ИСПАРИТЕЛИ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ХЛАДОНОСИТЕЛЕЙ

Наиболее распространенными испарителями для охлаждения хладоносителей являются горизонтальные кожухотрубные испарители затопленного типа. По конструкции они имеют сходство с кожухотрубными конденсаторами. В кожухотрубных испарителях рассол охлаждается при циркуляции внутри трубок, а хладагент кипит в межтрубном пространстве.

Аммиачные и фреоновые кожухотрубные испарители принципиально не отличаются один от другого. Различие состоит в конструкции поверхности теплообмена и материалах, применяемых для их изготовления.

Фреоновый испаритель,(рис.29), представляет собой горизонтальный цилиндрический корпус 4 с приваренными на торцах трубными решетками. Со стороны рассола они покрыты защитным слоем из наплавленной меди.В отверстиях решеток развальцованы красномедные трубки с накатными ребрами. К трубным решеткам через резиновые прокладки болтами прикреплены бронзовые крышки с внутренними перегородками. Перегородки в крышках изменяют направление движения охлаждаемого рассола по трубкам.

Нагретый в охлаждаемом помещении рассол подается насосом в испаритель через нижний патрубок крышки.В процессе охлаждения рассол в испарителе делает от 4 до 8 ходов и охлажденный выходит через верхний патрубок крышки. Скорость движения рассола в трубках благодаря многоходовости составляет 0,75 - 1 м/с.

На испарителе установлены предохранительный клапан (ПК) 6, штуцер 1 для присоединения мановакуумметра, клапан для выпуска воздуха 3. Для удаления из испарителя хладагента и масла при ремонте служит клапан 9. Жидкий хладагент подводится к корпусу 4 испарителя снизу через угловой вентиль 8 и заполняет межтрубное пространство испарителя на 0,6 - 0,8 диаметра корпуса.

Верхние незатопленные трубки испарителя выполняют функцию пароперегревателя. Выходящий из испарителя пар перегревается на 1 – 2 ⁰С. Образующийся при кипении пар отсасывается компрессором через сухопарник 5, который служит для отделения капель жидкого хладагента.

Есть конструкции испарителя, у которых сухопарник (отделитель жидкости) является теплообменником. По змеевику, расположенному в сухопарнике, проходит из ресивера жидкий хладагент, который переохлаждается парами, выходящими из испарителя, при этом пары перегреваются.

 

 

 

Рис. 29. Кожухотрубный фреоновый испаритель

 

Конструкцииаммиачных кожухотрубных испарителей отличаются от фреоновых тем, что трубный пучок аммиачных испарителей изготовляют из стальных (Ст.2 или Ст.З) гладкостенных бесшовных труб 1.В аммиачных испарителях (рис.30) к верхней части корпуса приварен сухопарник 2, к нижней - маслоотстойник 3, предназначенный для сбора и выпуска масла и загрязнений. Пучок труб в корпусе полностью его не заполняет, свободной остается верхняя часть. Межтрубное пространство аммиачного испарителя заполнено жидким хладагентом на высоту примерно 0,8 диаметра корпуса. При этом незатопленными остаются один или два ряда труб, которые выполняют функцию пароперегревателя.

В аппаратах с большой теплопередающей поверхностью хладагент подводится от общего коллектора в нескольких точках по длине испарителя. Отвод пара также осуществляется через несколько патрубков, объединенных одним коллектором 4, что обеспечивает равномерное омывание поверхности потоком хладагента.

Достоинства горизонтальных кожухотрубных испарителей: простота применения и компактность конструкции, эффективность теплопередачи, возможность применения в закрытых рассольных системах охлаждения.

 

 

 

 

Рис.30. Горизонтальный аммиачный кожухотрубный испаритель

 

Существенный недостаток испарителей этого типа: возможность замерзания рассола в трубках при случайной остановке рассольного насоса. Кроме того, на работе этих испарителей отрицательно сказывается влияние дополнительного гидростатического давления столба жидкого хладагента, из-за этого в нижних слоях температура кипения хладагента повышается.

В кожухотрубных и кожухозмеевиковых испарителях с внутри- трубным кипением хладагента перечисленные выше недостатки устранены. Основное отличие этих испарителей от кожухотрубных испарителей затопленного типа заключаетсяв том, что хладоноситель заполняет межтрубное пространство, а хладагент проходит и кипитв трубках. Кожухотрубные испарители выполняют с прямыми и U-образными трубками (кожухозмеевиковые). Схема кожухозмеевикового фреонового испарителя типа ИТВР с кипением в U-образных трубках показана на рис.31. Испаритель имеет одну крышку 5 с двумя патрубками для подвода жидкого хладагента и отвода паров, одну трубную решетку 4, в которой развальцованы входные концы испарительных трубок 3. Крышка испарителя имеет внутреннюю перегородку 6,разделяющую полость подачи жидкости от полости паров. В межтрубном пространстве кожуха 1 для повышения интенсивности теплообмена со стороны хладоносителя устанавливают поперечные перегородки 2.

 

 

Рис.31. Фреоновый кожухозмеевиковый испаритель: а - схема испарителя; б - труба с внутренним оребрением.

 

Для повышения коэффициента теплоотдачи в таких аппаратах применяют трубки с внутренним оребрением, (рис.31,б).

Для равномерного распределения парожидкостной смеси по трубкам во входной полости крышки устанавливают распределительное устройство. Кожух и крышки кожухотрубных и кожухозмеевиковых испарителей теплоизолируют.

Достоинства кожухотрубных испарителей с внутритрубным кипением: отсутствие свободной поверхности жидкости, что улучшает работу аппарата при качке; снижение массы хладагента, наполняющего систему, в два-три раза; надежный возврат масла в компрессор; исключение опасности разрушения аппарата в результате намерзания льда на поверхности теплообменных трубок; уменьшение массы и габаритов испарителя за счет улучшения теплообмена.

Панельные испарители,(рис.32) используются в аммиачных стационарных холодильных установках. Они представляют собой металлический сварной или железобетонный прямоугольный бак 1, в котором помещаются испарительные секции 2 панельного типа. Панель выполнена из двух листов стали, отштампованных по специальному профилю и соединенных между собой точечной сваркой. Внутри изготовленной панели образуются вертикальные каналы, в которых кипит хладагент.

 

 

Рис.32. Панельный испаритель

 

Панели собраны в секции, каждая из которых состоит из двух горизонтальных коллекторов и двух вертикальных стояков, образующих прямоугольную раму с вваренными в нее панелями.

Все секции объединяются коллекторами для подачи жидкого аммиака 3, отсоса пара 4 и отвода масла 5.

Жидкий аммиак поступает через распределительный коллектор 3 в каждую секцию сверху, где кипит за счет тепла, отнимаемого от хладоносителя. Образующийся при кипении пар отсасывается через коллектор 4 и отделитель жидкости 6. Для спуска масла испаритель снабжен маслосборником 7.

Для интенсивной циркуляции хладоносителя в баке установлена пропелерная мешалка 8 и направляющие перегородки. Уровень хладоносителя поддерживается выше испарительных секций, а при переполнении бака часть хладоносителя сливается по переливной трубе 9.