热虹吸蒸发器可行性报告.doc

温岭市科技计划项目 可行性报告 项目名称: 热虹吸式蒸发装置 申请单位：温岭市钱江化工机械有限公司 申请日期：2013年9月20日 一、 立项的背景和意义 二、 相关研究现状和发展趋势 三、 研究开发内容和技术关键 四、 预期目标 五、 项口实施方案、技术路线、组织方式与课题分解 六、 计划进度安排 七、 现有工作基础和条件 八、 经费预算 一、立项的背景与意义 热交换器是制冷系统中的重要设备，也是关键设备，热交换器的性 能对制冷系统的影响重大，蒸发器更是其中之一。蒸发器是吸收经节流 的低温制冷剂的冷量，并通过换热管管壁传递给载冷剂并使载冷剂的温 度降低的装置。制冷剂在蒸发器内吸收载冷剂的热量而汽化。为了使蒸 发器具有较高的换热效率、较小的设备体积，蒸发器应具有较高的传热 系数。制冷剂离开蒸发器时不允许夹带液滴，否则会影响压缩机的安全 运行，为保证压缩机的止常运行，在蒸发器的出口设置汽液分离器是使 压缩机进一步得到保护的积极措施。 蒸发器的类型很多，按制冷剂在蒸发器内的充满程度及蒸发情况， 一般可分为三种：干式蒸发器、满液式蒸发器和再循环式蒸发器。 干式蒸发器：制冷剂在管内一次完全汽化，来自膨胀阀或节流阀出 口的制冷剂从?端管箱的下部进入蒸发器，吸收载冷剂的热量而汽化， 并在管束内经过一次或多次往返后全部汽化，产生的制冷剂蒸汽在管箱 顶部导出。由于制冷剂汽化过程中蒸汽逐渐增加，比容不断增大，在多 流程的蒸发器屮每流程的管子数应逐程增多，以适应制冷剂蒸汽比容的 变化。为提高管外载冷剂的流速，使载冷剂更好的与换热管外壁接触， 在蒸发器壳体内设置有折流板，折流板的数量取决于载冷剂流速的大小。 在正常的运行条件下，干式蒸发器中的制冷剂液体的容积约为换热管内 容积的15%?20%。假定制冷剂液体沿管子均匀分布，且润湿周边为管子 圆周的30%,则管子的有效传热面积为换热管内表面积的30%,增加制冷 剂的质量流量，可增加管子的润湿周边，但蒸发器制冷剂进出口压差会 因流动阻力增人而增加，阻力增人，制冷机的制冷系数降低。 满液式蒸发器：制冷剂在管外汽化，载冷剂在管内流动。管箱内增 设有分程隔板，将换热管按一定的数量和流向分隔成多个流程，使载冷 剂按规定的流速和流向在换热管内往返流动。制冷剂按一定的充装高度 充灌在壳体内，在管间吸收载冷剂的热量而汽化，使载冷剂降温。为防 止制冷剂蒸汽从蒸发器引出时夹带液体，应控制液面计高度，所以通常 换热器上部约30%的空间不能布置换热管，该部分空间作为汽液分离用， 因此设备不紧凑，容积利用率低。 再循环式蒸发器：制冷剂经过几次循环才能完全汽化，由蒸发管出 来的汽液两相流体进入汽液分离器内，分离出蒸汽和液体，蒸汽被压缩 机吸走，液体再次进入蒸发管内蒸发。蒸发管由若干平行的上升管组成, 管子的上下端均与集管相联，下端的集管由下降液体供液，上端的集管 与气液分离器相连。供液量由液位控制器控制。在再循环蒸发器中，制 冷剂液体占的体积约为管内总容积的50%。与干式蒸发器相比，再循环蒸 发器的蒸发管内壁完全润湿，具有较高的传热系数，但体积庞大，需要 充灌的制冷剂多。 针对上面儿种常用蒸发器的不足，通过长期深入研究，我公司发明 了一种制冷系统中的蒸发装置——热虹吸式蒸发装置。热虹吸式蒸发装 置是蒸发器与汽液分离器的组合装置，利用分离器内制冷剂与换热器传 热管内制冷剂汽液混合物的密度差形成循环推动力，构成制冷剂在分离 器与蒸发器间的流动循环。这种蒸发装置具有传热系数高，结构紧凑， 安装方便，占地面积小，设备及运行费用低等显著优点。 我国的各类化工企业众多，每家化工企业都必须建立冷冻站，每个 冷冻站也都不可缺少蒸发器，加上目前化工企业前景喜人，每年新建、 改建和扩建的化工企业数目众多。目前冷冻站冷媒系统的设备及管道使 用寿命普遍较短、换热效率较低是一直困扰建设单位的难题。 温岭市钱江化工机械有限公司是专业从事换热装置研发、设计、制 造和销售的集约化企业，有40年的过程装备设计、制造经验，有丰厚的 技术积淀，经过多年的奋斗，形成了完整的经营理念和企业文化，发展 成为国内制冷系统过程装备业知名的专业性企业，产品质量享有很高声 誉。为了进一步提高企业竞争力，把握产品和市场需求的未来发展趋势, 改善和提升产品结构，实施本项目也是企业发展的需要。 我公司的热虹吸式蒸发装置是为攻克这些难题专门开发的，有吸引 使用单位的关键技术，能为使用单位解决实实在在的问题，能为使用单 位减少项目投资，因此，一定能受到使用单位的青睐。 该项目属于2013年温岭市科技计划项目指南屮“高效节能技术”和 “新型环保装备”。 二、相关研究现状和发展趋势 氨制冷系统及其装置发展至今，国内外对蒸发器的研究主要有以下 两个方面： 1、制冷剂侧传热 制冷剂管外蒸发的强化传