冷水箱是大型空调制冷站中开式冷冻水系统常用的蒸发器,整体的管组沉浸于盛满载冷剂(水或盐水)的箱体(或池、槽)内。制冷剂在管内蒸发,载冷剂在搅拌器的推动下在箱内流动,以增强传热。应用这种蒸发器可以将水冷却到接近0℃的温度;当用盐水作为载冷剂时，可冷却到-20~10℃,适用于制冰或食品冷加工。
冷水箱中的蒸发器管组有立管式和螺旋管式两种。立管式蒸发器其列管以组为单位,按照不同的容量要求,蒸发器可由若干组列管组合而成。每一组列管各有上下两根直径较大的水平集管(一般为121×4的无缝钢管),上面的称为蒸气集管,下面的称为液体集管。沿集管的轴向焊接四排直径较小两头稍有弯曲的立管(一般为57×3.5),与上下集管接通;另外顺集管的轴向每隔一定距离焊接一根直径稍大的立管(一般为75×4)。上集管用于汇集制冷剂蒸气,经一端的气液分离器分离掉液体后送往压缩机。分离器通过下液管与下集管相通,将分离出来的液体重新送回蒸发立管。下集管的一端用一水平管与集油包相连。
液态制冷剂由进液管直插到立管的下部,经下集管迅速进入每根立管,并可利用液体流进时的冲力增强氨液在蒸发管中的循环。立管式蒸发器在工作过程中,细立管中的蒸发强度很大,产生的蒸气迅速脱离传热面,向上浮动进入上集管,没有蒸发完的液体从中间的粗立管下降,如此形成上下的循环对流。
这种蒸发器的传热性能良好,与卧式壳管式蒸发器相仿。由于水箱中水量大、热稳定性优于壳管式,因此采用开式冷冻水系统处理空气的空调装置,均优先采用水箱式蒸发器。螺旋管式蒸发器是立管式的一种变形产品。此种蒸发器的总体结构和液体的流动情况与立管式相似,其不同之处只是以两排螺旋管代替立管。这种蒸发器也只能用于氨制冷系统。与立管式相比,螺旋管式主要优点如下。
(1)结构紧凑,若蒸发面积相同,螺旋管式的体积要小得多。
(2)上下集管上的焊口减少,减少了泄漏的可能,制造简单,维修也较方便。
(3)传热系数较立管式有所提高。冷却空气的蒸发器,即空气自然对流时多采用盘管结构、空气强制对流时采用翅片式蒸发器结构。
