冷水箱是大型空調制冷站中開式冷凍水系統常用的蒸發器,整體的管組沉浸于盛滿載冷劑(水或鹽水)的箱體(或池、槽)內。制冷劑在管內蒸發,載冷劑在攪拌器的推動下在箱內流動,以增強傳熱。應用這種蒸發器可以將水冷卻到接近0℃的溫度;當用鹽水作為載冷劑時，可冷卻到-20~10℃,適用于制冰或食品冷加工。
冷水箱中的蒸發器管組有立管式和螺旋管式兩種。立管式蒸發器其列管以組為單位,按照不同的容量要求,蒸發器可由若干組列管組合而成。每一組列管各有上下兩根直徑較大的水平集管(一般為121×4的無縫鋼管),上面的稱為蒸氣集管,下面的稱為液體集管。沿集管的軸向焊接四排直徑較小兩頭稍有彎曲的立管(一般為57×3.5),與上下集管接通;另外順集管的軸向每隔一定距離焊接一根直徑稍大的立管(一般為75×4)。上集管用于匯集制冷劑蒸氣,經一端的氣液分離器分離掉液體后送往壓縮機。分離器通過下液管與下集管相通,將分離出來的液體重新送回蒸發立管。下集管的一端用一水平管與集油包相連。
液態制冷劑由進液管直插到立管的下部,經下集管迅速進入每根立管,并可利用液體流進時的沖力增強氨液在蒸發管中的循環。立管式蒸發器在工作過程中,細立管中的蒸發強度很大,產生的蒸氣迅速脫離傳熱面,向上浮動進入上集管,沒有蒸發完的液體從中間的粗立管下降,如此形成上下的循環對流。
這種蒸發器的傳熱性能良好,與臥式殼管式蒸發器相仿。由于水箱中水量大、熱穩定性優于殼管式,因此采用開式冷凍水系統處理空氣的空調裝置,均優先采用水箱式蒸發器。螺旋管式蒸發器是立管式的一種變形產品。此種蒸發器的總體結構和液體的流動情況與立管式相似,其不同之處只是以兩排螺旋管代替立管。這種蒸發器也只能用于氨制冷系統。與立管式相比,螺旋管式主要優點如下。
(1)結構緊湊,若蒸發面積相同,螺旋管式的體積要小得多。
(2)上下集管上的焊口減少,減少了泄漏的可能,制造簡單,維修也較方便。
(3)傳熱系數較立管式有所提高。冷卻空氣的蒸發器,即空氣自然對流時多采用盤管結構、空氣強制對流時采用翅片式蒸發器結構。
