V odvetví chladenia a klimatizácie je výparník jednou z najdôležitejších zložiek zodpovedných za premenu nízkotlakového chladiva kvapaliny na plynný stav, čím absorbuje teplo a dosiahnutie chladiaceho účinku. Podľa relatívnej polohy a vzoru prietoku medzi chladivom a trubicou výmeny tepla je výparník rozdelený hlavne do dvoch kategórií: suchý výparník a zaplavený výparník.
1. Suchý výparník
Suchý výparník pozostáva z škrupiny s viacerými trubicami na výmenu tepla usporiadaných paralelne alebo v sérii. Na vonkajšej strane trubice výmeny tepla môžu byť k dispozícii usmernenie alebo vodiace dosky, aby sa usmerňoval smer toku vody, zabezpečil, aby chladiaca voda mohla rovnomerne pokryť všetky povrchy trubice výmeny tepla a zlepšiť účinnosť prenosu tepla. V hornej časti je často k dispozícii priestor na separáciu plynu, aby sa oddelilo plynné chladivo od tekutého chladiva, aby sa zabezpečilo, že do kompresora je zaslané iba plynné chladivo.
Pracovný proces: Kvapalina chladiva vstupuje do trubice výmeny tepla zo spodnej časti výparníka a začne absorbovať teplo z chladiacej vody mimo trubice. Keď sa teplo absorbuje, chladivo sa postupne odparuje do plynného stavu a tlak a teplota chladiva zostávajú počas tohto procesu relatívne konštantné. Odparený plyn chladiva stúpa na vrchol výparníka, kde je ďalej odstránený zariadením na separáciu plynu a potom sa nasáva do kompresora.
Chladiaca voda vo vonkajšom obehu zároveň neustále odstraňuje teplo, aby sa udržali podmienky teplotného rozdielu potrebné pre proces odparovania. Pretože suchý výparník používa na prenos tepla prirodzenú konvekciu, jeho celková účinnosť výmeny tepla je nižšia ako účinnosť zaplaveného výparníka; Znamená to však tiež, že na splnenie pracovných požiadaviek sa vyžaduje menej plnenia chladiva, čím sa znižuje náklady a potenciálne riziká.
Výhody: Dobrý výkon návratnosti oleja, mazací olej sa môže priamo vrátiť do kompresora s chladivo a množstvo plnenia chladiva je malé, asi asi jedna tretina zaplaveného výparníka.
Nevýhody: V porovnaní s zaplaveným výparníkom je účinnosť prenosu tepla nízka, približne dvojnásobok koeficientu prenosu tepla z holej trubice.
2. Zaplavený výparník
Zaplavený výparník je vysokoúčinné zariadenie na výmenu tepla, ktoré sa bežne používa v systémoch chladenia a klimatizácie. Jeho hlavnou črtou je, že studená voda tečie vo vnútri trubíc výmeny tepla, zatiaľ čo chladivo úplne ponorí tieto trubice výmeny tepla a varí a odparuje sa mimo skúmaviek.
Štrukturálne vlastnosti: zaplavený výparník pozostáva zo uzavretej škrupiny obsahujúcej veľké množstvo vysokoúčinných trubíc výmeny tepla usporiadaných paralelne. Tieto trubice výmeny tepla môžu byť hladké alebo majú špeciálne povrchové ošetrenia alebo vnútorné štruktúry (napríklad špirálové výčnelky) na zvýšenie účinnosti prenosu tepla. V niektorých dizajnoch môžu trubice výmeny tepla mať aj dierky alebo iné formy povrchových prvkov na podporu procesu varu chladiva.
V spodnej časti plášťa je kvapalný prívodný port a do kompresora sa odosiela iba separačné zariadenie s plynnou kvapalinou, aby sa zabezpečilo, že do kompresora je zaslané iba plynné chladivo. Aby sa zlepšil účinok výmeny tepla na strane chladiacej vody, sú niekedy medzi rúrkami na výmenu tepla nastavené, aby sa dráha prietoku vody stala kľukatejšou, čím sa zvýši kontaktná plocha a narušenie.
Pracovný proces: Kvapalné chladivo vstupuje do škrupiny zo spodnej časti výparníka a úplne ponorí trubice výmeny tepla. Zahrievanie a odparovanie chladiva: Keď nízkoteplotná a nízkotlaková kvapalina chladiva kontaktuje s vyšším teplotným výmenným trubicami, začne absorbovať teplo zo studenej vody v skúmavkách a postupne sa odparuje do plynného stavu. V tomto procese, pretože chladivo je v priamom kontakte s povrchom výmeny tepla, je možné dosiahnuť veľmi vysokú účinnosť prenosu tepla.
Keď sa viac chladiva odparuje, zmes stúpa na vrchol výparníka. Tu sú nevyvrátené kvapôčky kvapaliny odstránené špeciálne navrhnutým odlučovačom plynu-kvapalina, aby sa zabezpečilo, že na ďalší cyklus sa do kompresora pošle iba plynné chladivo. Súčasne sa studená voda prechádzajúca cez trubicu výmeny tepla ochladí v dôsledku uvoľňovania tepla a potom vyteká z výparníka, aby sa naďalej zúčastňovala chladiaceho cyklu systému. Pretože sa počas celého procesu výmeny tepla akumuluje určité množstvo mazacieho oleja, sú potrebné účinné opatrenia na návrat oleja, napríklad použitie ejektora alebo gravitácie na pravidelné vypúšťanie mazacieho oleja nahromadeného na dne, aby sa zabezpečila normálna prevádzka systému.
Výhody: Vysoký koeficient prenosu tepla, jednoduché riadenie a pohodlná prevádzka a správa.
Nevýhody: Keď je teplota odparovania nižšia ako 0, v skúmavke existuje riziko zmrazenia vody. Objem výplne chladiva je veľký, asi 55% ~ 65% efektívneho objemu valca. Opätovná teplota odparovania na spodnej časti valca, ktorá je ovplyvnená výškou kvapalného stĺpca chladiva, je vysoká, čo znižuje celkový rozdiel v teplote prenosu tepla. Spodná časť valca je náchylná na akumuláciu oleja a na zabezpečenie bezpečnej prevádzky sú potrebné účinné opatrenia na vrátenie ropy.
