Тепловой расчет и подбор испарителя

При расчете определяют площадь теплопередающей поверхности и объемный расход хладагента.

Площадь передающей поверхности:

_(5.7)

где Qо- холодопроизводительность (для тепловых насосов тепло-производительность), Вт; k – коэффициент теплопередачи испарителя, Вт/(м²·К), принимаем по таблице 1; θ_m – средний логарифмический напор между теплопередающими средами, ^оС

Таблица 2 - Коэффициенты теплопередачи испарителей

k, Вт/(м² • К) q_f, Вт/м²

Панельные 580—700 2900—3500

Кожухотрубные аммиачные* 465—525 2320—2620

Фреоновые* 230—350 1150—1750

* Относится к наружной поверхности.

В кожухотрубных и кожухозмеевиковых испарителях θ_m (°С) определяют по формуле среднего логарифмического температур­ного напора:

_(5.8)

в панельных и вообще во всех испарителях с мешалкой

_(5.9)

где t_н1 — температура рассола, входящего в испаритель, °С; t_н2 — температура рас­сола, выходящего из испарителя; t₀ — температура кипения хладагента, °С.

Расход циркулирующего рассола определяют из условия:

_(5.10)

где с_р — теплоемкость рассола при рабочей температуре рассола, кДж/(кг • К); m_p — массовый расход рассола, кг/с;

_(5.11)

Объемный расход циркулирующего рассола (м³/с)

_(5.12)

где р_р — плотность рассола, кг/м³; с_р и р_р — определяют по приложениям 23-26 в зависимости от концентрации и рабочей температуры рассола.

По площади теплопередающей поверхности подбирают испа­ритель (приложение 21, 22), а по объемному расходу рассола - рас­сольный насос по приложению 27.

Переохладитель представляет собой противоточный теплообменный аппарат из двойных труб («труба в трубе»), в котором хладагент охлаждается ниже температуры конденсации за счет охлаж­дающей воды, движущейся противотоком по внутренним трубкам. Переохлаждение жидкости перед регулирующим клапаном увели­чивает холодопроизводительность машины. Переохладители, как самостоятельные аппараты, применяют в основном в стационарных аммиачных холодильных установках.

Переохлаждение жидкого хладона осуществляется в регенеративных теплообменниках за счет перегрева паров, идущих из испарителя в компрессор. Перегрев пара улучшает объемные и энергетические характеристики работы хладоновой холодильной машины.

По конструктивному исполнению теплообменники делят на двух­трубные и кожухозмеевиковые.

Двухтрубные («труба в трубе»), змеевиковые и прямые теплооб­менники изготовляют из медных труб. Пар движется в межтрубном пространстве, а жидкость - по внутренней трубе.

В кожухозмеевиковом теплообменнике (рис. 5.9) жидкость про­ходит по внутреннему тройному змеевику 3, а пар хладона из испари­теля поступает по трубе 2 в кожух 1 и проходит по межзмеевиковому пространству противотоком. Пар, омывая змеевики и переохлаждая жидкий хладон, перегревается и по трубе 5 поступает в компрессор. На входе и выходе жидкости из кожуха установлены коллекторы 6, к ко­торым присоединены жидкостные патрубки теплообменника. Для уве­личения скорости обдува змеевиков внутри наименьшего змеевика установлен вытеснитель 4.

Рисунок 5.9 – Регенеративный теплообменник типа МТФ-70