ХМ СОБРАНЫЕ. 1. Обратные термодинамические циклы, их внутренняя и внешняя необратимости
 Скачать 2.41 Mb.
|
|
Оросительный конденсатор Конд-р состоит из нескольких плоских вертикальных змеевиков.Верхние трубы змеевиков соединены с верхним паровым коллектором, а нижние с нижним паровым коллектором. Верхний паровой коллектор соединен с линейным ресивером с помощью вертикального стояка. От нижней трубы каждой пары труб змеевиков к стояку отходит горизонтальный отвод. Над каждым змеевиком установлен треугольный желоб с зубчатой боковой поверхностью. В верхней части конденсатора также расположен водораспределительный бак. В нижней части, под конденсатором, также имеется водоприемный бак. Сжатый горячий пар после компрессора подается в нижний паровой коллектор. Из коллектора пар распределяется по нижним трубам каждого змеевика. Поднимаясь вверх по внутреннему объему труб, пар охлаждается и конденсируется. Образовавшийся конденсат через вертикальные отводы стекает в вертикальный стояк. Из вертикального стояка жидкость попадает в линейный ресивер. Холодная вода насосом подается в водораспределительный бак. Из бака вода распределяется по желобам. Желоб наполняется и затем переполняется, в результате чего через нижние образующие зубьев вода перетекает на наружную поверхность теплообменных труб змеевиков. Затем вода под действием собственного веса стекает по трубам в нижнюю часть конденсатора и собирается в водоприемном баке. При этом вода нагревается на 3-50С. Далее отепленная вода отводится в водоохлаждающее устройство. Преимущества оросительного конденсатора: простота конструкции. Возможность очистки наружной поверхности труб механическим путем. Малые гидравлические потери со стороны охлаждающей воды. Возможность монтажа на месте эксплуатации. Участие в теплообмене не только воды, но и наружного воздуха. Установка вне машинного отделения. Недостатки оросительного конденсатора: Большой расход дорогостоящих бесшовных труб. Меньшая интенсивность теплообмена, чем в кожухотрубных конденсаторах. Большая занимаемая площадь. Возможность засорения зубьев желобов. Необходимость установки желобов строго вертикально. Возможность уноса воды атмосферным воздухом. В наше время оросительные конденсаторы используются в старых холодильных установках. Испарительный конденсатор Такой конденсатор по конструкции напоминает оросительный. Трубный пучок конденсатора состоит из нескольких плоских вертикальных змеевиков. Верхние трубы змеевиков соединены с верхним паровым коллектором, а нижние – с нижним жидкостным коллектором. Над основными теплообменными секциями расположены водяные коллекторы с форсунками. Над водяными коллекторами установлен сепаратор – каплеотбойник. Выше сепаратора устанавливается форконденсатор (предконденсатор). Все элементы конденсатора размещаются внутри стального прямоугольного корпуса. В нижней части корпуса имеется водоприемный бак или поддон. В зависимости от конструкции в верхней или боковой части корпуса располагаются вентиляторы. Сжатый горячий пар после компрессора поступает в общий входной коллектор фор - конденсатора. Из коллектора пар распределяется по трубам фор – конденсатора. Так как температура конденсации масла выше температуры конденсации холодильного агента, то в фор – конденсаторе конденсируются пары масла. После фор – конденсатора пар холодильного агента и капли масла поступают в отдельный маслоотделитель. В маслоотделителе происходит отделение масла от пара холодильного агента. Из маслоотделителя очищенный пар направляется в общий паровой коллектор основных теплообменных секций. В действительности для уменьшения капитальных затрат и уменьшения работ по эксплуатации, как правило, маслоотделитель не ставят. Пар вместе с маслом сразу направляется в основные теплообменные секции. Проходя по внутреннему объему теплообменных труб, пар охлаждается и конденсируется. Образовавшаяся жидкость собирается в нижнем жидкостном коллекторе и далее выводится из конденсатора. Вода насосом из поддона подается в водяной коллектор. Из водяных коллекторов через форсунки вода