Холодильные аппараты

     Представляет  собой стальной цилиндрический кожух  8, в котором расположены цельнотянутые трубки 9 диаметром 25х3 (рис.а). В_трубках протекает вода. К кожуху с торцовых сторон приварены трубные решетки 10, в отверстия которых вставлены и развальцованы концы внутренних водяных труб. Решётки закрыты крышками 11 с перегородками. С кожухом крышки скреплены болтами.

     В конденсаторе охлаждающая вода, подаваемая через нижний штуцер в крышке, проходит по внутренним трубкам и выходит через верхний штуцер в крышке конденсатора. Вода, проходя по трубам, совершает последовательно несколько ходов, так как в крышках конденсатора имеются перегородки. Это способствует увеличению скорости движения воды в конденсаторе и коэффициента теплоотдачи, а также уменьшает расход охлаждающей воды.

     Пары  аммиака, поступающие сверху в межтрубное пространство, соприкасаются с холодной поверхность горизонтальных водяных  труб, конденсируются, и жидкость стекает  в нижнюю часть кожуха. Из конденсатора жидкий аммиак отводится к линейному ресиверу или непосредственно к регулирующему вентилю. Уровень жидкого аммиака в конденсаторе контролируется по указателю уровня 12.

     К нижней части конденсатора приварен маслоотстойник, из которого выпускают  масло через вентиль 7. Сверху на кожухе установлены манометр 3, предохранительный клапан 2, штуцер 1 для паровой уравнительной линии с ресивером и штуцер 4 для отвода паровоздушной смеси к воздухоотделителю. На одной из крышек в верхней части имеется кран 5 для выпуска воздуха из водяного пространства, а в нижней— кран 6 для слива воды.

     Горизонтальные  кожухотрубные конденсаторы для  хладона (рис. б). Они отличаются от аммиачных тем, что в них внутренние трубы применяют как стальные, так и медные, и тем, что они со стороны хладона оребрены. Ребра бывают в виде стальных листов, надетых на трубы, или накатные (рис. в).

     Для таких конденсаторов маслоотстойник не нужен, так как фреон хорошо растворяет масло, и оно циркулирует  вместе с холодильным агентом. Нижняя часть конденсатора, где собирается образовавшаяся жидкость, является ресивером.

       
 

     Рисунок 7 – Вертикальный кожухотрубный конденсатор 

     Эти конденсаторы отличаются от горизонтальных расположением кожуха и распределением воды. Вода не заполняет все сечение трубы, а протекает тонким слоем по внутренней поверхности.

     В вертикальном цилиндрическом кожухе 1 расположены трубы 2 диаметром 57х3 мм, развальцованные в трубных решетках. В верхней части конденсатора над кожухом находится водораспределительное устройство 7, состоящее из бака и внутренней обечайки 8. Обечайка имеет вырезы для равномерного распределения воды, а каждая трубка - направляющую насадку 9 (колпачок), которая обеспечивает винтообразное движение воды по внутренней поверхности трубы. Вода стекает в бетонный резервуар, который одновременно является и фундаментом конденсатора.

     Пары  аммиака поступают в межтрубное пространство через штуцер, расположенный в верхней части кожуха, и конденсируются на вертикальной поверхности внутренних труб. Жидкость стекает вниз, откуда отводится в ресивер 11 через штуцер, расположенный на высоте 80 мм от нижней трубной решетки, чтобы уменьшить попадание масла в испаритель. Воздух удаляется через патрубок 10, находящийся в кожухе над уровнем жидкости, а также   через   патрубок,   расположенный вверху кожуха.

     На  конденсаторе и ресивере установлены  трехходовые запорные вентили с двумя предохранительными клапанами 5, уравнительная паровая трубка 4, соединяющая кожух конденсатора с ресивером, маслоспускной вентиль, манометры 6 и указательное стекло 3 для наблюдения за уровнем жидкого аммиака и масла. 

     

                                  

Рисунок 8 – Кожухозмеевиковый конденсатор

а — с отъемной крышкой; б — с заваренным кожухом. 

     Их  выпускают двух видов: с одной  трубной решеткой и с отъемной крышкой или кожухом, заваренным с обеих сторон.

