製冷專業基礎知識培訓資料05-冷凝器

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來自專欄 製冷吧

冷凝器的作用是把壓縮機排出的高溫高壓的過熱蒸氣冷卻、冷凝液化甚至過冷。目的是將製冷劑熱量通過換熱器傳遞給其他介質（包括空氣，水等）。

冷凝器的散熱負荷通常等於製冷量加上適當的電機功率；

全封閉壓縮機所有的電機熱量都通過冷凝器散熱，所以加100%部電機功率；

半封閉壓縮機一部分熱量直接散到空氣中，所以在理論上加50%左右的負荷左右；

開啟式壓縮機電機熱量理論上不介入製冷系統，實際計算中為保證安全起見要考慮一部分的電機功率。

根據冷凝器散熱介質的不同，可以分為風冷、水冷或者風冷水冷結合式。

這種結合形式最常見的是蒸發冷，還有一種淋激式的（將水淋激到冷凝器上，利用水蒸發潛熱吸收熱量）。

還有一種是復疊系統中的蒸發冷凝器，高溫級製冷劑液體在裡面蒸發，此時它作為高溫系統的蒸發器；低溫製冷劑在在裡面冷凝，把它當作冷凝器，這也是一種冷凝器，在以後的復疊系統中我們再詳細講。

1、空氣式冷凝器通常稱為風冷冷凝器：

這種冷凝器一般都是一組或者多組蛇形管並聯構成。為了考慮增加散熱面積，通常在空氣側增加翅片或者絲管來保證散熱面積足夠。這種冷凝器大部分都是銅管做的，所以很少用於氨製冷系統。

根據空氣的流動情況，風冷冷凝器分為自然對流形式和強制對流形式。

1.1自然對流一般用在家用小型製冷設備上，一般製冷量不超過500W，功率不足200W，比如冰箱、空調等。由於沒有風機，一般噪音比較小，故障率低，設備緊湊。

自然對流的冷凝器又分為如下幾種：

1.1.1一種是家用冰箱的絲管式的，較常見，用直徑大約5～6mm左右的銅管焊1.5mm左右的鋼絲，鋼絲通常做有鍍銅等防腐措施。一般絲管式傳熱係數8～10w/㎡.℃，為增加換熱，塗黑漆以增加輻射換熱效果，同時具有一定保溫作用。其輻射散熱係數大約也在8～10 w/㎡.℃，充分利用輻射換熱，可以明顯增加該形式冷凝器換熱效果。

1.1.2還有一種冷凝器是家用冰箱用的箱壁式（或內藏式）的，即冷凝管固定在箱體外殼鋼板內壁，即在保溫層和箱體之間。這種形式冷凝器在外面看不見，用手摸能感覺箱體略微發熱，一般都在箱體兩側或後面。這種箱壁式冷凝器使冰箱外觀更漂亮，不容易損傷，但是散熱效果差一些。

絲管式冷凝器與內藏式式冷凝器相比散熱效果要好，強度要高，造價較低。但是鋼絲與銅管間有大量焊接點，焊接時要比較謹慎否則容易漏。另外管比較細阻力較大，製作做時建議沿流體流動方向向下有一定傾斜度，如果水平不利於製冷劑流動。

