V hladilni in klimatski industriji je uparjalnik ena najpomembnejših komponent, ki je odgovoren za pretvorbo tekočega hladilnega sredstva z nizkim tlakom v plinasto stanje, s čimer absorbira toploto in doseže hladilni učinek. Glede na relativni položaj in vzorec pretoka med hladilnikom in cevjo za izmenjavo toplote je uparjalnik v glavnem razdeljen na dve kategoriji: suh uparjalnik in poplavljen uparjalnik.
1. Suh uparjalnik
Suhi uparjalnik je sestavljen iz lupine z več toplotnimi cevmi, razporejenimi vzporedno ali v seriji. Na zunanji strani cevi za izmenjavo toplote se lahko zagotovijo pregrade ali vodilne plošče, da se usmerja smer pretoka vode, zagotovite, da lahko hladilna voda enakomerno pokrije vse površine cevi za izmenjavo toplote in izboljša učinkovitost prenosa toplote. Na vrhu je pogosto na voljo prostor za ločevanje plina, da se plinasto hladilno sredstvo loči od tekočega hladilnega sredstva, da se zagotovi, da se v kompresor pošlje samo plinasto hladilno sredstvo.
Delovni postopek: tekočina za hladilno sredstvo vstopi v cev za izmenjavo toplote z dna uparjalnika in začne absorbirati toploto iz hladilne vode zunaj cevi. Ko se toplota absorbira, hladilno sredstvo postopoma izhlapi v plinasto stanje, tlak in temperatura hladilnega sredstva pa med tem postopkom ostaneta razmeroma konstantna. Izhlapeni hladilni plin se dvigne na vrh uparjalnika, kjer ga dodatno odstrani naprava za ločevanje plina in nato sesa v kompresor.
Hkrati hladilna voda v zunanjem obtoku neprekinjeno odvzame toploto, da ohrani pogoje temperaturne razlike, potrebne za postopek izhlapevanja. Ker suh uparjalnik za prenos toplote uporablja naravno konvekcijo, je njegova skupna učinkovitost izmenjave toplote nižja od učinkovitosti poplavljenega uparjalnika; Vendar to pomeni tudi, da je za izpolnjevanje delovnih zahtev potrebno manj polnjenja hladilnega sredstva, zmanjšanja stroškov in potencialnih tveganj.
Prednosti: Dobre zmogljivosti za vrnitev olja, mazalno olje lahko neposredno vrnete v kompresor s hladilnim sredstvom, količina polnjenja hladilnega sredstva pa je majhna, približno približno tretjina poplavljenega uparjalnika.
Slabosti: V primerjavi s poplavljenim uparjalnikom je učinkovitost prenosa toplote nizek, približno dvakrat več kot koeficient prenosa toplote gole cevi.
2. Poplavljeni uparjalnik
Poplavljeni uparjalnik je visoko učinkovita oprema za izmenjavo toplote, ki se pogosto uporablja v hladilnih in klimatskih sistemih. Njegova glavna značilnost je, da hladna voda teče znotraj cevi za izmenjavo toplote, medtem ko hladilno sredstvo popolnoma potopi te cevi za izmenjavo toplote in vre in izhlapi zunaj cevi.
Strukturne značilnosti: Poplavljen uparjalnik je sestavljen iz zaprte lupine, ki vsebuje veliko število visoko učinkovitosti cevi za izmenjavo toplote, razporejenih vzporedno. Te cevi za izmenjavo toplote so lahko gladke ali imajo posebne površinske obdelave ali notranje strukture (na primer spiralne izrastke) za izboljšanje učinkovitosti prenosa toplote. V nekaterih modelih imajo lahko cevi za izmenjavo toplote tudi luknje ali druge oblike površinskih značilnosti za spodbujanje postopka vrelišča hladilnega sredstva.
Na dnu lupine je napravo za oskrbo s tekočino in na vrhu naprave za ločevanje plina-tekočine, da se v kompresor pošlje samo plinasto hladilno sredstvo. Da bi izboljšali učinek izmenjave toplote na hladilni vodni strani, se včasih med cevmi za izmenjavo toplote včasih postavijo pregrade, da se pot pretoka vode bolj muči, s čimer se poveča kontaktna površina in motnje.
Delovni postopek: Tekoče hladilno sredstvo vstopi v lupino od dna uparjalnika in popolnoma potopi cevi za izmenjavo toplote. Ogrevanje in izhlapevanje hladilnega sredstva: Ko nizkotemperaturno in nizkotlačno tekoče hladilno sredstvo stika z večjo temperaturo toplotne cevi, začne absorbirati toploto iz hladne vode v cevi in postopoma izhlapi v plinasto stanje. V tem procesu, ker je hladilno sredstvo v neposrednem stiku s površino izmenjave toplote, je mogoče doseči zelo visoko učinkovitost prenosa toplote.
Ko več hladilnega sredstva izhlapi, se mešanica dvigne na vrh uparjalnika. Tu se nerevalirane tekoče kapljice odstranijo s posebej zasnovanim separatorjem za plin-tekočino, da se zagotovi, da se v kompresor za naslednji cikel pošlje samo plinasto hladilno sredstvo. Hkrati se hladna voda, ki gre skozi cev za izmenjavo toplote, ohladi zaradi sproščanja toplote, nato pa izpari iz uparjalnika, da še naprej sodeluje v hladilnem ciklu sistema. Ker se bo med celotnim postopkom izmenjave toplote nabrala določena količina mazivnega olja, so potrebni učinkoviti ukrepi za vračilo olja, na primer uporaba izmetalne črpalke ali gravitacije za redno izpraznitev mazalnega olja, nakopičenega na dnu, da se zagotovi normalno delovanje sistema.
Prednosti: Visok koeficient prenosa toplote, preprost nadzor ter priročno delovanje in upravljanje.
Slabosti: Kadar je temperatura izhlapevanja nižja od 0, obstaja nevarnost zamrzovanja vode v cevi. Volumen polnjenja hladilnega sredstva je velika, približno 55% ~ 65% efektivne prostornine jeklenke. Na vpliv višine tekočega stolpca hladilnega sredstva je temperatura izhlapevanja na dnu valja visoka, kar zmanjšuje skupno razliko v temperaturi prenosa toplote. Spodnji del jeklenke je nagnjen k kopičenju olja, za zagotovitev varnega obratovanja pa so potrebni učinkoviti ukrepi za vračilo olja.
