| Холодильное оборудование: основные типы испарителей |
|
|
|
|
Основным типом рассольных испарителей для судового холодильного оборудования является кожухотрубный горизонтальный испаритель. Его устройство аналогично устройству горизонтального кожухотрубного конденсатора с той лишь разницей, что жидкий хладагент подводится в корпус снизу через клапан, а пары отсасываются сверху через один или несколько сухопарников. Рассол протекает по медным или стальным (для аммиачных испарителей) обычно оребренный трубкам, концы которых развальцованы в стальных трубных досках-решетках, делая несколько (в данном случае шесть) ходов. Этим достигается увеличение скорости протекания рассола и интенсификация теплообмена. Рассол подводится в верхнюю часть трубок, а отводится из нижней. Испаритель снабжен предохранительным клапаном, клапаном для спуска масла и фреона, клапаном для присоединения манометра и воздухоспускным клапаном. Корпус такого испарителя обычно заполняют жидким хладагентом на величину 0,8 диаметра корпуса. Поэтому эти испарители называются затопленными. Межтрубное пространство испарителя разделяется по длине на отсеки перегородками, уменьшающими колебания уровня жидкого хладагента в условиях качки. В сухопарниках аммиачных испарителей монтируют змеевико-вый теплообменник, по трубкам которого протекает жидкий аммиак перед поступлением к регулирующим клапанам. Это обеспечивает переохлаждение жидкого аммиака (что всегда выгодно) и подсушивание паров, всасываемых из испарителя компрессором (для исключения влажного хода компрессора, а не для значительного перегрева паров). Недостаток кожухотрубных испарителей затопленного типа — наличие свободной поверхности жидкого хладагента (опасность попадания капельной жидкости во всасывающий трубопровод компрессора, а оттуда в чиллер). Кроме того, на работе этих испарителей отрицательно сказывается давление столба жидкости: в нижних слоях жидкого хладагента температура кипения повышается. Во избежание этого, а также для увеличения коэффициента теплоотдачи применяют оросительные испарители незатопленного типа. Жидкий фреон из конденсатора подводится внутрь корпуса в несколько трубок, снабженных мелкими отверстиями. Через эти трубки происходит орошение охлаждаемой поверхности оребренных трубок испарителя. Неиспарившийся жидкий фреон из нижней части корпуса подсасывается насадками эжекторного типа, являющимися одновременно дроссельными органами, и снова подается на орошение. Пучок трубок, расположенный над оросительными трубками, не орошается и служит для подсушивания паров фреона. Положительной стороной оросительных испарителей является также меньшее количество фреона, необходимого для их заполнения. Достоинства кожухотрубных испарителей состоят в хорошей теплопередаче, компактности и относительно небольшой массе. Основной их недостаток — опасность замерзания рассола в трубках при случайных остановках рассольного насоса. Для предотвращения аварий применяются такие меры: повышение концентрации рассола (при этом, однако, уменьшается его теплоемкость и увеличиваются плотность, а значит, гидравлические сопротивления), установка реле, отключающего компрессор при прекращении циркуляции рассола, установка защитного термореле (по наинизшей допустимой температуре рассола). Однако более удобны в этом отношении кожухозмеевиковые испарители, которые стали применять на судах в последние годы. В них отсутствует свободная поверхность жидкого хладагента, так как кипение последнего происходит внутри трубок, а это улучшает условия работы холодильной машины при качке. Кроме того, намерзание льда на внешней поверхности трубок не представляет той опасности, как в кожухотрубных испарителях. Корпус имеет одну трубную решетку, в которой развальцованы входные и выходные концы испарительных трубок (сплошных петлеобразных или прямых, соединенных калачами), где кипит фреон. Крышка испарителя имеет внутри перегородку, разделяющую полости подачи жидкого агента и отсасывания паров. В межтрубном пространстве циркулирует рассол, изменение направления движения которого достигается поперечными перегородками. Это улучшает условия теплообмена в холодильной камере, так как часть пути рассол совершает при поперечном обтекании трубок. Для улучшения коэффициента теплоотдачи со стороны кипящего агента, который, вообще говоря, в таких испарителях относительно низок, применяют трубки нового типа с внутренним продольным оребрением, но чаще всего рационально используют струйные аппараты, в которых полезно расходуется напор жидкого агента, поступающего в испаритель, для усиления циркуляции фреона по трубкам. Прогрессивность такого метода, при котором необратимые потери дросселирования агента целесообразно используются для улучшения теплоотдачи, совершенно очевидна. В таких испарителях в нижней части крышки устанавливают инжектор, работающий на высоконапорном подводимом из конденсатора жидком хладагенте, который подсасывает парожидкостную эмульсию из верхней части крышки (после выхода хладагента из трубок), и тем самым обеспечивает интенсивную циркуляцию хладагента по трубкам. В составе фреоновых (Ф-12) холодильных машин применяются регенеративные теплообменники, в змеевиках которых протекает жидкий фреон из конденсатора, а в корпусе (межзмеевиковом пространстве) — всасываемые компрессором пары, которые, перегреваясь, переохлаждают жидкий фреон. |




