Одним из представителей «святой троицы» агрегатных компонентов, составляющих традиционное холодильное оборудование и кондиционерное оборудование, является испаритель (испаритель кондиционера).
Функции, которые осуществляет холодильный испаритель, когда холодильная установка любого типа работает, откровенно раскрываются в названии: внутри испарителя испаряется хладагент.
Физический процесс испарения жидкостей (преобразование агрегатного состояния вещества из жидкого в газообразное) сопровождается поглощением тепла из окружающей среды. Именно это свойство кипящих жидкостей лежит в основе «производства холода» в охлаждаемых объёмах холодильной техникой, использующей компрессорно-конденсаторный агрегат и переносимый им холодильный агент в качестве «рабочего тела».
Чем интенсивнее жидкость будет испаряться, тем интенсивнее будет происходить охлаждение окружающей эту жидкость среды. Самое интенсивное испарение жидкости происходит во время кипения.
Чтобы заставить жидкость закипеть необходимо изменение хотя бы одного из двух «внешних» факторов: поднять температуру этой жидкости (разогреть до температуры кипения) или уменьшить внешнее давление в сосуде, где находится жидкость (при уменьшении давления температура точки закипания жидкости понижается).
Когда подразумеваются испарители холодильных машин, и речь идет об их эффективности, то для ее повышения используют оба этих «внешних» фактора: «подогретый» хладагент подается в объем испарителя под повышенным давлением в жидком виде, а в самом испарителе создается давление, необходимое для требуемой пользователю температуры кипения хладагента.
Накопление паров хладагента в испарителе приводит к возрастанию давления в испарительном объеме, а значит и к изменению температуры кипения. Чтобы этого не происходило необходимо постоянное «удаление» излишков паров хладагента их испарителя.
В процессе испарения количество хладагента в испарителе уменьшается, что равносильно снижению интенсивности кипения, ну и ухудшению охлаждения окружающего испаритель объема окружающей среды одновременно.
Чтобы охлаждение можно было осуществлять не только «одномоментно», а поддерживать длительное время, в холодильных машинах жидкий хладагент подается в испаритель в требуемом количестве в течение всего времени, пока происходит работа холодильной машины, и в объеме испарителя поддерживается необходимый уровень давления, соответствующий заданной температуре кипения хладагента.
На сленге холодильщиков процесс подачи хладагента в испаритель холодильника называется «нагнетание», а отбор паров испарившегося хладагента – «всасывание».
Подача хладагента в объем испарителя должна осуществляться через «разделительную границу», так как давление подаваемого жидкого хладагента заведомо превышает уровень давления, при котором будет происходить кипение. Если не устраивать такого граничного препятствия на пути поступления хладагента в испаритель, то по закону сообщающихся сосудов давления поступающего хладагента и кипящего будут стремиться к выравниванию между собой, а это значит, что процесс охлаждения просто прекратится.
Устройства, осуществляющие впрыск жидкого хладагента в испаритель, создающие и поддерживающие разницу давления между поступающим жидким хладагентом и его кипящим «собратом» в испарителе, называются дросселирующими.
Эффективность или холодопроизводительность испарителя определяется не только тем количеством хладагента, которое можно «испарить» в нем за единицу времени,при определенной температуре кипения, но и величиной теплопроводности материала, из которого выполняется объем испарителя, а так же и «внешней» площадью поверхности испарительного объема, которая взаимодействует непосредственно с охлаждаемой средой.
Для увеличения «площади контакта» между испарителем и охлаждаемым объемом очень часто используют змеевидные трубчатые конструкции (медная труба холодильная), с дополнительным внешним оребрением.
По своей физической сути испарители холодильных установок являются теплообменниками, позволяющими без непосредственного контакта между разнородными средами производить передачу тепла от охлаждаемого объема (предмета) кипящему хладагенту, для последующего удаления полученного тепла из паров хладагента в противоположной, «горячей» части холодильных машин.