     Кожухозмеевиковый конденсатор с отъемной крышкой марки КТР-3 (рис. а). Его кожух 1 изготовлен из цельнотянутой стальной трубы. С одной стороны к ней приварено сферическое днище, а с другой — фланец для крепления решетки 2 и крышки 3. В кожухе размещено восемь У-образных медных труб со стальными пластинчатыми ребрами (применяют также трубы с накатными ребрами). Концы труб развальцованы в стальной трубной решетке, закрытой снаружи литой чугунной крышкой 3 с внутренними перегородками. По трубкам проходит вода, совершая четыре хода. Трубы размещают в верхней части кожуха, а нижнюю используют в качестве ресивера для жидкого холодильного агента. Снизу к кожуху приварен сборник жидкости 4. На выходе, из сборника установлен запорный жидкостный вентиль 5. В стенку кожуха вместо предохранительного клапана ввернута легкоплавкая пробка 6. При температуре 70° С она расплавляется, и кожух соединяется с атмосферой, в результате чего исключается опасное повышение давления.

     Кожухозмеевиковый  конденсатор с заваренным кожухом  (рис. б)  применяют   в водоохладительных машинах торговых автоматов. Конденсатор имеет десять стальных труб 1 с навитыми латунными ребрами 2. Трубы соединены калачами. Наружную поверхность труб с ребрами лудят гальваническим способом. Концы змеевика вварены в дно 4. Снаружи к ним приварены штуцера для подсоединения гибких водопроводных шлангов. Пары хладона подводят в кожух 3 конденсатора сбоку по трубе 6, а жидкость из нижней части кожуха отводят по трубке 5. На жидкостной трубе поставлены вентиль и фильтр.

     Конденсаторы  водо-воздушного охлаждения

     В таких конденсаторах теплота 6т  холодильного агента отводится водой и воздухом одновременно. Расход воды в них значительно меньше, чем в конденсаторах с водяным охлаждением.

     

     Рисунок 9 – Оросительный конденсатор

1 -  водораспределительный желоб;   2 - сливная сетка; 3 - приемная сетка

4 - трубопровод рециркуляционной воды;   5 —вентиль для выпуски масла в

маслосборник; 6 — уравнительная линия;   7 —вентиль для выпуска воздуха;

8 — водораспределительный бачок; 9 — трубопровод свежей воды. 

     Их  выполняют в виде плоских змеевиков (секций), орошаемых снаружи водой. Теплоту от холодильного агента отнимает вода, часть которой испаряется. Для испарения воды к, оросительным конденсаторам необходим хороший доступ воздуха.

     Каждая  секция такого конденсатора имеет по высоте 14 труб диаметром 57х3 мм и четыре промежуточных отвода.

     Пары аммиака поступают в змеевики снизу через общий коллектор. Конденсат отводится из четвертой, восьмой, десятой, двенадцатой и четырнадцатой труб в стояк; откуда сливается в ресивер. Из верхней трубы конденсатора и верхней части ресивера отводится воздух через вентиль 7 к воздухоотделителю.

     Вода  поступает на конденсатор из распределительного бака 8 через желоб 1 треугольного сечения с зубчатыми кромками и равномерно орошает поверхность змеевиков, стекая в поддон.

     Для снижения потерь воды от уноса капель ветром их окружают жалюзийными стенками, которые не мешают циркуляции воздуха.

 

     Рисунок 10 – Испарительный конденсатор 

     В таких конденсаторах змеевики с  холодильным агентом расположены  в плотном кожухе. Змеевики орошаются  водой, а в противоток движению воды прогоняется воздух вентилятором. При обдувании воздухом вода интенсивно испаряется, в результате чего температура ее не повышается. Поэтому вода, стекающая в нижнюю часть кожуха (поддон), вновь направляется насосом к разбрызгивающему устройству для орошения змеевиков конденсатора, при этом не требуется промежуточного охлаждения воды. Часть воды испаряется, а часть уносится воздухом. Для уменьшения уноса воды в конденсаторе установлен каплеуловитель. Уровень воды поддерживает поплавковый вентиль, пропуская по мере необходимости в поддон свежую воду. Расход воды в этих конденсаторах обычно не превышает 10% от расхода воды в проточных конденсаторах.

     Эксплуатационным  недостатком конденсаторов является необходимость обеспечивать жесткий режим водоподготовки, исключающий прежде всего развитие водорослей. Кроме того, вода должна быть чистой, без механических частиц и грязи.

