空调4大件：蒸发器和冷凝器

近期有伙伴在问有关空调最基础的问题，那我们就从空调“四大件”开始说起。空调系统有四大件：压缩机、冷凝器、蒸发器和节流部件。今天先讲蒸发器和冷凝器。

近期有伙伴在问有关空调最基础的问题，那我们就从空调“四大件”开始说起。空调系统有四大件：压缩机、冷凝器、蒸发器和节流部件。今天先讲蒸发器和冷凝器。

一、空调原理及结构

为了学习基本制冷系统，我们可以将其简化为一个简单的系统，如下：

现在，我们将上述简单系统中的部件换成实际部件：一台压缩机、一个冷凝器、一个毛细管和一个蒸发器。

如下图，这就接近于真实的制冷系统了。

如此可见，蒸发器和冷凝器（两器）在空调系统中的重要性。下面来解释下原理：

（红线表示高温管路，蓝线表示低温管路）

1、压缩：

来自室内机蒸发器的低温低压制冷剂气体，被压缩机吸入压缩成高温高压气体。

2、冷凝

排入室外机冷凝器，通过轴流风扇的作用，与室外的空气进行热交换而成为低温高压的制冷剂液体，。

3、节流

经过毛细管的节流降压降温后进入蒸发器。

4、蒸发

在室内机的贯流风扇作用下，吸收房间内的热量（即降低房间内的温度）而成为低温低压的制冷剂气体；再被压缩机压缩，制冷剂的流动方向为： A→B→C→D→E→F→G→A， 如此周而复始地循环达到制冷的目的。

制冷系统主要位置压力和温度见表

二、蒸发器

1、结构及组成

蒸发器实物外形见图：

2、作用

作用是吸收房间内的热量，降低房间温度。

工作时毛细管排出的液体进入蒸发器后，低温低压的液体蒸发吸热，使蒸发器表面温度很低，室内风机运行，将冷量输送至室内，降低房间温度。

3、分类（一）

按照冷却流体的不同，蒸发器分为冷却液体和冷却空气两大类。

(1)冷却液体载冷剂蒸发器
又称为间接冷却式蒸发器，简称液体蒸发器，常用的液体载泠剂有水和盐水。在标准大气压下，盐水的凝固点在0℃以下，比水的凝固点（0℃）低，如Nacl(氯化钠)溶液的浓度为13%时，其凝固点为-10℃；而水的比热比盐水大。所以水可冷却到0℃，适用于空调系统；盐水可冷却到-10~20℃，广泛应用于冷冻食品和制冰等。这类蒸发器的主要工作特征：先由制冷剂在蒸发器吸热蒸发，将液体载冷剂冷却，再由液泵将低温液体载冷剂送往冷间降温。

(2)冷却空气载冷剂蒸发器
又称直接冷却式蒸发器，制冷剂在管内吸热蒸发而把管外空气的温度降低。按空气流动的原因，它可分为自然对流式和强迫对流式两种。
自然对流式冷却空气的蒸发器
又称排管，这类蒸发器主要应用于冷库中。制冷剂在排管内流动吸收周围空气的热量汽化，依靠空气的热压作用自然对流，使库内空气冷却，并维持库内低温状态。
强迫对流式冷却空气的蒸发器
这种蒸发器应用于小型空调系统中，如房间空调器等。它由几排胀接上纯铝质翅片的盘管组成。胀接翅片的目的是增加传热面积，加强空气的扰动性，提高蒸发器的传热效率。铝翅片一般经过阳极化处理，以提高其抗腐蚀性能。翅片厚度通常为0.12~0.20mm，片距1.5~2.5mm，套片管管径Ф8~Ф16mm。

翅片管换热器的型式主要有三种型式，即L型、平直型、和V型。 V型蒸发器的结构：
翅片有平、波纹、冲缝翅片三种。

平翅片虽然加工容易，但刚性差、传热性能不好，现已逐渐淘汰；

波纹翅片与平翅片相比，刚性好，传热面积增加，且空气流过波纹翅片时，增加了扰动和搅拌效应，因此传热效率提高1/5左右；

而冲逢翅片会使通过翅片的空气在槽缝中窜来窜去，因此其扰动和搅拌性能比波纹管还好，使传热效率比波纹片高1/3，但冲缝翅片空气阻力大，容易积尘结垢，反而可能使空调器的制冷量急剧下降。
为了提高蒸发器在制冷剂侧的传热系数，在国际上大力推广和应用强化制冷剂管内蒸发和冷凝的内螺纹管代替光管，即在管内表面上加工出许多微细的螺旋槽，与光管相比，可提高传热系数1.5~2.0倍，而其管内的压力损失与光管差不多。

4、分类（二）

按蒸发器的充满程度和蒸发情况，分为四种：
干式（非满液式)蒸发器、再循环式蒸发器、满液式蒸发器、喷淋式蒸发器。

（1）干式蒸发器

干式蒸发器是制冷剂液体在管内一次完全汽化的蒸发器，它具有充液量少、不需储液器或需小的储液器、便于把蒸发器中的润滑油排回压缩机、冷量损失小、可减少冻结的危险等优点，但是传热系数低，一般常用于冷库或蓄冷空调中。其工作过程如下图：

干式蒸发器按其冷却对象的不同，又可分为：冷却液体型（ U型管式、直管式、板式蒸发器）、冷却空气型（光滑管式、肋片管式）。如下面4图：

（2）再循环式蒸发器

再循环式蒸发器是制冷剂液体需经几次循环才能完全汽化的蒸发器。它具有较高的换热系数、但体积大，需要的制冷剂量多，运行费用高的特点。

（3）满液式蒸发器

满液式蒸发器结构紧凑、传热效果好、易于安装、使用方便；但制冷剂的充注量大，底部的蒸发温度稍高减少了传热温差，对于氟利昂蒸发器，润滑油较难排出，制冷剂易发生冻结。

（4）其他蒸发器

三、冷凝器

1、外形结构及组成

冷凝器实物外形见图

2、作用

作用是将压缩机排出的高温高压的气体变为低温高压的液体。

压缩机排出高温高压的气体进入冷凝器后，吸收外界的冷量，此时室外风机运行，将冷凝器表面的高温排向外界，从而将高温高压的气体冷凝为低温高压的液体。

常见型式：常见外观形状有单片式、双片式或更多。

3、分类（一）

风冷翅片式冷凝器是利用常温的空气来冷却的，按空气在冷凝器盘管外侧的流动原因，可分为空气自然对流和强迫对流两种型式。

空气自然对流冷凝器
这种冷凝器的空气对流依靠热压作用，不设置风机，无风机噪声，结构简单，不易发生故障，但传热效率低，通常用制冷量很小的制冷装置，如家用冰箱等。
强迫对流式冷凝器
有风机噪声，但传热效率较高，单位热负荷的体积小，使用方便，不需水源，应用广泛。家用空调系统就是用这种型式的冷凝器来进行换热的。它由几组蛇形盘管组成，在盘管外加有肋片。盘管组的一侧设置轴流风扇。盘管多采用Ф10~Ф16的小径铜管错排；肋片片厚为0.1~0.6mm，片间节距为1.5~4mm。这种冷凝器通常做成长方形或L型。