Конденсатори з водяним охолодженням

Конденсатори кожухотрубні горизонтальні (КТГ). Найчастіше використовуються в установках середньої та вищої продуктивності.

Кожухотрубні конденсатори можуть бути виконані з труб як прямих, так і U-подібних, коли апарати мають одну кришку.

Трубний пучок в аміачних конденсаторах набирають із сталевих труб.

Густина теплового потоку (питомий теплозйом) в аміачних кожухотрубних конденсаторах становить 4—5 , швидкість води 0,8—1,5 м/с. Іноді ці апарати використовують і для R22. Однак для фреонів у більшості випадків виготовляють спеціальну апаратуру, яка має свої особливості та відмінності порівняно з аміачною, зокрема оребрення труб.

Профіль оребрення впливає на інтенсивність процесу. Перевагу надають профілю з меншим розміром ребер: висота до 3, крок між ребрами 0,9—1,27мм.

Конденсатори кожухотрубні вертикальні (КТВ). Апарати цього типу — це вертикальна циліндрична обичайка з привареними до неї ґратами, в яких розвальцьовані стальні труби. Конденсація відбувається на зовнішній поверхні труб, а вода у вигляді плівки стікає всередині труб під дією сили тяжіння. На конденсаторі установлюють живильний бак з отворами та ковпачками для розподілу води.

У промисловості використовують аміачні конденсатори KB, що відрізняються компактною конструкцією, високими коефіцієнтами теплопередачі (К=800 )) та можливістю використання як охолоджувального середовища, крім циркуляційної, так і річкової чи ставкової води, навіть забрудненої. Середній температурний рівень у таких конденсаторах становить q = 4—7 °С.

Пластинчасті конденсатори. Для однофазних рідин апарат пластинчастого типу (рис. 3.4) вперше почали застосовувати у молочній промисловості, потім у хімічній та інших галузях народного господарства. Поверхні такого типу набирають з гофрованих пластин товщиною близькою до 1 мм.

Розрізняють три типи пластинчастих апаратів: розбірний, напіврозбірний та зварний. Перший тип апаратів набирають з гофрованих пластин, ущільнених за периметром гумовими прокладками, другий ‑ з попарно зварених за периметром пластин, ущільнених між собою гумовими прокладками, третій тип — суцільно-зварений.

Випарні конденсатори

Застосування випарних конденсаторів (ВК) в зонах із сухим і спекотним кліматом може бути більш економічно доцільнішим, ніж використання кожухотрубних конденсаторів та градирень. Вони дають змогу при високих температурах зовнішнього повітря одержувати достатньо низькі температури конденсації tк. При цьому витрати води будуть мінімальними.

Рис. 3.1 – Горизонтальний хладоновий кожухотрубний конденсатор.

Рис. 3.2 – Горизонтальний хладоновий кожухозмійовиковий конденсатор.

Рис. 3.3 – Горизонтальний аміачний кожухотрубний конденсатор:

1—запобіжний клапан; 2 — зрівнювальна лінія; 3 — вихід аміаку; 4 — манометр; 5, 6 — спуск повітря; 7, 8 — вихід і вхід води; 9 — злив води

Рис. 3.4 – Просторова схема організації потоків у пластинчастому конденсаторі:

темні стрілки—охолоджуюча рідина, світлі—пара; заштриховані—конденсат; 1, 3 — ліві та права притискні плити, 2 — теплообмінні гофровані пластини.

Рис. 3.5 – Випарний конденсатор:

1-вентилятор з електродвигуном; 2-корпус; 3-фільтр; 4-краплевідбійник; 5-вхід газоподібного холодоагента; 6-вихід рідкого холодоагента; 7 - жалюзі, 8 - водозбірник, 9-злив води; 10- насос, I-IV-зони зміни температури повітря.

Конденсатор випарного охолодження — це розміщений у кожусі пучок гладких чи оребрених труб, який зрошується ре циркулюючою водою та продувається повітрям. З метою економії суцільно стягнутих труб поверхня конденсатора може бути складена з листоканальних елементів.

Розрахунок теплообмінних апаратів зводиться до визначення необхідної поверхні теплообміну F за рівнянням теплопередачі

, (3.1)

де - теплове навантаження на конденсатор; q - температурний напір, що звичайно обчисляють як середньологарифмічну різницю температур агента й охолоджуючого середовища

, (3.2)

де - температура конденсації агента;

, - температура води на вході і на виході з конденсатора.

У проточних конденсаторів q = 5 - 8 °С.

Коефіцієнт теплопередачі k для оребренных труб, віднесений до внутрішньої їхньої поверхні, може бути обчислений за формулою

, (3.3)

де a_А і a_В - коефіцієнти тепловіддачі з боку агента і води відповідно;

F _ВН і F_З - внутрішня і зовнішня поверхня труби;

S(d_і ¤ l_і) - сума термічних опорів стінок труби і забруднень.

Таким чином, при обчисленні значення k задача зводиться в основному до визначення a_А і a_В.

У літературі наведена методика розрахунку цих значень (див. [1], с. 246-248). Проте на практиці частіше користуються графоаналітичним методом розрахунку ([1] с.248-251). Крім того, в інженерних розрахунках поверхні теплообмінного апарата можна задатися розміром k у залежності від типу апарата і роду холодильного агента.

Розміри k, що рекомендуються для різноманітних типів конденсаторів і випарників, наведені у табл. 3.1.

Таблиця 3.1

Конденсатор	k, Вт/(м^2 К)	Випарник	k, Вт/(м^2 К)
Горизонтальний кожухотрубний: для аміаку для хладоіов		Кожухотрубний для аміаку для хладонів
460-580
800-1000	230-350
460-580
Зрошувальний	700-900	Кожухозмійовиковий	300-1000
Повітряний (із примусовою циркуляцією повітря)	20-40	Панельний	460-580

Експериментальне значення коефіцієнта теплопередачі k визначають із формули (3.1)

При цьому теплове навантаження на конденсатор визначають по воді з умови теплового балансу в конденсаторі (кількість тепла, яка віддається холодоагентом у конденсаторі, дорівнює кількості тепла, прийнятої охолоджуючою водою).

Q_K^A = Q_K^B = V_B ×С_В × (t_ВИХ-t_ВХ), (3.4)

де V_B – об'ємні витрати води, м³/с; r_B – густина води, кг/м³; С_В – теплоємність води, кДж/(кг*К).

Розмір теплопередаючої поверхні конденсатора приймають із технічного паспорта агрегату F_K = 4 м², а температурний напір розраховують за формулою (3.4) з урахуванням отриманих експериментальних даних по q (треба побудувати графік зміни температури води і хладона по довжині конденсатора).

Рис. 3.6 – Зміна температури води і хладона у конденсаторі.

Дата добавления: 2015-12-07