10.3.2.1. Испарители

Испарители бывают различных конструкций: вертикальнотрубный, кожухотрубный, ребристый, змеевиковый, пластинчатый (пластинчатый теплообменник специальной конструкции) и др.

Основной принцип действия всех испарителей состоит в том, что жидкий аммиак испаряется в трубах или пластинах, забирая при этом теплоту испарения из жидкости или из воздуха.

Рассмотрим два типа испарителей.

Вертикальнотрубный испаритель (рис. 10.9)

Как правило, вертикально трубные испарители представляют собой бетонированные четырехугольные баки, в которых вертикальные трубы подачи хладоносителя (4) погружены в рассол или гликоль. Подведенный жидкий аммиак (3) испаряется в вертикальных трубах (6) и через отделитель жидкости (8) направляется к компрессору (9). Большинство испарителей снабжены для этих целей мешалкой (11), за счет вращательного движения которой теплопередача проходит более интенсивно.

Кожухотрубный испаритель (рис. 10.10)

В новых конструкциях аммиак распределяется при помощи распылительной трубы и при этом испаряется, в то время как солевой раствор охлаждается в трубах. К преимуществам подобной конструкции относятся:

• улучшенная теплоотдача (компактнее, дешевле);

• улучшенная регулировка;

• меньшая инерционность испарения при отключении компрессора,

• меньшее требуемое количество NH₃

Особую конструкцию кожухотрубного испарителя представляют собой охладители ледяной воды (см. раздел 10.3.2.5).

10.3.2.2. Компрессор

Задачей компрессора является сжатие холодного газа NH₃. Для этой цели применяют компрессоры различный конструкций, а именно:

• поршневые компрессоры;

• винтовые компрессоры;

• пластинчато-статорные ротационные компрессоры;

• пластинчатые ротационные компрессоры;

• турбокомпрессоры.

Поршневой компрессор

Поршневой компрессор является наиболее старой конструкцией, применяющейся на пивоваренных предприятиях. Эти компрессоры долгое время конструировались как горизонтальные медленно работающие агрегаты, зачастую оборудованные паровым приводом. В настоящее время используются преимущественно вертикальные скоростные компрессоры мощностью от 100 000 до 300 000 кДж/ч.

В компрессорах этого типа сжатие происходит за счет возвратно-поступательного движения поршня в сочетании работой впускного и выпускного клапанов. При этом аммиак нагревается в поршневом компрессоре до температуры 90-100°С.

Как правило, поршневые компрессоры имеют несколько цилиндров, поршни которых расположены на одном коленчатом валу (рис. 10.11). Корпус разделен промежуточными стенками в картере, всасывающей и нагнетательной камере.

При этом конструктивно различают:

• компрессоры с закрытым корпусом, рассчитанным на давлением хладагента, привод внешний, через вал, герметично уплотненный против улетучивания NH₃;

• полугерметичные компрессоры, в которых электродвигатель вместе с компрессором размещен в корпусе, соединенном болтами;

• герметичные компрессоры, в которых двигатель и компрессор размещены в сварном закрытом корпусе (компрессоры капсульного типа, компрессоры бытовых холодильников).

Винтовой компрессор

Винтовой компрессор (см. рис. 10.12, 10.13) состоит из двух соосных винтов, находящихся в постоянном зацеплении (приводного винта и ведомого), которые направляют поток газа вдоль тесно прилегающих стенок корпуса. Так как они выполняют только вращательное движение, то осуществляют постоянную подачу и, кроме того, для их работы не требуются клапаны и они невосприимчивы к воздействию жидкости. Поэтому их можно плавно регулировать, что объясняет их растущее применение на крупных пивоваренных предприятиях. Правда, винтовые компрессоры работают с большим шумом. При их регулировке надает КПД. Так как они работают бесконтактно, то имеет место перепускание, рабочей среды, и при регулировании числа оборотов перепускание увеличивается непропорционально полезному потоку перекачиваемой среды.

Перепускание уменьшают путем использования масла, которое взаимно уплотняет (герметизирует) оба винта и одновременно охлаждает хладагент (чем достигается повышение КПД).

Пластинчато-статорный компрессор

У компрессоров этого типа сжатие газа происходит с помощью ротора, совершающего обкаточно-вращательное движение по внутренней стенке эксцентрично расточенного цилиндрического корпуса (статора). Разделение пространств всасывания и нагнетания осуществляется при помощи одной или нескольких пластин (шиберов), расположенных па статоре.

Пластинчатый компрессор

В пластинчатом ротационном (пластинчато-роторном) компрессоре сжатие возникает под действием эксцентрично установленного вращающегося ротора с расположенными па нем несколькими пластинами (шиберами), которые прижимаются к стенке цилиндрического корпуса под действием центробежной силы. В результате возникают отдельные межлопаточные пространства, где поочередно происходит сжатие (рис. 10.14). Пластинчатые компрессоры очень хорошо подходят для больших объемов перекачиваемой жидкости при малой разности давлений, и поэтому их часто применяют как ступень низкого давления при двухступенчатой компрессии.

Турбокомпрессор

В турбокомпрессоре сжатие возникает в результате ускорения потока газа в крыльчатке с превращением кинетической энергии потока в повышенное давление в диффузоре.

Турбокомпрессоры находят применение в крупных холодильных установках, которые редко встречаются на пивоваренных предприятиях.