Переохладители и теплообменники
При рассмотрении цикла холодильной машины с процессом переохлаждения жидкого холодильного агента отмечалось, что одним из способов практического осуществления этого процесса является применение специальных аппаратов: в аммиачных машинах - переохладителей, а во фреоновых - теплообменников.
Установка переохладителя в аммиачных машинах не всегда является обязательной. В виде отдельного аппарата его целесообразно применять только на больших холодильных установках и, особенно на тех из них, которые снабжены оросительными конденсаторами. Теплообменник же для фреоновых машин всегда необходим. Он нужен не только для переохлаждения жидкого холодильного агента, но и для перегрева парообразного фреона, поступающего из испарителя в компрессор.
Конструктивно переохладители в большинстве случаев выполняют в виде двухтрубного (труба в трубе) противоточного аппарата, по внутренней трубе которого протекает охлаждающая вода, а в межтрубном пространстве противотоком течет жидкий аммиак. Внутренние трубы ставят обычно диаметром 38×3,5 мм, а наружные диаметром 57×3,5 мм. Отдельные пары труб соединяют в секции. В одном переохладителе может быть несколько параллельных секций. В пределах секции вода и аммиак проходят последовательно из одной пары труб в другую, каждый в своем направлении. Вода входит в секцию снизу, а аммиак сверху.
Теплообменники по конструктивному выполнению бывают нескольких видов. На рис.50 показан один из теплообменников для фреоновых холодильных машин производительностью более 3,5 кВт. Теплообменник представляет собой стальной сварной кожух в виде отрезка трубы с приваренными к ее торцам сферическими донышками. Внутри кожуха помещен змеевик, изготовленный из медной трубы. Концы змеевика выведены из кожуха через отверстия в донышках. Жидкий фреон проходит через теплообменник внутри змеевика, а парообразный - в кожухе, омывая наружную поверхность змеевика. Движение жидкости и пара осуществляется противотоком.
В малых машинах холодопроизводитёльностью от 525 до 1750 Вт применяют теплообменники типа труба в трубе - жидкий фреон проходит по внутренней трубе, а пар противотоком движется в межтрубном пространстве. Выполняют такие теплообменники прямыми или изогнутыми в виде спирали (рис.51).
В некоторых малых холодильных машинах, в частности в машинах, применяемых для бытовых холодильников, функцию теплообменника выполняют спаянные между собой на некотором участке трубки: капиллярная, по которой жидкий фреон направляется к испарителю, и отсасывающая, по ней в противоположном направлении проходит холодный пар из испарителя к компрессору.
Испарители
Испарителями холодильных машин называют аппараты, в которых производится кипение холодильного агента для охлаждения окружающей среды. Охлаждаемой средой могут быть рассол или вода, используемые, в свою очередь, в качестве теплоносителя для охлаждения камер, либо непосредственно воздух охлаждаемых объектов. В соответствии с этим различают: испарители для охлаждения жидкого теплоносителя (рассола или воды) и испарители для охлаждения воздуха.
Характеризуется работа испарителя, как любого теплообменного аппарата, прежде всего коэффициентом теплопередачи.
На теплопередачу в испарителях влияют: скорость циркуляции охлаждаемого тела (рассола, воды или воздуха); скорость движения холодильного агента; скорость удаления с теплопередающей поверхности образующихся при кипении холодильного агента пузырьков пара; высота уровня жидкого холодильного агента и степень загрязненности теплопередающей поверхности маслом, ржавчиной, отложениями из рассола, воды и т.д. Теплопередача в испарителях интенсивнее, когда больше скорость циркуляции холодильного агента и охлаждаемой среды, выше уровень жидкого холодильного агента, скорее удаляются с теплопередающей поверхности пузырьки пара и чище теплопередающая поверхность.