Файл: Холодильные машины - Теплообменные аппараты.doc

1. Меньшая занимаемая площадь.

2. Обязательная установка конденсатора за пределами машинного отделения, на улице.

3. Малые гидравлические потери как со стороны холодильного агента, так и со стороны охлаждающей воды.

4. Возможность очистки внутренней поверхности труб механическим способом.

Недостатки кожухотрубного вертикального конденсатора:

1. Возможность загрязнения спиральных каналов распределительных устройств.

2. Необходимость установки конденсатора строго вертикально.

3. Возможность утечки холодильного агента через места развальцовки.

4. Более сложная конструкция, чем у кожухотрубных горизонтальных.

5. Сложность обслуживания и ремонта.

Пластинчатые конденсаторы.

Пластинчатые конденсаторы состоят из набора гофрированных пластин. Каждая пластина с одной стороны омывается холодильным агентом, а с другой стороны – водой. Между пластинами устанавливаются уплотнительные прокладки. Направление гофр соседних пластин должно быть противоположно для турбулизации потока. С помощью неподвижных и подвижных плит пластины стягиваются шпильками. По конструкции они бывают разборные, полуразборные и неразборные. В разборных конденсаторах между всеми пластинами устанавливаются резиновые или паранитовые прокладки. Преимущества такой конструкции – возможность разборки и очистки всех пластин. В полуразборных конденсаторах пластины попарно сварены между собой со стороны холодильного агента. В неразборных конденсаторах все пластины сварены между собой.

Недостатком пластинчатых конденсаторов является невозможность очистки пластин от водного камня механическим путем.

Преимущества пластинчатых конденсаторов:

1. Интенсивность теплообмена в 4-5 раз выше, чем в кожухотрубных горизонтальных конденсаторах.

2. Значительно меньшая занимаемая площадь.

3. Значительно меньший расход дорогостоящих бесшовных труб.

4. Возможность изменения площади теплопередающей поверхности при изменении тепловой нагрузки.

5. Возможность очистки пластин механическим путем в разборных и полуразборных конденсаторах.

Недостатки пластинчатых конденсаторов:

1. Сложность конструкции.

2. Сложность ремонта.

3. Большие гидравлические потери, как со стороны холодильного агента, так и со стороны охлаждающей воды.

4. Возможность прогиба пластин и ухудшения циркуляции воды.

5. Расстояние между пластинами со стороны холодильного агента 3-5 мм, а со стороны воды – 8-9 мм.

Пакетно – панельный конденсатор.

Пакетно–панельный конденсатор представляет собой большой стальной прямоугольный бак. Внутри бака размещено несколько теплообменных секций. Каждая секция представляет собой цельноштампованную панель с вертикальными каналами. Сверху панель приварена к верхнему паровому коллектору, а снизу – к жидкостному коллектору. Верхние коллекторы всех теплообменных секций соединены с общим паровым коллектором. Нижние коллекторы всех теплообменных секций соединены с общим жидкостным коллектором. В баке все теплообменные секции установлены в шахматном порядке.

Сжатый горячий пар поступает в общий паровой коллектор. Из коллектора пар распределяется по верхним коллекторам каждой теплообменной секции. В верхних коллекторах и вертикальных каналах панелей пар охлаждается и конденсируется. Образовавшаяся жидкость через нижние коллекторы собирается в общий жидкостной коллектор и далее выводится из конденсатора. Холодная вода через входной патрубок поступает в бак. Далее вода последовательно омывает все теплообменные секции и нагревается на 4-6⁰С. Отепленная вода выходит через выходной патрубок , расположенный в противоположной стенке бака.

Преимущества пакетно – панельного конденсатора:

1. Значительно меньший расход дорогостоящих бесшовных труб.

2. Возможность очистки наружной поверхности панели механическим путем

3. Простота конструкции.

4. Малые гидравлические потери со стороны охлаждающей воды.

Недостатки пакетно – панельного конденсатора:

1. Меньшая интенсивность теплообмена, чем в кожухотрубных конденсаторах.

2. Большая занимаемая площадь.

3. Большая металлоемкость.

В настоящее время они не выпускаются, но используются в старых холодильных установках.

Оросительный конденсатор.

Конденсатор состоит из нескольких плоских вертикальных змеевиков. Верхние трубы всех змеевиков соединены с верхним паровым коллектором, а нижние – с нижним паровым коллектором.

