Испарители с оребренными трубами

Испарители с оребренными трубами используются главным образом при охлаждении воздуха. Если они работают на хлорсодержащих хладагентах, то за некоторым исключением изготавливаются из медных трубок с алюминиевыми ребрами, тогда как при работе на аммиаке трубки и ребра изготавливаются из стали. В этом последнем случае надо особенно следить за совершенством цинкового покрытия испарителей. Коэффициенты теплоотдачи таких испарителей зависят в основном от скорости воздуха, отношения поверхностей теплообмена со стороны воздуха и со стороны хладагента, эффективности ребер и отношения скрытой теплоты испарения конденсирующейся воды к энтальпии. К этому еще нужно прибавить ряд вторичных факторов.

Если температура поверхности испарителя падает ниже точки росы, то часть паров воды, содержащихся в воздухе, начинает конденсироваться. И когда температура поверхности понизится до отрицательной, пары воды начнут оседать на ней в виде инея. Образовавшийся таким образом слой инея играет роль теплоизоляции, уменьшая коэффициент теплоотдачи. Следовательно, при определении расстояния между ребрами нужно учитывать возможную толщину этого слоя.

Расположение трубок относительно друг друга, так же как и распределение хладагента в них, зависит от типа установки, которую испаритель должен обслуживать, и характера его использования. Оптимальная эффективность испарителя с оребренными трубами достигается тогда, когда передача тепла происходит как можно более равномерно по всей поверхности теплообмена. Для этого требуется, чтобы воздух циркулировал по отношению к потоку хладагента по принципу противотока. При конденсировании воздуха и, как следствие, постоянных колебаниях нагрузки часто используют многоступенчатые испарители.

Каждая из ступеней, установленная последовательно с другими, оборудована ТРВ, распределителем хладагента и патрубком всасывающего коллектора. Однако нельзя упускать из виду, что каждая ступень охлаждения требует различных температур менных разностей температур, что обусловле-но различными поверхностями охлаждения. В связи с перераспределением полной холодопроизводительности между многими ступенями разность температур ступеней охлаждения на входе в них воздуха больше, чем на выходе воздуха. Следовательно, небольшие поверхности должны находиться на входе воздуха, а большие - на выходе.

Что касается испарителей с перегревом, то в них в каждой трубке всасывающего коллектора необходимо предусматривать маленькую масляную ловушку, которая должна располагаться в нижней части трубки самого нижнего испарителя. Такое расположение ловушки гарантирует, что масло, которое в ней, возможно, накопится, будет эффективно удаляться в компрессор чиллера.

Для затопленных испарителей с оребренными трубами расположение труб может выбираться без учета направления воздушного потока, потому что оно диктуется самим способом работы и предусмотренной процедурой оттаивания. Классические испарители этого типа имеют горизонтальные коллекторные трубы.

Когда установка работает в режиме термосифона, вход хладагента осуществляется через нижний коллектор, в то время как выход организуется через верхний коллектор. Такое же расположение принято для установок с насосной подачей хладагента, если его вход находится в нижней части. В любом случае трубки испарителя должны быть всем своим сечением подсоединены к коллекторным трубам. Однако если речь идет об испарителях с подачей хладагента в верхнюю часть, его распределение должно производиться через отверстия, просверленные в верхней части трубы распределителя.

Испарители, запитываемые сверху, имеют только то преимущество, что требуют меньше-то заполнения, в то время как подача хладагента снизу позволяет легче обеспечить его равномерное распределение в газовой фазе. Как уже указывалось ранее, коэффициент теплоотдачи зависит от множества факторов, главным из которых является длина трубок между входом в испаритель и выходом из него. В соответствии с эмпирическим правилом длина последовательно установленной трубки, выраженная в метрах, не должна превышать ее внутренний диаметр, выраженный в миллиметрах. В реальности для высоких температур испарения и низких плотностей теплового потока оптимальная длина трубок должна быть больше, чем при низких температурах испарения и высоких плотностях теплового потока.