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第九章 蒸發器 9-1 蒸發器之用途 直接或間接吸收冷凍空間之熱量，產生製冷能力，以達到冷凍的效果。 9-2 蒸發器之種類 一、依冷媒在蒸發器之狀態 乾式蒸發器 滿液式蒸發器 液冷媒循環式蒸發器 二、依構造形式 裸管式蒸發器 板狀式蒸發器 鰭片式蒸發器 二重管式蒸發器 殼管式蒸發器 殼圈式蒸發器 三、依應用方式 直接膨脹式 間接膨脹式 蒸發器之構造 一、乾式蒸發器 液氣混合冷媒進入蒸發器，吸收冷凍空間之熱量，在蒸發器出口時，則完全成為乾燥飽和之氣體，傳熱效率差是其缺點，而優點為設計簡單，積存於蒸發器之潤滑油少，無回油問題。 二、滿液式蒸發器 盤管內充滿液態冷媒，當冷媒離開冷卻盤管時，只有一部份被蒸發（20%~25%），其他冷媒則用來保持盤管內的表面濕潤，以增加內部傳熱，而吸收熱量被蒸發之冷媒氣體，則聚集在液氣分離器上方，被壓縮機吸入循環，優點是盤管內充滿液態冷媒，傳熱效率高，缺點是回油較困難，需加設回油裝置。 三、液冷媒循環式 液體冷媒存於儲液器中，利用幫浦強制運送入蒸發器內，由於盤管內充滿液態冷媒，傳熱效率佳、溫度控制及除霜容易為其優點，缺點是設備費用高。 四、裸管式蒸發器 氨冷媒大多採無縫鋼管。 五、板狀式蒸發器 大多採鋁板製成。 六、鰭片式蒸發器 低溫時需加大鰭片間距，以防止蒸發器結霜阻礙空氣循環。 七、二重管式蒸發器 管內流通冷媒，內外管間流通二次冷媒，採對流方式。 八、殼管式蒸發器 用途廣泛，如製冰、冷藏用不凍液之冷卻或空調用冰水之冷卻。 依冷媒蒸發方式分乾式與滿液式兩種： （一）乾式殼管式蒸發器 冷媒在管內蒸發，目前較大容量空調系統所用之冰水機組，大都採用此種蒸發器，通稱冰水器。優點有： 1.水回路損失較少。 2.冷媒量較少，控制簡單。 3.冷媒氣體流速較大，回油容易。 4.即時冷卻流體在管外凍結，也不會造成管路阻塞或破裂。缺點是氣態冷媒較多，傳熱效率較低。（二）滿液式殼管式蒸發器 冷卻管內流通不凍液，冷媒在管外蒸發。優點為傳熱效率高，缺點是冷媒流量降低時，易造成回油困難，若蒸發溫度太低，不凍液若結冰，管路有阻塞或破裂危險。 九、殼圈式蒸發器 常應用於小容量之飲水機設備。 十、直接膨脹式蒸發器 蒸發器在冷凍系統裡，直接吸收冷凍空間熱量的裝置，稱為直接膨脹式，常以符號DX表示，裸管式、板狀式、鰭片式蒸發器均屬直接膨脹式之應用。我們可依吸熱方式成兩種； 直接接觸吸熱：家用冰箱。 間接接觸吸熱：以空氣作冷卻媒介，如冷凍庫、窗型冷氣機、箱型冷氣機。 十一、間接膨脹式蒸發器（IX） 蒸發器在冷凍系統裡，先吸收一種流體（水或不凍液）的熱量，使其降到所需溫度後，做為二次冷媒再利用此流體去吸收冷凍空間之熱量，而達到製冷效果，二重管式、殼管式、殼圈式蒸發器，均屬間接膨脹式之應用。 9-4 蒸發器之容量計算 蒸發器的冷卻負載 冷媒在蒸發器內由液體變成氣體所需之總熱量，稱為蒸發器的冷卻負載，以kcal/h或KW為單位。蒸發器的冷卻負載與壓縮機的冷凍能力相等。 蒸發器的熱傳遞 （一）平均溫度差 實際上以對數平均溫差較準確，但我們在計算蒸發器的冷卻負載時，由於流體出入蒸發器之溫差小，可視為直線變化，故以平均溫差來計算較為方便。 （二）蒸發器表面積A對容量之關係 C＝2A但B≠2A其理由在於平均溫差雖增加，但不到2倍。 （三）蒸發器的熱通過率K 蒸發器的結霜問題 結霜的原因及影響 由於空氣中含有水蒸氣，當蒸發器之冷卻盤管溫度低於零度時，水蒸氣會凝結附著於冷卻盤管上，形成一層霜雪。這一層霜雪如同隔熱材料，會影響冷媒與被冷卻物質之熱傳遞率，而降低冷凍冷力。 除霜方式 1.自然除霜：停機除霜法。 2.噴水除霜：低溫時以不凍液，如乙二醇之類代替水。 3.電熱除霜：安裝電阻加熱器。 4.熱氣除霜：以壓縮機排出之熱氣作為熱源，經由旁通管直接進入蒸發器作除霜熱源。 5.逆循環除霜：以四通管作逆向循環切換。 蒸發器的容量計算