4.3. Испарители для трансформаторов теплоты

Типы, конструкции и характеристики испарителей

Классификация испарителей по:

назначению:

• испарители для охлаждения жидкостей;

• испарители для охлаждения воздуха;

• испарители для охлаждения конденсирующегося хладоагента в каскадных машинах;

конструкции:

• кожухотрубчатые – для охлаждения жидклстей;

• трубчатые оребренные – для охлаждения воздуха;

типу движения охлаждаемой жидкости или воздуха:

• с принудительной циркуляцией при помощи насоса или вентилятора;

• с естественной циркуляцией;

характеру заполнения хладоагентом:

• затопленные (с кипением в межтрубном пространстве);

• незатопленные (т.е. оросительные и кожухотрубные с кипением в трубах).

В основном, наиболее распространены испарители затопленного типа: ИТГ, ИТР, ИКТ с гладкими или оребрёнными трубами, соответственно. (ИТГ – для аммиака; ИТР – для фреонов). Конструкция такого испарителя показана на рис. 49.

Рис. 49. Конструкция кожухотрубчатого испарителя затопленного типа:

1  крышка поворотной камеры; 2  паровой патрубок; 3  манометр; 4  трубный пучок; 5  трубная доска; 6 гильза термометра; 7  вход теплоносителя; 8  выход теплоносителя; 9  дренаж; 10  крышка входной камеры; 11  корпус; 12  вход хладоагента

В аммиачных испарителях (ИТГ) с площадью поверхности до 400 м² применяются бесшовные гладкие трубы диаметром  25х2,5 мм из стали (Ст2 и Ст3), а для аппаратов с большей поверхностью – трубы диаметром  38х3 мм.

При кипении фреонов коэффициент теплоотдачи значительно ниже и поэтому для испарителей (ИТР) используются медные трубы с накатанными рёбрами, имеющие следующие размеры:

наружный диаметр рёбер –16,5мм;

наружный диаметр трубы –13,3мм;

внутренний диаметр трубы – 11,5 мм.

Некоторые характеристики фреоновых испарителей типа ИТР [10] приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Марка	Хладоагент	Площ. пов. Fн/Fвн, м2	D корп., мм	L корп., мм	Число труб	Число гориз. рядов
ИТР-12	R12	12/3.7	325	1415	70	9
ИТР-18	R12	18/5.3	325	1665	84	11
ИТР-35	R12	35/10.5	426	1940	145	14
ИТР-50	R12	50/15.5	525	1985	207	14
ИТР-70	R12	70/21	530	2240	249	18
ИТР-105	R12	100/33	600	3700	237	16
ИТР-210	R12	209/68	800	3730	484	23
ИТР-400	R12	390/134	1200	3870	920	28
ИТР-65	R22	65/19	500	2435	210	16
ИТРН-80	R22	77/25	600	3100	218	13
ИТР-35Н	R22	35/13	500	3000	123	10

Примечание. Два последних типа испарителей применяются для двухступенчатых установок. Изготавливаются из нержавеющей стали (кроме труб).

Характеристики кожухотрубчатых испарителей типа ИКТ, применяемых для аммиака и фреонов [10] приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4

Тип	Поверхность, м2	Габаритные размеры, мм				Число труб
		D	L	B	H
ИКТ-40	40,7	600 х 8	3580	1075	1590	216
ИКТ-50	54	600 х 8	4580	1075	1590	216
ИКТ-65	67,8	600 х 8	5580	1075	1590	216
ИКТ-90	96,8	800 х 8	4670	1310	1950	386
ИКТ-110	121	800 х 8	5670	1310	1950	386
ИКТ-140	154	1000 х 10	4800	1493	2270	616
ИКТ-180	193	1000 х 10	5800	1493	2270	616
ИКТ-250	273	1200 х 12	5920	1788	2670	870
ИКТ-300	327	1200 х 12	6920	1788	2670	870

В оросительных испарителях хладоагент орошает трубный пучок сверху и стекает по трубам плёнкой, в которой кипит и испаряется. Рассол движется в трубах. Коэффициент теплопередачи практически не зависит от плотности теплового потока и, при постоянной скорости рассола, определяется в основном кратностью циркуляции орошающей жидкости.