由於內藏式冷凝器位於電冰箱箱體中，因此檢修比較麻煩，尤其確定冷凝器出現故障需要更換時，常常將內藏式冷凝器廢棄，而在電冰箱外部另接鋼絲管式或百葉窗式冷凝器

1.1.3還有一種百葉窗式的（或板管式），就是將鈑金處理成百葉窗，將銅管和百葉窗焊接，以增加散熱面積。家庭冰箱也有用的，在此僅做了解，不去詳細講。

自然對流形式的冷凝器，不管什麼形式的，因為比較單薄，所以在運輸、移動使用中注意避免磕碰損壞。

1.2強制對流的風冷式冷凝器，也就是最常見的風冷冷凝器。這種冷凝器一般選擇現成產品。在設計或者選型的時候，有以下內容提供參考。

a該類型冷凝器一般採用φ8、φ10、φ12mm的銅管，比較大的時候也有採用φ16mm銅管，但是比較少見。

b壁厚一般0.5～1mm，客戶如有要求另當別論。太薄重量輕，價格便宜，容易損傷，容易漏；太厚，造價高，比較重，耐磕碰，耐腐蝕，不易泄漏。

c關於翅片，一般是0.15～0.3mm的鋁片，間距一般1.6～3mm之間，利用脹管使鋁片和銅管緊密結合在一起做成的風冷冷凝器。

早期的鋁片一般是平片，後隨工藝發展出現波紋片、增加縫隙或者波紋片加縫隙，目的都是為了增加空氣擾動，增加換熱效果。這些片換熱效果比平片高很多。

波紋片比平片在空氣側散熱係數大20%左右，總傳熱係數大10%左右，空氣阻力大約會增加50%。

有縫隙片相對於平片在空氣側的換熱係數要大60%左右，總傳熱係數要大30%左右，空氣阻力也要大60%左右。

有縫片和波紋片結合產品，效果更好，在空氣側換熱係數比平片要大一到兩倍，總換熱係數要大70～80%左右，當然風阻力增加一倍左右，選擇的時候要考慮加大風機的風壓。

現在擴展一下管的問題，因為平片的時候冷凝器的銅管通常都是普通光管，當空氣側換熱係數增大的時候，製冷劑側的換熱面積也要同時增加。通常有內翅片或內螺紋性質的管，增加製冷劑側的換熱面積，這種內螺紋管與波紋片結合的產品，其換熱係數會提高大約50%左右，選用時可以減小選型體積，節約材料又減小了設備體積。這種波紋內壁管的冷凝器，可能用的不多，國內一些主要是合資企業，會生產。如果在選擇的時候遇見外形尺寸有限制，面積還要充足，可以選擇，但是可能造價會高出很多。

d翅片係數，在選擇冷凝器的時候，出現翅片管時需了解翅片係數（與殼管換熱器用肋片管時的肋片係數一樣）：就是加工後的管的外表面積與光滑管的外表面積比值，一般是15～20。參照風冷冷凝器傳熱係數計算公式，製冷劑側的內表面換熱係數α=1667 w/m2℃，空氣側換熱系α=64.8w/m2℃，二者比值大約值25左右，即製冷劑側的換熱係數是空氣側的25倍左右，所以，空氣側傳熱面積要達到製冷劑側的20倍左右，才能將製冷劑產生的熱量幾乎全部散發出來。該參數只是廠家設計計算提供參考，選用時幾乎不需要計算。

e風冷冷凝器的布置形式上有叉排和順排，選用時盡量選擇叉排，叉排的紊流作用比順排要好，傳熱係數要比順排約大10%，換熱面積充分利用。順排紊流效果差，空氣沿銅管通道流動，銅管後背面不能完全熱交換。具體叉排與順排圖如下

f選擇冷凝器時沿空氣流動方向冷凝器排數通常是3-6列，常用4列。列數多冷凝器的整個外形尺寸能小一些，但是阻力較大。同時空氣流過冷凝器時溫度逐漸升高，傳熱溫差越來越小，厚度增加面積利用率減小，所以通常選用4列而不是越厚越好。選用6列但是空氣阻力較大，需要選擇更高風壓的風機；列數較少時冷凝效果要好，但是整個設備外形尺寸大，有些浪費。

f選擇冷凝器時沿空氣流動方向冷凝器排數通常是3-6列，常用4列。列數多冷凝器的整個外形尺寸能小一些，但是阻力較大。同時空氣流過冷凝器時溫度逐漸升高，傳熱溫差越來越小，厚度增加面積利用率減小，所以通常選用4列而不是越厚越好。選用6列但是空氣阻力較大，需要選擇更高風壓的風機；列數較少時冷凝效果要好，但是整個設備外形尺寸大，有些浪費。

h設計時冷凝器迎風面風速通常取2.5～5m/s,一般取3m/s左右。換熱器內部最窄處一般小於6m/s，通常不大於7m/s。因為雖然流速高換熱效果好一些但是噪音和阻力較大，不是很經濟，對風機的要求也比較高。

i設計冷凝器時無論是銅管還是鋁片表面盡量裸露不能塗漆，否則會影響傳熱。有時冷凝器放置的場地有腐蝕需要對冷凝器做防腐處理，可能要考慮噴一些類似親水鋁膜的有機物(一種聚氨酯塗料)，會減小空氣側的傳熱係數，這時要適當加大冷凝器面積，否則可能達不到預期的冷凝效果。

j通常風冷冷凝器鋁片片距1.6～3mm，片距小排數多即冷凝器比較厚時需要的風機風壓較大可能要100～150pa。常規冷凝器（片距較大，排數較少）50～100pa可能就夠了。

k涉及到製冷劑側在冷凝器內的壓力損失。壓力損失通常與冷凝器的結構形式有關，單程管距離長，折返的彎頭比較少，壓力損失就小一點；冷凝器比較短，彎頭多，製冷劑反覆折返，壓力損失就大一點。通常壓力損失值為0.1～0.7bar。個別可能更大，主要由冷凝器設計的結構決定。

l選擇冷凝器片距時盡量選擇廠家的標準片距，因為冷凝器片距受限於廠家製作翅片時翻邊的高度，正常情況片距等於翻邊的高度，翻邊的高度用來限制片和片之間的距離,防止片鬆動或串動。如果選擇非標的片距有可能會在片與片之間產生縫隙，將來會有灰塵或者翅片的鬆動影響散熱效果。因此應盡量選擇標準產品。不同廠家的模型不同可能標準產品片距也有差別。

m風冷冷凝器傳熱係數通常是30～35w/㎡.℃，結合換熱係數計算公式通常管內製冷劑側傳熱係數通常是1500～3000w/㎡.具體與製冷劑物性有關，不同製冷劑換熱係數也不同，大家了解即可不必研究那麼細。管外空氣側的傳熱係數通常是35～70w/㎡.℃，管外空氣側的傳熱係數與風機選型有關。風機大風壓大，傳熱係數大，反之傳熱係數小。選型時通常取30～35w/㎡.℃基本沒有問題。

以上為某風冷冷凝器生產廠家設計選型資料，2個方案，相關參數僅供參考。

2、水冷冷凝器

水冷冷凝器種類很多，最常用的是立式殼管冷凝器、卧式殼管冷凝器、套管式冷凝器、螺旋板式冷凝器、淋水式冷凝器、板式冷凝器、管盤式冷凝器等

2.1立式殼管冷凝器

殼管冷凝器一般分為立式和卧式兩種。

立式一般用在氨系統上 ，內地的大型冷庫一般用立式的 ，裡面的鋼管一般用直徑Φ38或Φ51的無縫鋼管 ，外邊的殼體一般用鋼板卷的，直徑一般500～1500mm左右 ，高度5米左右。

如圖片所示，製冷劑側上進下出，上面進位冷劑氣體，下面出製冷劑液體。 水側是冷卻水經泵打到冷卻塔，再從冷卻塔流到冷凝器上端的進水處(分水箱)，分水箱內的水分配器把水均勻的分到每一個冷凝管中，在冷凝管中沿著冷凝管的內壁螺旋流下，流到下邊的水池中。這裡注意一下 ：管內並不是充滿的水，僅僅是沿著管壁，中間有空氣柱。

立式殼管冷凝器主要靠重力使水流下，流速不會很高，所以傳熱係數相對會小一點，傳熱係數通常是700—800w/m2℃。冷卻水從上到下流淌過程中一般會有2～4℃的溫升，設計時通常選擇3℃。這種冷凝器 設計時單位面積 耗水量為 1～1.7?/h；傳熱溫差為4～6℃，設計時通常選擇5℃（水溫高時適當小一點）。

立式殼管冷凝器的優點是：1、佔地面積比較小，通常放在室外；2、冷凝器的上下進出水口是開放的，比較容易清理臟物（可以工作中清洗），所以對水質要求不高。

缺點是：1、耗水量比較大；2、由於水和空氣是接觸的，空氣中的二氧化碳會溶解到水中，對管道有一定的腐蝕性； 3、另外水中溶進了空氣，水管路容易滋生苔蘚和藻類，影響傳熱 。

2.2卧式殼管冷凝器

另一種常見殼管冷凝器是卧式的，可以適用於氨系統和氟系統，一般氟系統用的多。如果用於氨系統，通常用直徑為Φ25、Φ32或Φ38的無縫鋼管。如果用於 氟系統，通常是用直徑 Φ 10、Φ12、Φ16或Φ19的帶外肋片的銅管（壁厚1.5～2mm）。用于海水時一般用鋁黃銅和鎳白銅。

上 圖中的卧式冷凝器是船用的。根據卧式冷凝器大小不同，冷凝器中水一般是折返1～5個來回，圖上的是兩個流程的。 一般小型的是1～2個流程，大型的一般是4或6個流程，也存在8或10個流程的，主要看冷凝器的大小。要讓水在冷凝器中充分流動 ，如果流程少，水的溫升小 ；如果流程太大，水的溫升大，換熱效果也不好。

有些小型製冷設備中，冷凝器取消了最下邊幾排換熱管，留出的空間作為儲液器使用，這種冷凝器叫做冷凝儲液器，既有冷凝器的作用又有儲液器的作用 。 如果單獨設計儲液器，冷凝下來的液體進儲液器還會有一定的阻力，布置時也很麻煩 ，這種形式也很好。

卧式殼管冷凝器水的流速一般為1～2m/s左右。無論是是氟系統還是氨系統，如果是鋼管的話通常是1～1.5m/s 。 氨系統可能小一點，一般1m/s左右 ； 氟的話會稍微大一點。如果是銅管，水的流速可以大點， 通常為2～2.5m/s，因為銅管的耐腐蝕性好一些 。如果是海水，儘管銅管的耐腐蝕性好一點，但是海水的腐蝕性較大，流速還是要小一點，一般為0.6～0.7m/s。理論上講流速越高傳熱係數越大，但是流速太高對水泵的要求比較高（對水泵流量、揚程要求偏大）不經濟。另外流速如果超過2m/s，對傳熱係數增加的貢獻率不太明顯，所以說太大了也不怎麼好。

卧式殼管冷凝器的優點：結構緊湊，傳熱係數高，傳熱效果好，耗水量比較少。缺點是：水的流速快，管容易腐蝕，流速越高腐蝕越嚴重。另外如圖，水的兩端有端蓋，清臟比較困難，需要停用冷凝器，把端蓋拆下來才能清臟。有端蓋、需要清臟，所以安裝時要求冷凝器至少有一面需要預留與冷凝器幾乎等長的維修空間，方便將來清臟。否則的話沒法清臟，還得拆冷凝器，那樣工作量就大了。

卧式殼管冷凝器因為清臟不易，所以一般要求水質要好。遠洋船用時沒問題，近海或者是沿江地區的船舶不適合用，因為水質比較差，有泥或者藻類等。對冷凝器銅管影響比較大，將來傳熱係數衰減會比較快。

卧式殼管冷凝器安裝的時候要注意左右兩端的端蓋不能裝反，如圖片所示，兩邊的端蓋中間都有密封條、有筋板，筋板實際上就是個導流板，讓水在其中形成若干個流道，筋板裝反以後整個流道都會被破壞，會造成水在其中串流、短路，影響換熱。

卧式殼管冷凝器設計時通常採用下面進水上面出水，這樣方便空氣排出，否則某些地方存在空氣。

如圖對製冷劑而言，製冷劑在從上端進入冷凝器的殼體內，因為插排比順排的換熱係數大10%，所以製冷劑進入殼體的時候也要考慮用插排而不用順排。

陸地上用的卧式殼管冷凝器的端蓋大多數都是用鑄鐵的，也有用焊接件，通過鋼板焊接而成的。海水用的端蓋通常用黃銅或者是不鏽鋼的，價格方面鐵是最便宜的，不鏽鋼次之，黃銅的要貴一些。

圖片中的冷凝器水路兩側的端蓋上面通常設有放氣口，安裝有放氣閥，將來前幾次使用的時候可能要放放水中的空氣。下面設有放水閥，將來不用的時候或者冬天的時候把冷凝器的水放掉，防止凍裂。跟海水打交道的冷凝器端蓋左右兩側通常還設有若干個鋅棒，防止電化學腐蝕，通常兩端都有。選型的時候面積要比設計的面積至少要富餘10%～20%，清洗困難的場合或水溫波動較大的場合有的時候要富餘50%甚至還多一些。