Верхний паровой коллектор соединен с линейным ресивером с помощью вертикального стояка. От нижней трубы каждой пары труб змеевиков к стояку отходит горизонтальный отвод. Над каждым змеевиком установлен треугольный желоб с зубчатой боковой поверхностью. В верхней части конденсатора также расположен водораспределительный бак. В нижней части, под конденсатором, также имеется водоприемный бак.

Сжатый горячий пар после компрессора подается в нижний паровой коллектор. Из коллектора пар распределяется по нижним трубам каждого змеевика. Поднимаясь вверх по внутреннему объему труб, пар охлаждается и конденсируется. Образовавшийся конденсат через вертикальные отводы стекает в вертикальный стояк. Из вертикального стояка жидкость попадает в линейный ресивер. Холодная вода насосом подается в водораспределительный бак. Из бака вода распределяется по желобам. Желоб наполняется и затем переполняется, в результате чего через нижние образующие зубьев вода перетекает на наружную поверхность теплообменных труб змеевиков. Затем вода под действием собственного веса стекает по трубам в нижнюю часть конденсатора и собирается в водоприемном баке. При этом вода нагревается на 3-5⁰С. Далее отепленная вода отводится в водоохлаждающее устройство.

Преимущества оросительного конденсатора:

1. Простота конструкции.

2. Возможность очистки наружной поверхности труб механическим путем.

3. Малые гидравлические потери со стороны охлаждающей воды.

4. Возможность монтажа на месте эксплуатации.

5. Участие в теплообмене не только воды, но и наружного воздуха.

6. Установка вне машинного отделения.

Недостатки оросительного конденсатора:

1. Большой расход дорогостоящих бесшовных труб.

2. Меньшая интенсивность теплообмена, чем в кожухотрубных конденсаторах.

3. Большая занимаемая площадь.

4. Возможность засорения зубьев желобов.

5. Необходимость установки желобов строго вертикально.

6. Возможность уноса воды атмосферным воздухом.

В настоящее время оросительные конденсаторы промышленностью не выпускаются, но используются в старых холодильных установках.

Испарительный конденсатор.

Такой конденсатор по конструкции напоминает оросительный. Трубный пучок конденсатора состоит из нескольких плоских вертикальных змеевиков. Верхние трубы змеевиков соединены с верхним паровым коллектором, а нижние – с нижним жидкостным коллектором. Над основными теплообменными секциями расположены водяные коллекторы с форсунками. Над водяными коллекторами установлен сепаратор – каплеотбойник. Выше сепаратора устанавливается форконденсатор (предконденсатор). Все элементы конденсатора размещаются внутри стального прямоугольного корпуса. В нижней части корпуса имеется водоприемный бак или поддон. В зависимости от конструкции в верхней или боковой части корпуса располагаются вентиляторы.

Сжатый горячий пар после компрессора поступает в общий входной коллектор фор - конденсатора. Из коллектора пар распределяется по трубам фор – конденсатора.

Так как температура конденсации масла выше температуры конденсации холодильного агента, то в фор – конденсаторе конденсируются пары масла. После фор – конденсатора пар холодильного агента и капли масла поступают в отдельный маслоотделитель. В маслоотделителе происходит отделение масла от пара холодильного агента. Из маслоотделителя очищенный пар направляется в общий паровой коллектор основных теплообменных секций. В действительности для уменьшения капитальных затрат и уменьшения работ по эксплуатации, как правило, маслоотделитель не ставят. Пар вместе с маслом сразу направляется в основные теплообменные секции. Проходя по внутреннему объему теплообменных труб, пар охлаждается и конденсируется. Образовавшаяся жидкость собирается в нижнем жидкостном коллекторе и далее выводится из конденсатора. Вода насосом из поддона подается в водяной коллектор. Из водяных коллекторов через форсунки вода распыляется мелкими каплями по всему внутреннему объему корпуса конденсатора. Далее вода оседает тонкой пленкой на наружной поверхности теплообменных труб. Так как разность температур поверхности труб и воды значительны(80-120⁰С), то часть воды из пленки испаряется. Поэтому такой конденсатор называется испарительным. Неиспарившаяся вода стекает вниз с трубки на трубку, при этом нагреваясь. Одновременно с этим холодный воздух, с помощью вентиляторов, продувается снизу вверх через трубную решетку противотоком движению воды. Расход воздуха подобран таким образом, что температура воды на выходе из форсунок равна температуре воды в поддоне. При этом воздух нагревается и выбрасывается в атмосферу.