     Серьезной проблемой является размещение конденсатора. При размещении конденсатора в контуре здания требуется специальное помещение, в котором обеспечивается очистка воздуха, выбрасываемого наружу за пределы контура здания.

     При размещении конденсатора за пределами  контура здания, например на крыше здания, возникает проблема эксплуатации конденсатора в зимнее время, связанная с возможным замерзанием воды.

     В связи с многочисленными техническими сложностями конденсаторы этого типа предпочтительно эксплуатировать в теплой климатической зоне. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.2. Испарители 

Испарители  для охлаждения жидких тел

      Затопленный кожухотрубный аммиачный испаритель закрытого типа (рисунок 11).

Рисунок 11 - затопленный кожухотрубный аммиачный испаритель закрытого типа 

     В кожухе 4 расположены теплообменные  трубы 5 диаметром 25х3мм. Концы труб развальцованы в стальных трубных решетках 6, приваренных к кожуху 4. С торцовых сторон кожух закрыт чугунными крышками, 1 и 7. От регулирующего вентиля жидкий аммиак подводится в нижнюю часть межтрубного пространства через штуцер 9. При нормальной работе испарителя межтрубное пространство заполняется жидкостью на высоту 0,8 диаметра кожуха. Уровень жидкости в кожухе контролируется поплавковым регулятором 2. Пары отсасываются сверху через сухопарник 3 (отделитель жидкости), приваренный к кожуху. Маслосборник 8 предназначен для выпуска масла и загрязнений.

     Под напором насоса рассол поступает  в трубки испарителя через нижний штуцер крышки 7, а выходит через верхний. В крышках испарителя устроены перегородки. Рассол, проходя по трубам, совершает несколько (4 или 8) ходов. Это способствует увеличению скорости движения рассола по трубам до 1-1,5 м/с. В испарителе рассол охлаждается на 2-3° С. В верхней части крышек 1 и 7 предусмотрены краны для выпуска воздуха из рассольного пространства, а в нижней - краны для слива рассола.

     Преимущества многоходовых кожухотрубных испарителей — простота и компактность конструкции, эффективность теплопередачи, возможность устройства закрытой системы циркуляции рассола.

     Недостаток - опасность разрыва труб в случае замерзания в них рассола. Это может произойти при недостаточном содержании соли в рассоле, а также при случайной остановке насоса для рассола.

     Кожухотрубные многоходовые испарители широко применяют  и в холодильных машинах, работающих на хладонах и фреонах. От аммиачных  они отличаются медными толстостенными трубами, оребренными со стороны хладона (рисунок 12).

       

     Рисунок 12 – Кожухотрубный многоходовой испаритель

     1 — крышка распределительной камеры; 2 — распределительная камера; 3 — кожух; 4 — опора; 5 — маслосборник; 6 — труба теплообменная; 7 — крышка кожуха; 8 — мановакууметр; 9 — сухопарник. 

     В больших кожухотрубных испарителях  для хладонов и фреонов жидкий холодильный агент подается через коллектор Ду1 и заполняет кожух на высоту 0,5—0,6 его диаметра. Уровень холодильного агента в таких испарителях ниже, чем в аммиачных. Так как хладон из-за растворенного в нем масла при кипении вспенивается. Из верхней части кожуха пар выходит через Ду2. Хладоноситель подается через верхний патрубок в крышке распределительной камеры, совершив по трубкам несколько ходов, он выходит через нижний патрубок.

      Разновидностью кожухотрубного испарителя является кожухозмеевиковый испаритель. 
 

Рисунок 13 – Кожухозмеевиковый испаритель

1 — кожух, 2 — трубы, 3 — трубная решетка, 4 — крышка, 5 — вставка 

     Эти испарители применяют для охлаждения воды до 2-3° С. Они имеют одну трубную  решетку и U-образные трубки, в которых кипит холодильный агент, а вода проходит по межтрубному пространству. В таких испарителях исключена опасность разрыва трубок при замерзании воды. Для повышения интенсивности теплоотдачи со стороны хладона, а значит, и коэффициента теплопередачи в этих аппаратах применяют трубы с внутренним оребрением. В последнее время в кожухозмеевиковых испарителях применяют биметаллические трубы, в которых дорогостоящая медь частично заменена алюминием.