7 Теплообменные аппараты

Конденсаторы ХМ и установок

Конденсатор – теплообменный аппарат, в котором парообразный ХА преобразуется в жидкое состояние.

Процесс конденсации протекает только за счёт туплообмена с охлаждающей средой.В зависимости в зависимости от вида охлаждающей среды КД делятся на :

1.КД с водяным охлаждением(водяные КД)

2.с воздушным охлаждением

3.с водовоздушным охлаждением

К водяным КД относятся:

-кожухотрубные горизонтальные

-кожухотрубные вертикальные

-кожухозмеевиковые

-элементные

-пакетно-панельные

-пластинчатые

К воздушным КД относятся:

-с принудительной циркуляцией воздуха

-с естественной циркуляцией воздух

К водовоздушным:

-оросительные

-испарительные

1.Кожухотрубный горизонтальный КД

КД представляет собой горизонтальный цилиндрический корпус большого диаметра,внутри его расположено большое количество труб малого диаметра,концы теплообменных труб развальцованы в отверстиях двухтрубных решёток.Трубные решётки закрыты крышками:передний с входным и выходным патрубками,задний – глухй крышкой.Для циркуляции воды в крышках имеются перегородки.По внутреннему обьёму теплообменных труб протекает холодная вода.В межтруном пространстве на наружной поверхности теплообменных труб конденсируется пар ХА.

2.Пластинчатый КД

КД представляет собой набор гофрированных пластин,расположенных друг за другом.Между пластинами по периметру располагаются уплотнительные прокладки.Пластины прижимаются друг к другу с помощью специальных шпилек.Кажадая пластина с одной стороны омывается ХА а с другой стороны водой.

КД могут быть:

-разборными

-неразборными

-полуразборными

В разборных КД между всеми пластинами устанавливаются прокладки.

В полуразборных КД пластины со стороны ХА свариваются между собой.

В неразборных КД все пластины свариваются между собой.

3.Испарительный КД

КД представляет собой прямоугольный стальной корпус, внутри корпуска расположены теплообменные секции змеевиковых труб.Верхние трубы змеевиков соединены с верхним паровым коллектором.Над основной теплообменной секцие расположен водяной коллектор с фарсунками.Выше водяного коллектора установлен сепаратор-каплеотбойник.В нижней части корпуса КД имеется поддон для сбора воды.

Расположение вентиляторов может быть нижним боковым или верхним.Горячий пар ХА поступает в КД несколько охлаждаетяс и отправляется в паровой коллектор основной секции.Проходя по внутреннему обьёму теплообменных труб пар охлаждается и конденсируется.Образовавшаяся жидкость стекает в общий жидкостной коллектор.С помощью форсунок вода разбрызгивается на наружную поверхность теплообменных труб.Стекая вниз по трубам вода нагревается,в тоже самое время холодный воздух вентилятор продувает снизу вверх и охлаждает воду.Таким образом вода в КД не нагревается.

4.Воздушный КД

КД представляет собой прямоугольный стальной корпус,внутри него расположено несколько теплообменных секций.Каждая секция представляет собой трубчатый плоский змеевик.Верхние трубы всех змеевиков соединены с общим паровым коллектором,нижние трубы с общим жидкостным коллектором.Наружная поверхность теплообменных труб имеет оребрение,накатное,навитое или пластинчатое.Одна фронтальная поверхность трубного пучка свободна,с другой стороны установлен диффузор с вентлятором.Наружный воздух с помощью вентилятора продувается сквозь трубную решётку.При этом воздух нагревается.

Внутри этих трую конденсируется пар ХА.

Преимущества:отсутствие вояного камня,отсутствие водяной системы с насосами,водопроводами и баками.

Недостаток:низкая интенсивность теплообмена,расход электоэнергии на привод вентилятора

ИСПАРИТЕЛИ

Испаритель – теплообменный аппарат,в котором теплота от охлаждающей среды отводится за счёт кипения(испарения) ХА.

По виду охлаждаемой среды И делятся на :

1.И для охлаждения жидкости

2.И для охлаждения газа

3.И специального назначения

К спарителям для охлаждения жидкости относятся:

1.горизонтальные кожухотрубные испарители затопленного типа

2.кожухотрубные И с кипением ХА внутри труб

3.панельные И

4.пластинчатые И

Для охлаждения газа делятся на:

1.с принудительной циркуляцией

2.с естественной

1.1.Конструкция затопленного И аналогична конструкции кожухотрубного горизонтального КД.Внутри труб протекает хладоноситель(вода,водные растворы солей).В межтрубном пространстве кипит жидкий ХА.ХА заполняет межтрубное пространство на 50-70% внутреннего обьёма корпуса.Жидкость поступает в нижнюю часть межтрубного пространства.Пар образованный при кипении поднимается вверх и выходит через выходной патрубок или в сухопарник(отделитель хидкости)

Преимущества – высокая интенсивность теплообмена,простая конструкция,малые гидравлические потери со стороны ХА,возможность очистки труб от водяного камня механическим путём.

