Испарители холодильных машин

Испарителем называют теплообменный аппарат, в котором отвод теплоты от охлаждаемой среды осуществляется за счёт кипения (испарения) холодильного агента.

По виду охлаждаемой среды испарители делятся на:

1. Испарители для охлаждения жидкости.

2. Испарители для охлаждения газа.

3. Испарители специального назначения.

Испарители специального назначения используются в аппаратах для охлаждения и замораживания пищевых продуктов.

В испарителях для охлаждения жидкости в качестве промежуточного хладоносителя используется: вода, рассол, водные растворы этиленгликоля, спирта и т.д.

В испарителях для охлаждения газа в качестве хладоносителя и основном используется как правило воздух, редко-специальная регулируемая газовая среда.

По уровню заполнения теплопередающей поверхности:

1. Затопленные.

2. Незатопленные.

В зависимости от условий циркуляции хладоносителя:

1. Открытые.

2. Закрытые.

К испарителям для охлаждения жидкости относят

1. Кожухотрубные испарители с межтрубным кипением холодильного агента (кожухотрубные затопленного типа).

2. Кожухотрубные испарители с кипением холодильного агента внутри труб.

3. Кожухотрубные оросительные испарители.

4. Пластинчатые испарители.

5. Вертикально-трубные испарители.

6. Панельные испарители.

Испарители для охлаждения газов бывают с принудительной и с естественной циркуляцией воздуха. Для крупных холодильных установок испарители с принудительной циркуляцией воздуха называют воздухоохладителями. Испарители с естественной циркуляцией воздуха — камерные батареи.

Кожухотрубные испарители с межтрубным кипением холодильного агента.

По конструкции кожухотрубные испарители аналогичны кожухотрубному конденсатору.

Холодильный агент после дросселирования поступает в нижнюю часть межтрубного пространства корпуса испарителя. Жидкий холодильный агент заполняет межтрубное пространство в аммиачных испарителях на 60-70 % диаметра, в хладоновых 40-50% диаметра.

Жидкий холодильный агент соприкасаясь с тёплой наружной с наружной поверхностью теплообменных труб кипит с поверхностью теплообменных труб кипит с образованием пузырьков пара. Образовавшийся пар поднимается в верхнюю часть испарителя и поднимается в верхнюю часть испарителя и выходит через верхний выходной патрубок. Тёплый хладоноситель поступает в нижнюю часть передней крышки через входной патрубок. Последовательно проходя несколько ходов внутри теплообменных труб, хладоноситель охлаждается на 3-5оС. Охлаждённый хладоноситель выходит из испарителя через верхней выходной патрубок передней крышки.

Отличия аммиачных и хладоновых испарителей:

1. В аммиачных испарителях применяются гладкие стальные теплообменные трубы, в хладоновых — медные с наружным оребрением.

2. В нижней части корпуса аммиачного испарителя имеется маслосборник. В хладоновых он отсутствует.

3. Весь внутренний объём корпуса аммиачных испарителя заполнен теплообменными трубами. В верхней части корпуса хладонового испарителя теплообменные трубы отсутствуют.

4. В верхней части аммиачного испарителя имеется отделитель жидкости – сухопарник.

Преимущества:

1. Высокая интенсивность теплообмена.

2. Возможность очистки внутренней поверхности труб механическим способом.

3. Малые гидравлические потери со стороны холодильного агента.

4. Простота конструкции и эксплуатации.

Недостатки:

1. Возможность разрыва труб при замерзании хладоносителя.

2. Влияние гидростатического столба жидкости на температуру кипения.

3. Большое количество заправляемого холодильного агента.

4. Большие гидравлические потери со стороны хладоносителя.

5. Возможные утечки холодильного агента через места развальцовки.

6. Возможность образования водяного камня.

Кожухотрубные испарители с внутритрубным кипением холодильного агента

Констукция такого испарителя похожа на конструкцию кожухотрубного испарителя затопленного типа. Принцип действия противоположный.

Холодильный агент после дросселирования поступает в нижнюю часть передней крышки испарителя. В специальном распределительном устройстве парожидкостная смесь равномерно распределяется по всем трубам первого хода. Последовательно проходя первый и второй ходы. Жидкий холодильный агент кипит, образовавшийся пар выходит из верхнего патрубка передней крышки. Тёплый хладоноситель поступает межтрубное пространство испарителя со стороны передней крышки. В межтрубном пространстве испарителя установлено несколько перегородок с сегментными отверстиями. В межтрубном пространстве хладоноситель совершает продольно – поперечное обтекание теплообменных труб, охлаждаясь при этом на 2-4 оС. Охлаждённый хладоноситель выходит через выходной патрубок расположенный около задней глухой крышки. Особенностью данного испарителя является то, что применяются теплообменные трубы с внутренним оребрением. В качестве внутреннего оребрения могут быть использованы 8-10 канальные алюминиевые звёздочки, внутренние продольные рёбра, спиральное оребрение.

Особенностью также является применение специальных распределительных устройств в виде форсунок, пяточков, пластин с отверстиями.

Преимущества:

1. Исключается разрыв труб при замерзании хладоносителя.

2. В 4-5 раз меньше заполнение холодильным агентом, чем в испарителях затопленного типа.

3. Возможность получения «ледяной» воды.

4. Меньшие гидравлические потери со стороны хладоносителя.

Недостатки:

1. Меньшая интенсивность теплообмена чем в испарителях затопленного типа.

2. Большие гидравлические потери со стороны холодильного агента.

3. Сложность конструкции.

4. Высокая стоимость.

Такие испарители нашли широкое применение в агрегатированных водоохлаждающих холодильных машинах.