卧式殼管式冷凝器換熱係數通常比立式結構冷凝器高一些，氨用的可以達到800～1100W/m2.h，換熱溫差4～6℃，與立式接近，通常按5℃考慮；氟用的可以做到900～1200，換熱溫差常在5～7 ℃；水在冷凝器中的溫升通常選3～5 ℃；用海水做冷卻水，水源很豐富，水量大一些，水的溫差相對較小，一般為2～4℃；這種冷凝器的耗水量一般為0.5～0.9m3/h。

對氨系統來說，氨系統的水通常用光管，光管比較粗，水的流速較慢，水側換熱係數在8000 W/m2.h左右，製冷劑側也在8000 W/m2.h左右，兩側熱傳遞值相當，因此氨系統的一般採用光管。

氟系統通常採用細一點的外螺紋管（備註：水走管層，冷媒走殼層），管相對比較細，水側的流速比較快，換熱係數比較大，可以做到10000 W/m2.h左右；而製冷劑側換熱係數較小，風冷冷凝器在1600 W/m2.h左右，對水冷冷凝器在2000 W/m2.h左右，不同製冷劑的換熱係數也會有所差異；對水冷式冷凝器水側的換熱係數是製冷劑側換熱係數4倍左右，即通常製冷劑側的表面積要比水側的表面積要大3～4倍（即肋化係數，與之前講風冷凝器的時候提到過翅化係數意義相近，即換熱管外表總面積與光管表面積的比值，通常選3～4，這就是取值3～4的原因），平衡水側和製冷劑側之間的傳熱效率。

卧式冷凝器較容易漏，在維修的時候如果發現漏點，少量漏的情況下通常解決方式是採用楔形銅棒，封堵破損的換熱管兩端（即釘死），相當於不使用損壞的管。通常該方法在泄漏的管數低於總管數10%～20%可以用，漏的管太多冷凝器基本報廢了。

2.3套管式冷凝器

套管式水冷冷凝器結構簡單，外面一根粗管，裡面有一根或若干根細管（帶外肋片），水在細管中從下進上出，製冷劑在粗管和細管之間的環形通道中從上到下逐漸的冷凝液化。

因為水側的換熱係數與製冷劑側的換熱係數差別比較大，小管水側的外面要加上肋片，小管通常採用外肋管，由於小管是銅製品，一般情況下不能用於氨系統。

為了節省空間，通常這種從下到上走式冷凝器都盤成圓筒狀或橢圓形，常見用在水冷空調的櫃機上。

套管式冷凝器結構簡單，容易製造，外形尺寸小，消耗水量少。但是由於全封閉，幾乎清洗不了，要求水質必須好一點，水要經過軟化處理。

由於製冷劑在粗管內、細管的外側流動，對水進行換熱、散熱的同時，實際也對空氣側也有一定的散熱量（儘管量不大）。所以，這種冷凝器換熱效果比較好。另外，由於製冷劑和水是逆流的，製冷劑的過冷度也比較大。

套管式冷凝器在設計和選型的時候要注意，實際跟風冷冷凝器是一樣的：在選型的時候要注意單個流程不要太長，否則製冷劑在管道走了一半左右的時候就會變成液體，另一半就變成儲液器的功能，液體和水的溫差比較小，整體換熱比較差，就起不到冷凝的作用，對了制冷機來說變成過冷器了，所以，流程不能過長。如果需要可以用兩個、三個或者四個單個的系統並聯，這個跟風冷冷凝器也是一樣的，風冷冷凝器內部也有若干個通道並聯而成。

選型計算的時候通常先知道冷凝器的負荷，在根據水的比熱和傳熱溫差換算出需要水的流量。在根據水的建議流速算出水路的截面積，根據截面積判斷用幾路管並聯來形成冷凝器。憑經驗製冷劑側的截面積是水側截面積的2～3倍，管細的時候差值可以大一點，管粗的時候差值可以小一點。

套管式冷凝器幾種參數：水的溫升可以到6～8℃，對數溫差可以到8～11℃，換熱係數可以到900～1300w/m2℃，冷卻水在其中的流速在1.5～3.0m/s之間。水的溫升大概在6～8℃，但是也跟管路的長度有關，流程長的時候可以到10℃，流程短點的可以小一點，主要跟管路的長短有關。

