Конструкции испарителей
Испарители служат для охлаждения воздуха при непосредственном кипении хладагента и охлаждения промежуточных жидких хладоносителей (рассола, воды).
Для заполнения так называемых сухих испарителей непосредственного охлаждения воздуха используется верхняя подача жидкого хладагента (рис 3.3). В них отсутствует четкая граница заполнения испарителя, зато обеспечивается достаточно легкий возврат масла в систему. Это обстоятельство обусловило их широкое распространение в судовой холодильной технике.
Рис. 3.3. Испаритель непосредственного охлаждения.
1 – калачи; 2 – теплообменные трубы; 3 - пластины
Часто эти испарители применяются со встроенными вентиляторами и называются воздухоохладителями (рис.3.4). Воздухоохладитель имеет вентилятор 4 для принудительной циркуляции воздуха через охлаждающую поверхность змеевика 2, закрытого корпусом 1. Для отвода талой воды от змеевика 2 в процессе снятия снеговой шубы воздухоохладители имеют поддон 3. Поддон и трубка для отвода талой воды имеют электрообогрев для предотвращения замерзания талой воды. В современных воздухоохладителях все чаще применяются вместо гладких пластин пластины, имеющие изгибы в направлении движения воздуха. Они применяются для повышения турбулентности воздуха вокруг пластины, позволяющий нарушить изоляционный слой воздуха, образующийся вокруг пластины. Это повышает эффективность теплообмена между хладагентом, проходящим внутри трубок и воздухом.
Рис.3.4. Воздухоохладитель.
Охлаждение промежуточных жидких хладоносителей происходит в конструкционно более сложных теплообменных аппаратах. Примером может служить судовой хладоновый горизонтальный кожухотрубный испаритель (рис.3.5).
Кипение хладагента происходит в межтрубном пространстве. Устроен аналогично кожухотрубному конденсатору, с той лишь разницей, что жидкий хладагент подводится к корпусу испарителя 4 снизу через угловой запорный вентиль 10, а пары отводятся компрессором сверху через сухопарник 5. Рассол (хладоноситель) в испаритель подается через нижний штуцер 8 передней крышки. В крышках имеются перегородки 9, благодаря которым обеспечивается шесть ходов рассола по медным трубкам 2 и затем подается циркуляционным насосом в рассольные батареи, расположенные в охлаждаемых помещениях. Концы теплообменных трубок развальцованы в стальных трубных досках 7с защитными слоями из наплавленной меди со стороны рассола. Крышки испарителя бронзовые. Корпус испарителя снабжен штуцером и вентилем 1 для присоединения мановакуумметра, клапаном для выпуска воздуха 3, предохранительным клапаном 6 и клапаном 11 для спуска масла и хладона.
Межтрубное пространство испарителя заполняется жидким кипящим хладагентом на 0.6—0.8 диаметра корпуса, поэтому такие кожухотрубные испарители называются затоплен н ы м и. Несколько верхних рядов незатопленных трубок подсушивают и перегревают поднимающийся пар хладагента на 0,5—1,5°С, что обеспечивает «сухой» ход компрессора. Сухопарник выполняет функции отделителя жидкости: из него сливаются капли хладагента, выбрасываемые при повышенной тепловой нагрузке (бурном кипении) и колебаниях свободной поверхности жидкости во время качки. Для уменьшения колебания уровня жидкого хладагента в условиях качки в межтрубном пространстве устанавливаются перегородки, разделяющие его на отсеки.
Рис.3.5. Кожухотрубный испаритель.
Основной недостаток кожухотрубных испарителей затопленного типа — опасность замерзания рассола (воды) в трубках при случайных остановках рассольного насоса. Это требует установки защитных датчиков — реле расхода и температуры, останавливающих электродвигатель компрессора при прекращении движения хладоносителя и недопустимом понижении его температуры на выходе из испарителя. Кроме того, затопленные кожухотрубные испарители имеют следующие недостатки: в них отрицательно сказывается влияние дополнительного гидростатического давления столба жидкого хладагента, повышающего температуру кипения в нижних слоях жидкости; на их заполнение требуется большое количество хладагента; затрудняется возврат масла из испарителя в компрессор.
Более удобными и лишенными указанных недостатков являются кожухотрубные и кожухозмеевиковые испарители с внутритрубным кипением хладагента. Для интенсификации теплообмена в таких аппаратах используется внутреннее продольное оребрение трубок с помощью вставных алюминиевых звездочек, а также рециркуляция хладагента с помощью струйных насосов.
В нижней части крышки испарителей с внутритрубным кипением хладагента устанавливают струйный насос (инжектор). Он работает за счет струи жидкого хладагента, выходящего из конденсатора. Она подсасывает парожидкостную смесь из верхней части крышки (после выхода хладагента из трубок) или жидкий хладагент из отделителя жидкости, установленного за испарителем, и тем самым обеспечивает интенсивную рециркуляцию хладагента в трубках. Струйный насос в этом случае может заменить традиционное дроссельное устройство. Применение в судовых условиях кожухозмеевиковых испарителей с внутритрубным кипением вместо кожухотрубных с межтрубным кипением хладагента имеет следующие преимущества:
- в них отсутствует свободная поверхность жидкости, что улучшает работу холодильной машины при качке;
- сокращается в 4—б раз масса заряжаемого в машину хладагента;
- обеспечивается надежный возврат масла в компрессор;
- исключается повреждение аппарата при замерзании льда на поверхности теплообменных трубок;
- уменьшаются масса и габариты испарителя за счет интенсификации теплообмена.
Кожухозмеевиковый испаритель имеет одну крышку 1 и одну трубную доску 2, в которой развальцованы входные концы прямых испарительных трубок 4, соединенных калачами 6.
Рис. 3.6. Кожухозмеевиковый испаритель с внутритрубным кипением хладагента.
Крышка испарителя с внутренней перегородкой разделяет полость подачи кипящего хладагента и полость отвода паров. В межтрубном пространстве циркулирует рассол. Увеличение протяженности и длительности контакта рассола с охлаждаемым теплообменным пучком, а значит, углубление его охлаждения, достигается поперечными перегородками 5. . Корпус испарителя 3 устанавливается на лапах 7.
Эффективность работы таких испарителей во многом зависит от равномерности распределения кипящего хладагента по трубкам. Поэтому во входной полости крышки обычно устанавливают распределительное устройство.
Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 5057;