這類熱交換器包括兩種傳熱介質均是制冷劑的熱交換器,如復疊式制冷機中的蒸發(fā)-冷凝器、兩級壓縮制冷機的中間冷卻器和回熱熱交換器。這些熱交換器在制冷機制造中所占比重不大,但對制冷技術的發(fā)展仍然是重要的。
過冷器為了防止液體制冷劑在節(jié)流前汽化,并減少節(jié)流后的干度,提高整個循環(huán)的經(jīng)濟性,裝置中可設置過冷器,使從冷凝器出來的制冷劑液體在過冷器中進一步降溫。在過冷器中使用的冷卻介質的溫度,應比冷凝器中使用的要低。例如在冷凝器中采用循環(huán)冷卻水,在過冷器中則采用深井水。
過冷器結構簡單,有套管式和殼管式。圖9-42所示為氨用套管式過冷器結構。它是由兩根直徑分別為57mm及76mm的無縫鋼管組成。液氨自上而下在管間流動,冷卻水則以逆流方式由下而上在管內(nèi)流動。管子兩端由U型鑄鐵蓋相連,以便于拆卸后清除水垢。
套管式過冷器換熱效果較好,但金屬消耗量大。
中間冷卻器中間冷卻器用于兩級或三級壓縮制冷系統(tǒng)中,利用一部分制冷劑液體在其中汽化制冷,用以冷卻低壓級排氣,同時使進入蒸發(fā)器之前的高壓制冷劑液體在節(jié)流閥前過冷。其目的在于提高整個制冷裝置的經(jīng)濟性和安全可靠性。
1.氨制冷系統(tǒng)用中間冷卻器雙級氨制冷系統(tǒng)多采用一級節(jié)流中間完全冷卻循環(huán),其中間冷卻器的結構如圖9-43示。它為立式、帶有上下封頭的鋼板制造的容器。一般采用洗滌型,即在中間冷卻器中保持一定高度的液氨,低壓級排氣由頂部進氣管直接伸入液氨面之下,被冷卻后連同蒸發(fā)和因節(jié)流產(chǎn)生的氨氣一起通過傘形擋板,將其中挾帶的液滴分離后,由上部側面的排氣口排出,被高壓級壓縮機吸走。容器下部裝有冷卻盤管,沉浸在液氨中,通往蒸發(fā)器的高壓氨液在管內(nèi)流過,被管外液氨的蒸發(fā)而過冷。
容器中的氨液面由液位控制器和浮球閥控制。容器上還裝有壓力表、安全閥、放油閥及必要的液氨過濾器、接管和閥門等。
2.氟里昂制冷系統(tǒng)用中間冷卻器兩級壓縮氟里昂制冷系統(tǒng)多采用一級節(jié)流不完全冷卻循環(huán),中間冷卻器僅用來冷卻高壓液體,故結構比較簡單,多做成殼盤管式,如圖9一44所示。
部分高壓氟里昂液體由上部進入,在盤管內(nèi)被冷卻后由下部流出。另一部分高壓氟里昂液體經(jīng)熱力膨脹閥節(jié)流至中間壓力后,由殼側下方進入,蒸發(fā)后產(chǎn)生的蒸氣由上方引出。
氣-液熱交換器氣-液熱交換器俗稱回熱器,只用于氟里昂制冷系統(tǒng)。蒸發(fā)器出來的低壓低溫蒸氣,與節(jié)流前的液體熱交換,液體溫度降低,達到:①使液體過冷,以免在節(jié)流前汽化:②提高壓縮機吸氣溫度,減少吸氣管路中的有害過熱損失,改善壓縮機的工作條件:③提高循環(huán)的性能系數(shù):
④使蒸氣中挾帶的液滴汽化。
氣-液熱交換器通常采用如圖9一45所示的殼盤管式結構。它的外殼由無縫鋼管制成。
氟里昂液體在盤管內(nèi)流動,蒸氣在管外橫掠流過管束。為保證蒸氣流動時具有一定的流速以及與盤管很好地接觸,在盤管中間裝有心管。
在小型制冷裝置中,氣一液熱交換器也可采用更為緊湊的繞管式、套管式或板翅式結構。
對于較大型的制冷裝置,氣-液熱交換器也有采用臥式殼管式,其結構與臥式殼管式冷凝器類似,氣體在管間流動,液體在管內(nèi)流動。
冷凝-蒸發(fā)器冷凝-蒸發(fā)器用于復疊式制冷機。它利用高溫級制冷劑的蒸發(fā)將低溫級制冷劑冷凝。因此它既是高溫級的蒸發(fā)器,又是低溫級的冷凝器。通過它將高溫級與低溫級聯(lián)系在一起,構成一個完整的復疊式循環(huán)。冷凝蒸發(fā)器的結構形式有立式殼管式、立式盤管式和套管式等。
立式殼管式冷凝-蒸發(fā)器結構與一般立式殼管式冷凝器相同,高溫級制冷劑在管內(nèi)汽化,低溫級制冷劑在管外冷凝。它結構簡單,但高溫級制冷劑的充灌量大,靜液柱對蒸發(fā)溫度的影響也較大。
立式盤管式冷凝-蒸發(fā)器結構如圖9-46所示。它是由一組盤管裝在一個圓形筒體中組成。高溫級制冷劑液體從上面的液體分配器進入盤管,在管內(nèi)汽化后蒸氣由下部引出。低溫級制冷劑蒸氣從上部進人筒體,冷凝后由下部引出。它的結構和制造工藝較復雜,但傳熱效果較好,制冷劑充灌量較少,靜液柱影響極小。套管式冷凝-蒸發(fā)器結構將兩根直徑不同的銅管套在一起后彎曲而成,與套管式冷凝器相似。高溫級制冷劑在內(nèi)管中蒸發(fā),低溫級制冷劑在兩管間冷凝。它結構簡單,便于制造,但外形尺寸較大,兩側制冷劑流動阻力也較大。適用于小型低溫復疊式制冷系統(tǒng)。