Часто применяются испарители с кипением внутри труб – типа И, ИТ, ИТВР. Их конструкция аналогична кожухотрубчатым, но оребрение находится внутри труб. Такие испарители имеют более мощные трубные доски. Характеристики [10] приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5

Марка	Площ. пов. Fвн, м2	D корп., мм	L корп., мм	Число труб	Число ходов
ИТВР-5	5	273	1500	64	26
ИТВР-6,3	6,3	273	2000	64	28
ИТВР-8	8	325	1500	98	20
ИТВР-10	10	325	2000	98	22
ИТВР-12,5	12,5	325	2500	98	20
ИТВР-16	16	325	3000	98	22
ИТВР-20	20	425	2000	184	14
ИТВР-25	25	425	2500	184	14
ИТВР-31,5	31,5	425	3000	184	14
ИТВР-40	40	530	2500	282	12
ИТВР-50	50	530	300	282	10
ИТВР-63	63	600	2500	416	10
ИТВР-80	80	600	3000	416	8
ИТВР-100	100	700	3000	568	6
ИТВР-125	125	700	3500	568	6
ИТВР-160	160	800	3500	750	6
ИТВР-200	200	800	4000	750	6

Применяются также панельные испарители типа ИП, представляющие собой испарительные секции панельного типа, погруженные в бак, заполненный хладоносителем. Кипение хладоагента происходит в нижнем коллекторе и вертикальных каналах панелей.

Погружные испарители применяются для намораживания льда в баках воды.

Оребрённые воздухоохладители с кипением внутри труб применяются для охлаждения воздуха ВОП (потолочные), ВО (камерные), ПВО (постаментные), НВО (подвесные), ВОН (канальные), ИРСН (стенной навесной для камер) и другие с принудительной циркуляцией воздуха. Их конструкции и характеристики приведены в [10]. Некоторые значения даны в таблицах 4.6, 4.7, 4.8.

В аммиачных аппаратах типа ВО, НВО и ПВО каждое ребро охватывает, сразу четыре трубы, расположенные коридорно с шагом S₁ = S₂ = 65 мм. Теплообменная поверхность оцинковы­вается.

Фреоновые аппараты выполнены из медных труб диаметром 16x0,8 мм с пластинчатыми алюминиевыми ребрами толщиной 0,4 мм размерами 80x40, 80x74 и 80x154 мм, наса­женными сразу на две, четыре или восемь труб, расположенных коридорно с шагом S₁ = S₂ = 40 мм.

Таблица 4.6

Марка	Площадь наружной поверхности, м2	Диаметр вентилятора, мм	Расход воздуха, м3/ч	Мощность нагревателя, кВт
ВОП-50	50	400	3400	8,7
ВОП-75	75	400	3400	8,7
ВОП-100	100	600	7450	12
ВОП-150	150	600	7450	12
ВОП-230	230	800	16900	24,9

Таблица 4.7

Марка	Площадь наружной поверхности, м2	Расход воздуха, м3/ч	Число вентиляторов	Мощность вентиляторов, кВт	Мощность нагревателей, кВт
2ВО-7	6,5	0,28	1	50	2,25
2ВО-9	9,6				3
2ВО-14	13,6	0,53	2	100	4,5
2ВО-20	20				6

Таблица 4.8

Марка	Площадь наружной поверхности, м2	Расход воздуха, м3/ч	Число вентиляторов	Мощность вентиляторов, кВт
ВО-80	80,5	7200	1	2,2
ВО-100	100,2	8000	1	2,2
ВО-125	125,6	9000	1	2,2
ВО-160	160,8	14400	2	4,4
ВО-200	200,3	16000	2	4,4

В аппаратах ВОП и ВОГ используется стальная труба диаметром 25x2,5 мм. Стальные ребра размером 460x460x0,4 мм насаживаются сразу на 12 труб (два ряда по шесть труб). Расположение труб  коридорное. Воздухоохладители типа ВОП снабжены осевыми вентиляторами серии МЦ, а воздухоохладители ВОГ-230  вентиляторами ЦАГИ-УК-2М.

Ориентировочные удельные тепловые потоки в испарителях (Вт/м²) можно принимать, исходя из следующих значений:

испарители для аммиака:

• кожухотрубчатые типа ИКТ 3500;

• панельные типа ИП 2300…3500.

испарители для фреона R22:

• кожухотрубчатые оребрённые типа ИТР 4500…6400;

• кожухотрубчатые с гладкими трубами типа ИТГ 2300…4700;

с кипением хладоагента внутри труб типа ИТВР 2300…11000.