распыляется мелкими каплями по всему внутреннему объему корпуса конденсатора. Далее вода оседает тонкой пленкой на наружной поверхности теплообменных труб. Так как разность температур поверхности труб и воды значительны(80-1200С), то часть воды из пленки испаряется. Поэтому такой конденсатор называется испарительным. Неиспарившаяся вода стекает вниз с трубки на трубку, при этом нагреваясь. Одновременно с этим холодный воздух, с помощью вентиляторов, продувается снизу вверх через трубную решетку противотоком движению воды. Расход воздуха подобран таким образом, что температура воды на выходе из форсунок равна температуре воды в поддоне. При этом воздух нагревается и выбрасывается в атмосферу. Преимущества испарительного конденсатора: 1. Нет необходимости в использовании дополнительного водоохлаждающего устройства. 2. В холодный период года он может работать как воздушный конденсатор. Недостатки испарительного конденсатора: Сложность конструкции. Трудность очистки наружной поверхности труб механическим путем. Дополнительный расход электроэнергии на привод вентилятора. Большие гидравлические потери, как со стороны холодильного агента и охлаж-щей воды. Меньшая интенсивность теплообмена, чем в кожухотрубных конденсаторах. Воздушные конденсаторы с принудительной циркуляцией воздуха Конденсатор состоит из нескольких вертикальных плоских змеевиков, размещённых в прямоугольном стальном корпусе. С одной из фронтальных сторон конденсатора устанавливается диффузор с вентилятором. Наружная теплообменная поверхность змеевиков выполняется оребрённой. Оребрение может быть проволочным, пластинчатым или с навитыми пластинами. Движение холодильного агента по секциям может быть параллельным или последовательным. При параллельном соединении имеется общий верхний паровой коллектор, общий нижний жидкостной коллектор. Пар холодильного агента поступает в верхний паровой коллектор и распределяется по верхним трубкам всех змеевиков. Проходя по внутреннему объёму теплообменных труб, пар охлаждается и конденсируется. Образовавшийся конденсат стекает в нижний жидкостной коллектор и выводится из конденсатора. При последовательном соединении трубопровод от компрессора соединяется с верхней трубой первого змеевика. Нижняя труба первого змеевика соединяется с верхней трубой второго змеевика и т.д. При этом пар проходит последовательно все змеевики, охлаждается и конденсируется, образовавшийся конденсат выходит из нижней трубки последнего змеевика. Преимущества параллельного соединения: Меньшие гидравлические потери со стороны холодильного агента. Недостатки параллельного соединения: Неравномерность распределения холодильного агента по змеевикам. Холодный воздух продувается сквозь трубную решётку вентилятором, нагреваясь на 4-60С. Преимущества: Исключается образование водного камня. Отсутствует водяная система с насосом, трубопроводами и т.д. Нет дополнительного расхода электроэнергии на привод насоса. Установка кон-ра осуществляется на улице за пределами машинного отделения. Недостатки: Низкая интенсивность теплообмена, в 10-30 раз меньшая, чем у водяных конд-ов. Большие массогабаритные показатели. Дополнительный расход электроэнергии на привод вентиляторов. Большие гидравлические потери со стороны холодильного агента. Возможность загрязнения наружной оребрённой поверхности. Конденсаторы с естественной циркуляцией воздуха По конст-ции: змеевиковые с проволочным оребрением, листотрубные, прокатно-сварные. Змеевиковые, с проволочным оребрением, представляют собой плоский вертикальный змеевик к которому с двух сторон припаяны стальные проволочки, диаметром 2 мм и шагом 4-6 мм. Припаянная проволока выполняет 2 функции: Увеличивает наружную площадь теплопередающей поверхности. Увеличивает жёсткость конструкции. Листотрубный конденсатор представляет собой плоский вертикальный змеевик, к которому припаян стальной лист, толщиной 0.3-0.5 мм. Прокатно-сварной конденсатор состоит из двух сваренных между собой стальных листов с выштампованными или выдавленными каналами. Преимущества: Малая занимаемая площадь в сравнении с кон-ми принудительной циркуляцией воздуха. Простота обслуживания. Простота конструкции. Отсутствие водяной системы, нароста водяного камня. Отсутствие расхода электроэнергии на привод вентилятора. Недостатки: Низкий теплообмен,в 30-50 раз меньше чем в водяных кожухотрубных кон-рах. Большой расход бесшовных труб. Большие гидравлические потери со стороны холодильного агента. 