Differenza tra evaporatore allagato ed evaporatore a espansione secca

Differenza tra evaporatore allagato ed evaporatore a espansione secca

L'evaporatore flottante e l'evaporatore a espansione secca sono due metodi di progettazione diversi, la cui differenza principale si riflette nella distribuzione del refrigerante nell'evaporatore, nell'efficienza di trasferimento del calore, negli scenari applicativi e così via. Ecco un confronto:

1. Stato del refrigerante nell'evaporatore

• Evaporatore allagato

Il guscio dell'evaporatore è riempito con refrigerante liquido (che di solito copre dal 70% all'80% del fascio tubiero di trasferimento del calore), il refrigerante bolle all'esterno del tubo per assorbire calore e il vapore dopo la gassificazione viene aspirato dal compressore.

o Caratteristiche: Contatto completo tra refrigerante e superficie di trasferimento del calore, elevata efficienza di trasferimento del calore.

• Evaporatore a espansione secca

o Il refrigerante entra nell'evaporatore sotto forma di miscela di gas e liquido dopo essere stato strozzato attraverso la valvola di espansione. Durante il flusso nel tubo, il refrigerante viene gradualmente vaporizzato completamente e l'uscita è vapore surriscaldato.

o Caratteristiche: il flusso del refrigerante è controllato con precisione dalla valvola di espansione e non si verifica alcun accumulo di refrigerante liquido nell'evaporatore.

2. Efficienza del trasferimento di calore

• Evaporatore allagato

Il tubo di trasferimento del calore è completamente immerso nel refrigerante liquido, il coefficiente di trasferimento del calore di ebollizione è elevato e l'efficienza è migliore rispetto a quella del tipo a secco (soprattutto in situazioni di grande freddo).

o Tuttavia, è necessario prestare attenzione al problema della possibile ritenzione dell'olio lubrificante, ed è necessario un separatore dell'olio.

• Evaporatore a espansione secca

o Il refrigerante potrebbe non essere a contatto uniforme con la parete del tubo quando scorre al suo interno e l'efficienza del trasferimento di calore potrebbe essere bassa, ma può essere migliorata aumentando la portata.

o L'olio lubrificante può essere fatto circolare insieme al refrigerante verso il compressore senza ulteriore manipolazione.

3. Complessità e costi del sistema

•Evaporatore allagato

o Richiede una grande carica di refrigerante (costo elevato), separatore dell'olio, regolatore di livello, ecc., il sistema è complesso.

o Adatto per grandi refrigeratori (ad esempio centrifughi, compressori a vite).

• Evaporatore a espansione secca

o Piccola quantità di carica, struttura semplice, basso costo, facile manutenzione.

o Comune nei sistemi di piccole e medie dimensioni (ad esempio condizionatori domestici, pompe di calore).

4. Scenario applicativo

• Evaporatore allagato

o Grande capacità di raffreddamento, situazioni di carico stabili (ad esempio aria condizionata centralizzata, refrigerazione industriale).

o Scenari che richiedono un'elevata efficienza energetica (ad esempio il raffreddamento dei data center).

• Evaporatore a espansione secca

o Occasioni con grandi fluttuazioni del carico (ad esempio condizionatori d'aria domestici a frequenza variabile).

o Applicazioni sensibili alla quantità di refrigerante caricata (come i sistemi refrigeranti ecocompatibili).

5. Altre differenze

Elemento di contrasto completamente liquido e asciutto

Il ritorno dell'olio richiede che l'olio lubrificante del separatore dell'olio ritorni naturalmente con il refrigerante

Tipo di refrigerante NH₃, R134a Adatto a una varietà di refrigeranti (come R410A)

Difficoltà di controllo Il controllo preciso del livello del liquido dipende dalla regolazione della valvola di espansione

Il rapporto di efficienza energetica (COP) è relativamente alto e relativamente basso

Riassumere

• Scegliendo un evaporatore completamente allagato si ottiene un'elevata efficienza energetica, una grande capacità di raffreddamento e condizioni di lavoro stabili.

• Scegli la soluzione asciutta: concentrati su costi, flessibilità, miniaturizzazione o scenari di carico variabile.

Nell'applicazione pratica, fattori come il fabbisogno di raffreddamento, i costi e la complessità della manutenzione devono essere considerati in modo approfondito. Ad esempio, i grandi edifici commerciali possono utilizzare unità di raffreddamento con evaporatore allagato, mentre gli evaporatori a secco sono comunemente utilizzati nei condizionatori domestici.