套管式冷凝器中因為水在細管中流動，水的流動阻力比較大，所以選擇泵的時要注意泵的揚程要足夠，否則流速慢會影響水的傳熱溫差。

跟卧式殼管式冷凝器一樣，套管式冷凝器製冷劑側的換熱係數可以到10000～13000w/m2℃，製冷劑側的換熱係數在1500～2500w/m2℃之間。水和製冷劑的換熱係數之間相差5倍左右，選擇套管式冷凝器的時候，套管要加外肋，肋化係數也在4倍左右。

通常：外管φ25*2/內管φ12*1；外管φ32*2.5/內管φ16*1.5；外管φ51*3/內管φ16*1.5*3根；

2.4 螺旋板式冷凝器

螺旋板式冷凝器一般用在氨系統上，氟利昂系統用的比較少。螺旋板式冷凝器的類似於蚊香的樣子，兩個螺旋的通道，水和製冷劑各走一個通道，一個在側面進中間出，另一個在中間進側面出，也是逆流的。

優點：1、由於螺旋流動所以水和製冷劑的換熱效果比較好，這種冷凝器的換熱係數比較大，能到1400-1600w/m2℃，比殼管式高50%左右。2、由於這種冷凝器是用鋼板做的，沒有肋片，即使有點臟，對換熱面積影響不大，所以衰減比較慢，衰減率也比較少。

缺點：1、鋼板比較薄，耐壓能力不太強，水側腐蝕比較重。2、幾乎不能清洗，所以也要用軟化水3、水的流動阻力比較大，比殼管式的流動阻力大4-5倍。水在螺旋版式裡面流速是0.8～1.5m/s，水在其中的溫升在3～5℃，傳熱溫度到4～6℃。

2.5淋水式冷凝器

淋水式冷凝器通常也用在氨系統中，結構簡單，一個蛇形管，水淋到蛇形管上，通過水的蒸發來吸熱，感覺上跟蒸髮式冷凝器比較像，無非是少了風機，這個風是靠自然對流，蒸髮式冷凝器通過風機進行強制換熱，空氣側換熱效果要好一些，蒸發冷的換熱係數要比淋水式的參數係數要高一些。

淋機式冷凝器的水通過泵打到冷凝器的上面水箱中，水箱中有微型的水槽，通過鋸齒狀的孔，水流到蛇形管上。蛇形管一般用Φ57的無縫鋼管做的，由於這種冷凝器主要利用水的潛熱，所有水溫不要太高，通常放在室外比較高的地方，通風比較好，這樣水的蒸發要好一些，要避光、遮蔭；因為用水的濕球溫度，所以適合濕度比較低的地區，像內陸地區比較適合，沿海地區濕度比較高，相對就差一些。水和氨之間是順流的，氨是從上進下出，水也是上進下出，過冷度相對要小一點。

淋機式冷凝器參數係數600w/m2℃左右，傳熱溫差到6℃，單位面積耗水量0.8～1.0m3/h，因為消耗水，所以還需要10%的補水。

2.6板式冷凝器

板式換熱器用的比較多，單純作為換熱器來說，一般用螺栓固定，便於清洗。製冷系統中很少用可拆卸式的，因為很容易漏，越大越不容易密封，所以製冷系統多用於釺焊的，不管用316L的不鏽鋼和鈦合金的都用釺焊的，防止泄漏。

板式冷凝器的優點是：參數係數高，板式結構是板和板之間形成不同通道，好像單雙號，單號走水，雙號走製冷劑，這樣兩者換熱效果比較好，傳熱係數比較高。

板式冷凝器傳熱係數可以到2000-3000w/m2℃，氨系統要小一點，氟利昂要大一點，這個選型時需注意。由於外形尺寸小，所以熱損失也少。

板式換熱器這種結構註定，通道內空間比較小，製冷劑的充注量很少。一般冷凝器有幾升的儲液量就夠了，對製冷系統來說，可以減少製冷劑的存儲量。另外，由若干個板片組成，可以通過板片的數量來調節選擇不同的組合，形成不同的傳熱面積。

同樣由於板片之間的通道比較小，水在其中的流速也比較慢，流動阻力損失也比較少。由於水和製冷劑之間是逆流的，所有換熱溫差比較小，比別的冷凝器冷凝溫度要低一些，適合用在覆疊製冷系統中-可以減小傳熱溫差。