21 Тепловой и конструктивный расчёт конденсаторов х.м. Целью теплового расчёта является определение требуемой площади теплопередающей поверхности. Площадь находится из общего уравнения теплопередачи:   ,м2 где Qк — полная хоодопроизводительность,к — коэффициент теплопередачи конденсатора,  — среднелогорефмическая разность температур.Qк можно найти следующими способами : 1.По характеристикам компрессора  ,Вт. 2.По параметрам холодильного агента  ,Вт. 3. По параметрам охлаждающей среды  ,Вт.  можно определить из выражения  ,oC. ,oC. ,oC. -для водяныхДля воздушных:  -аммиачные,  -фреоновые;  Коэффициент теплопередачи:  , . — коэф. теплоотдачи со стороны х.а. и со стороны охлаждающей среды;  — термическое сопротивление (учитывают толщину и материал теплообменных труб, слой масла, водяной камень, слой краски и т.д.);  -коэф. оребренияН  а данном этапе нельзя рассчитать  т.к он зависит от  (разность температур между х/а и стенкой) х.а.   можно определить аналитически и графическим способом. При установившемся режиме работы в конденсаторе соблюдается тепловой баланс.   , ,  ,  . Аналитический способ длителен и трудоёмок. Наиболее просто использовать графический метод для этого строится две зависимости  и  в диапазоне = 0… . (на рис.qS=qW)Принимается форма пучка труб (шахматный или коридорный) и скорость движения воды в трубах (  м/с) и геометрические размеры труб (dвн, dн, вид оребрения, коэффициент оребрения ( )).Площадь сечения 1-ой т/обм трубы:  , м2Количество труб в одном ходе КД:  ,  , кг/сСуммарная длина труб в КД:  ,мПринимается длина трубы:  , QК=10-1000кВтРасч. требуемое число труб в КД:  Число труб по диагонали правильного шестиугольника:  Полученное значение m округляют до ближайшего большего нечетного числа.Общее необходимое число труб в аппарате:  ;Если ,то принимают следующее нечетное число m и определяют  .Число ходов в аппарате по воде:  ; Принимается четное число ходов: Z=2-12Диаметр трубной решетки:  ;  - горизонтальный шаг трубПосле расчета принимается ближайший больший диаметр трубы. Длина одной трубы в аппарате:  Проверяем отношение l/D, которое должно быть в пределах  . Если это условие не выполняется, то необходимо повторить расчет, изменяя значения коэффициентов и других подбираемых величин в установленных пределах.Если конденсатор работает в составе агрегатированной холодильной машины, то для сбора жидкого холодильного агента отдельный ресивер не предусматривается. В этом случае нижняя часть корпуса используется как ресивер. Для этого освобождаются  нижних ряда теплообменных труб. Для того, чтобы использовать часть аппарата под ресивер, освобождаем трубный пучок от нижних рядов. Число исключенных труб:  ,где i – число исключаемых рядов труб. Число оставшихся труб: nост = nнеобх-nиск. Далее аналогично. 22 Испарители холодильных машин. Испарителем называют теплообменный аппарат, в котором отвод теплоты от охлаждаемой среды осуществляется за счёт кипения (испарения) холодильного агента. По виду охлаждаемой среды испарители делятся на: Испарители для охлаждения жидкости. Испарители для охлаждения газа. Испарители специального назначения. Испарители специального назначения используются в аппаратах для охлаждения и замораживания пищевых продуктов. В испарителях для охлаждения жидкости в качестве промежуточного хладоносителя используется: вода, рассол, водные растворы этиленгликоля, спирта и т.д. В испарителях для охлаждения газа в качестве хладоносителя и основном используется как правило воздух, редко-специальная регулируемая газовая среда. По уровню заполнения теплопередающей поверхности: Затопленные. Незатопленные. В зависимости от условий циркуляции хладоносителя: |