Недостатки – возможность разрыва труб при замерзании хлодоносителя,большие гидравлические потери со стороны хладоносителя.

1.2.По конструкции И аналогичны конструкии кожухотрубного КД.Отличительной особенностью такого И является то что ХА кипит внутри труб,а хладоноситель циркулирует в межтрубном пространстве,для увеличения теплопередающей поверхности трубы делают с внутренним оребрением(алюминевая вставка в форме снежинки),Для равномерного распределения парожидкостной смеси по теплообменным трубкам,в передней крышке ставят специальное распределительное устройство в виде форсунок,пятачка или пластины с отверстием.

Преимущества – исключается разрыв труб при замерзании хладоносителя,маленькие гидравлические потери со стороны хладоносителя.

Недостатки – сложность конструкции,высокая стоимость,большие гидро потери со стороны ХА.

1.3.Представляет собой большой теплоизолированный бак,Бак заполнен хладоносителем,в баке под слоем жидкости расположены теплообменные секции.Каждая секция состоит из верхнего парового коллектора ,нижнего жидкостного коллектора,соединённых между собой несколькими панелями (5-10 панелей).Каждая панель представляет собой стальных листа с каналами.

Паровые коллекторы всех теплообменных секций соединены с общим паровым коллектором,жидкостные – с общим жидкостным коллектором.Внутри корпуса установлен насос мешалка.

Отеплённый хладоноситель сливается сливается сверху в бак в район насоса-мешалки.Под действием лопастей насоса хладоноситель прокачивается вдоль теплообменных секций одной половины испарителя.Средняя теплообменная секция выполняет функции перегородки.Далее хладоноситель огибает перегородку и протекает вдоль теплообменных секций второй половины испарителя.ХА поступает в общий подающий трубопровод и затем распределяется по всем теплообменным секциям.Жидкий ХА заполняет нижний жидкостной коллектор и вертикальные каналы панели.За счёт теплообмена с хладоносителем жидкий ХА кипит.Пар образовавшийся при кипении поднимается вверх парового коллектора каждой теплообменной секции,а затем в общий паровой коллектор.Из общего парового коллектора пар направляется в отделитель жидкости,если в потоке имеются капли жидкости,то они стекают в отделитель жидкости а из него в коллектор для повторной циркуляции.На базе испарительных КД созданы льдоаккумуляторы холода.В период малой тепловой нагрузки на панелях накапливается слой льда.Когда тепловая нагрузка вырастает вода оохлаждается за счёт таяния накопленного льда,без работы ХМ.

1.4.По конструкции пластинчатые И аналогичны пластинчатым КД.Каждая пластина с одной стороны омывается хладоносителем,а с другой ХА.В ХМ нашли применение полуразборные И.Главным преимуществом пластинчатых И является более высокий коэффициент теплопередачи ( в 4-5 раз выше чем у кожухотрубных).Основным недостатком является возможность замерзания хладоносителя с разрывом пластин.

2.1.Воздухоохладители представляют собой прямоугольный стальной корпус,внутри которого расположен пучок теплообменных труб с наружным оребрением.Трубный пучок состоит из нескольких плоских змеевиков.Нижние трубы всех змеевиков соединены с общим жидкостным,верхние с общим паровым коллекторами.С одной стороны стороны корпуса установлен диффузор с вентилятором.С помощью вентилятора отеплённый воздух продувается сквозь трубную решётку,при этом охлаждается на 2-4 градуса.ХА после дросселирования через общий жидкостной коллектор поступает в нижние трубы каждого змеевика.Проходя по внутреннему обьёму теплообменных труб ,жидкий ХА кипит .Пар образовавшийся при кипении поднимается вверх и выходит из воздухоохладителя через верхний паровой коллектор.

По месту расположения воздухоохладители бывают:

*Подвесные

*Навесные

*Настенные

*напольные

2.2.Испарители с естественной циркуляцией воздуха называются камерные батареи

По расположению бывают:

*потолочные

*пристенные

Батареи могут быть:

*Гладкотрубные

*Оребрённые

Современные камерные батареи комплектуются из отдельных унифицированных секций.есть 6 видов секций:

-секция головная(ГС)

-секция средняя(СС)

-хвостовая секция(ХС)

-секция двухколлекторная(С2К)

-секция одноколлекторная(СК)

-секция змеевиковая(СЗ)

Комплектуя различные секции можно получить камерную батарею любой площади и любой конфигурации.