缺點是不容易製造，有些專業工具比較貴，如模具。另外不能清洗，通道比較小，水必須十分潔凈。

選型的時候注意，同樣的板式換熱器用在冷凝器和用在蒸發器的是不一樣的。用在冷凝器的時候很簡單，把板式換熱器連接上管路就可以了，作為蒸發器使用的時候，液體進口處廠家內置有液體分配器，所以，選型的時候要跟廠家溝通好，不要買一個沒有液體分配器的板式換熱器作為蒸發器，效果會大大折扣。

2.7蒸髮式冷凝器

蒸髮式冷凝器：通過水泵、噴水管、噴嘴將冷卻水噴淋到冷凝器換熱管上，在換熱管上形成水膜，部分的水吸收換熱管熱量以後蒸發，蒸發產生的水蒸氣隨空氣由風機抽走(之前被擋水板攔住絕大部分的水滴)，未蒸發部分的水溫度有所上升，並下落到集水盤，下落過程中與空氣換熱最後冷卻到濕球溫度。蒸髮式冷凝器相當於水冷式冷凝器加冷卻塔加水泵加水池加連接管路，但結構更加簡潔。

通常蒸發冷由上下兩個水箱組成，兩部分設備運到到現場以後把兩個上下水箱連接，然後與製冷管路、進出水管路連接即可，現場的工程量比較少；普通的水冷冷凝器加冷卻塔結構，需要現場配冷卻水塔、水泵、甚至還要挖水池和現場接管，現場工作量較大；蒸發冷的投資費用比普通的水冷冷凝器要高一些，但比較節能，正常情況下兩三年就可以收回初投資成本。

近幾年國內蒸發冷的市場越來越大，據統計在發達國家如美國，蒸發冷的使用率可能高達80%，所以蒸發冷發展前景良好。

根據風機布置形式不同，蒸發冷可分為兩種，一種是吸風式，一種是鼓風式。鼓風式在早期用的較多，但是鼓風式的風機在蒸發冷的側下方，整體外形尺寸要大一些，安裝維護可能不如 (頂置) 的方便，另外這種鼓風式的蒸發冷，根據以前的使用經驗是，這種蒸發冷開機的時候正常情況下必須先開風機然後再供水；如果先開水，風機沒開的時候水會濺到風機的葉片或者電機上，時間長了容易燒毀電機；所以吸風式的應用越來越多。

關於吸風式的蒸發冷，現在國內大部分企業生產的蒸發冷都是吸風式。風機在蒸發冷的頂部，這種形式蒸發冷對其中的製冷劑的盤管來說氣流比較均勻，箱體內的負壓狀態水的蒸發溫度也比較低點，換熱效果也好一點；缺點是風機在高溫高濕的環境下長期運行，容易腐蝕，故障率高。

蒸發冷的換熱原理，主要是利用水在蒸發過程吸收氣化潛熱帶走冷凝器熱量，利用潛熱，單位水量帶走的熱量多，同時換熱時，水側冷卻溫度按濕球溫度計算，所以一般換熱效果比普通的水冷效果好。同時由於換熱盤管的容積相對比較小，所以通常情況下蒸發冷的冷媒充注量也較少。

參考以上圖片，以冰山BAC蒸發冷為例，舉例說明。

1、採用二次換熱：冷卻水先與製冷劑換熱，然後再與空氣換熱。

2、蒸發冷淋水區有擋風板，就是說在吸風過程中可以防止水濺到蒸發冷的外部，減少水的散失，另外冬天也可以一定程度程度上減少結冰量。

3、在換熱管組的內側靠近風機側有擋水板，在風機吸風的時候可以將空氣中的大部分的水滴擋住，減少水的逃逸，通常水的逃逸可以減小到萬分之零點一二。

4、在蒸發冷底部設置有接水盤，接水盤具有一定的傾角，便於清洗，有些接水盤設有加熱絲，保證冬季的冷卻水不結冰，一般保證水溫在4℃左右；有些蒸發冷不設置接水盤，而設置室內輔助水箱，從輔助水箱抽水，停機時水流至輔助水箱，冬天可正常使用而不必擔心結冰。

