oleje a pro zajištění bezpečného provozu jsou nutná účinná opatření pro návratnost oleje.
