管壳式满液蒸发器是制冷系统中的核心换热设备，其工作原理基于制冷剂的相变吸热和间壁式热交换，通过液态制冷剂蒸发吸收热量，实现对载冷剂（如冷水、盐水）的冷却。

一、管壳式满液蒸发器核心组成与介质流向

1. 结构与部件作用

• 壳体：内部容纳管束，制冷剂在壳程或管程内流动（常见为壳程）。

• 管束：由多根换热管组成，载冷剂（需冷却的介质，如水、盐水）在管内流动。

• 管板：固定管束两端，分隔壳程（制冷剂）和管程（载冷剂）流体。

• 折流板：引导制冷剂在壳程横向冲刷管束，增强湍流以提高换热效率。

• 制冷剂进出口：液态制冷剂从壳体下方进入，气态制冷剂从顶部排出。

• 载冷剂进出口：高温载冷剂从封头一端流入管程，低温载冷剂从另一端流出。

2. 两种典型流动方式

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满液式蒸发器工作原理（以壳程制冷剂为例）

1. 液态制冷剂蒸发吸热

• 入口阶段：液态制冷剂（如氟利昂 R22、氨）经节流装置（如膨胀阀）降压后，从壳体底部进入壳程，此时制冷剂处于低压液态（压力低于其蒸发温度对应的饱和压力）。

• 蒸发过程：管程内的载冷剂（如 30℃的温水）携带热量流经管束，通过管壁将热量传递给壳程的液态制冷剂。制冷剂吸收热量后，在管束表面沸腾蒸发，由液态变为气态（汽化过程）。

• 相变关键：制冷剂的蒸发温度由其压力决定（如 R22 在 0.4MPa 压力下蒸发温度约为 - 5℃），通过控制压力可调节蒸发温度，实现不同冷却需求。

2. 载冷剂降温输出

• 载冷剂在管程内流动时，因热量被制冷剂吸收，温度逐渐降低（如从 30℃降至 7℃）。

• 低温载冷剂从另一端封头流出，输送至用冷场所（如空调末端、冷库盘管），用于冷却空气或物体。

3. 气态制冷剂循环

• 蒸发产生的气态制冷剂（携带蒸发潜热）从壳体顶部排出，被压缩机吸入，进入制冷循环的下一环节（压缩→冷凝→节流→蒸发）。

• 压缩机通过提高气态制冷剂的压力，使其在后续冷凝器中放热液化，完成循环。