5、通常蒸發冷的盤管使用熱鐵鋅鋼管（現在也逐漸出現鋁管和不鏽鋼管等），採用叉排結構（叉排的換熱係數比順排大10%）；

現在出現使用換熱板片替代換熱盤管，通常是不鏽鋼材料，材料更輕、換熱面積更大（參看上圖）；

還有一種新型的結構，使用套管結構的盤管：即內製冷劑管內細管內走冷卻水，環形套管間走冷媒，套管外仍然噴淋冷卻水，這種結構效果更好，能比常規結構提高效率50%左右，並且可以減少外部冷卻水循環量30%～60%，因為冷媒側換熱係數比水側低，因此內管使用外肋片，外管使用內肋片，以增加冷媒側的換熱面積。

6、在換熱管下方，淋水區增加PVC（聚氯乙烯）的熱交換層，使水和空氣充分換熱，進一步降低水溫，直至降低為此時空氣的濕球溫度。

7、風機一般採用鋁合金，減小腐蝕，電機有直驅和間驅（皮帶傳動），二者各有利弊；有使用變頻電機等，但電機不宜頻繁啟停（啟動電流大），防止過熱燒毀電機：同壓縮機一樣，每小時啟動次數不超過6次。

8、出水口噴嘴通常使用ABS塑料製成。

9、有關風水同向和逆向關係，逆向時噴淋的水一部分會因為氣流吹動，不能均勻分布到換熱盤管上（管上會出現干點），影響換熱效果；同向時水與氣流保持同一方向，冷卻水更加均勻、緊密的噴淋在換熱管上，濕潤效果更好，因此同向效果更佳（參看上圖）。

10、選型時，應注意提到的空氣溫度是指濕球溫度，因為蒸發冷主要的換熱方式是利用潛熱換熱，因此蒸發冷在內陸氣候乾燥地區使用效果更好，而在東南沿海的濕潤地區效果相對較差。

11、安裝時，蒸發冷需要在冷凝器和儲液器之間設平衡管，出液口要有存液彎並需要一定高度，進液口和出液口需要考慮放空氣；因為換熱管的進出口有壓力損失，而儲液器壓力與蒸發冷進口平衡，則蒸發冷出口壓力低於儲液器壓力（即蒸發冷進口壓力），冷媒就不易流出，設置存液彎就是平衡這部分壓力降（參看上圖）。

12、在使用時，冬季盡量關風扇，而減少水泵啟停，水泵功率較大，頻繁啟動容易損壞，並且換熱盤管幹濕交替會加快管的鏽蝕。另外水需要定期更換，因為水的不停蒸發，水中無機鹽之類濃度越來越高，會加快設備腐蝕，同時盤管需要定期清洗。

蒸發冷選型，經驗值一般每平面積的散熱3～5kW，耗水是水冷的5%～10%（蒸發冷利用潛熱換熱，水的潛熱2260kJ/kg,而水冷冷凝器進出口水溫5℃溫差產生的顯熱4.2×5=21kJ/kg,即水冷和蒸發冷耗水2260/21=108倍關係，因為出去水的飛濺損失，實際耗水大約按水冷的5%～10%考慮）；蒸發盤管間的風速在3～5m/s，1kW需要的風量在85～160m3/h，循環水量在50～80kg/h，補充水量5%～10%（理論上1%足夠，考慮飛濺損失取 5%～10%足夠）。同時水系統常設有電子除垢儀，除去污垢和防止藻類滋生。蒸發冷初投資較大，但運行過程比水冷節能10%～40%。

對氨來說，早期的傳熱係數在600～800W/m2.℃，現在會因工藝改進，可達到800～1200 W/m2.℃，同時傳熱溫差在3～4℃，因為氨的換熱係數較大，與水接近，也在8000 W/m2.℃左右，因此氨系統蒸發冷使用光管；

而氟利昂的傳熱係數比氨低10%左右，換熱溫差在2～3℃，因為氟利昂換熱係數較低（2000 W/m2.℃左右），所以，一般氟側使用螺紋管。

淋水式冷凝器與蒸發冷類似，但沒有風機使空氣強制對流，顯熱換熱量相對較多，因此劃歸水冷式。

圖片右下側，是PLC編程的命令案例：壓力下降時，依次停風機和水泵；壓力上升時，依次開啟風機和水泵。原理如此，具體數值跟具體設備、使用地區、製冷劑等有關，如果風機和水泵不僅僅是一台，其啟、停區間再細分即可。

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