Испаритель теплового насоса

Испаритель в тепловых насосах служит для того, чтобы при низкой температуре отбирать теплоту из окружающей среды или от теплоносителя; при этом хладагент переходит из жидкой фазы в газообразную. В связи со значительным различием коэффициентов теплообмена потока газов и жидкостей применяются различные конструкции испарителей для охлаждения жидкостей и газов, которые в зависимости от конструкции можно разделить на следующие группы: кожухотрубные, типа труба в трубе, змеевиковые, регисторные, пластинчатые.

Поскольку коэффициенты теплообмена испаряющихся хладагентов меньше или почти равны таким же коэффициентам для потока жидкости, в качестве элемента, передающего тепло, используют гладкую трубу или трубу с увеличенной поверхностью (оребрениая труба) со стороны хладагента. Также теплоноситель часто загрязняет систему и вызывает коррозию. Эти особенности оказывают серьезное влияние на выбор испарителя.

Кожухотрубная конструкция наиболее широко применяется в испарителях для охлаждения жидкостей. Охлаждаемая жидкость может проходить как внутри труб, так и между ними. При движении охлаждаемой жидкости по трубам пространство внутри обечайки заполняется на 2/3 диаметра хладагентом. Уровень жидкого хладагента обычно регулируется поплавковым вентилем. При таком принципе работы, если применяются малорастворимые хладагенты, требуются специальные меры по отводу масла из испарителя в компрессор. Очистка внутренней поверхности труб, заполненных охлаждаемой жидкостью, может осуществляться как химическими, так и механическими средствами после съема обеих водяных крышек. Предотвращению излишней загрязненности способствует высокая скорость движения жидкости. Максимально допустимая скорость зависит от материала внутренних труб и ограничена максимальным заданным падением давления жидкости в испарителе.

В случае использования стальных внутренних труб для повышения коррозионной стойкости и уменьшения прилипания загрязнений рекомендуется покрывать внутреннюю поверхность труб топким слоем пластмассы (дуропласта). Некоторое снижение коэффициента теплопередачи, вызванное пластмассовым покрытием, возможно лишь в начальном периоде эксплуатации, так как через определенный промежуток времени теплообменники с пластмассовым покрытием начинают обладать более высоким коэффициентом теплопередачи, чем обычные, благодаря меньшему слою загрязнений.

В испарителях с межтрубным движением теплоносителя внутрь труб с помощью термостатических регулирующих вентилей впрыскивается лишь столько жидкого хладагента, сколько необходимо, чтобы на выходе из испарителя образовался чуть перегретый пар. Возврат масла из испарителя в компрессор обычно не представляет проблемы, так как скорость пара хладагента после полного испарения столь высока, что он сам захватывает масло и отводит его назад к компрессору. Другое преимущество такой технологии состоит в том, что испаритель заполнен жидким хладагентом в меньшем количестве, чем при эксплуатации испарителей затопленного типа.

Химический способ пригоден для очистки наружной поверхности труб испарителя любой конструкции, загрязняемых охлаждаемой жидкостью, а механический способ очистки требует такой конструкции теплообменного аппарата, в котором пучок труб можно вынимать.

Двухтрубная конструкция (труба в трубе) применяется в основном для малых производительностей (40 кВт). Преимущество такой конструкции состоит в том, что обе жидкости, участвующие в теплопередаче, получают встречное направление, точно соответствующее противотоку. Это имеет значение при использовании неазеотропиых смесей хладагента, так как испарение смесей происходит не при постоянной, а при возрастающей вдоль направления потока температуре. В испарителях этого типа хладагент обычно проходит во внутренней трубе.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >