3.3 Испаритель - УКЦ
Испарители служат для охлаждения рабочей среды — воздуха или воды. Соответственно эти теплообменники подразделяются на испарители для охлаждения воды или жидкостей, содержащих антифриз, и для охлаждения воздуха.
+_Пластинчатые испарители для охлаждения воды._+
Пластинчатые испарители обладают теми же характеристиками, что и аналогичные конденсаторы, описание которых было приведено ранее. Они обладают большей устойчивостью к замораживанию в случае поломки по сравнению с традиционными типами испарителей. Учитывая малый объём жидкости в пластинчатом испарителе, необходимо предусмотреть в системе наличие аккумулирующего бака, позволяющего избежать слишком частые включения и отключения компрессора.
+_Кожухо — трубные испарители для охлаждения воды._+
Эти испарители состоят из кожуха и собранных в пучок прямых трубок. Хладагент циркулирует в трубках испарителя, в то время как вода омывает трубки с внешней стороны. Разделительные пластины, установленные в корпусе, направляют поток воды и несколько раз меняют его направление движения.
На Рис.18 показана внутренняя конструкция кожухо — трубного испарителя.
+_Схема кожухо — трубного испарителя._+
Рисунок 18
Как видно из рисунка, пластины крепления трубок имеют соответствующие головки с патрубками входа и выхода хладагента.
Испаритель может иметь один или два независимых контура. Вода, поступающая для охлаждения, входит и выходит через два боковых горизонтальных патрубка, расположенных с двух сторон кожуха.
Конструкция и характеристики испарителя аналогичны конденсаторам с водяным охлаждением.
Вода в испарителе циркулирует перпендикулярно трубкам и с довольно большой скоростью (от _0,6_ до _3,0 м/с_) благодаря разделительным перегородкам. Такое техническое решение, существенно повышает эффективность теплообмена.
Кожухо — трубные испарители предназначены для работы с различными хладагентами и выполняются в очень широкой гамме мощностей от _7_ до _200 кВт_ и более.
+_Испарители для охлаждения воздуха._+
Воздушные испарители представляют собой теплообменники с одним или несколькими рядами медных трубок с алюминиевым оребрением аналогично воздушным конденсаторам.
Хладагент циркулирует внутри трубок, охлаждаемый воздух — между пластинами (рёбрами). Характеристики трубок и пластин аналогичны воздушным конденсаторам. Количество рядов трубок чаще всего бывает от 4-х до 6-ти.
Наиболее распространённые диаметры трубок: _5/16ʺ_, _3/8ʺ_ и _1/2ʺ_; расстояние между рёбрами колеблется от _1,4_ до _1,8 мм_. Трубки могут располагаться по ходу воздуха в ряд или в шахматном порядке.
Начиная с определённой мощности, воздушные испарители изготавливаются с двумя или более контурами охлаждения, имеющими независимый подвод хладагента с помощью распределителя.
Это делается для того, чтобы более равномерно распределить хладагент в трубках теплообменника. Распределение хладагента на два и более независимых контура позволяет более гибко реагировать на изменение режима работы. Соединение распределителя с каждым из независимых контуров осуществляется через трубки малого диаметра.
Каждый контур наполняется одинаковым количеством хладагента. Поток воздуха также распределяется по фронтальной площади теплообменника равномерно, что предотвращает сбои в работе и исключает обмерзание отдельных участков теплообменника.
Опыт показывает, что наилучшие показатели качества работы испарителя достигаются, когда его объём позволяет развивать мощность от _2,8_ до _7,0 кВт_ на каждый контур при использовании хладагента _R-22_.
Скорость воздушного потока на входе в испаритель обычно составляет _2-3 м/с_, при более высоких скоростях возможен унос капель конденсата через фронтальную площадь теплообменника.
Размеры теплообменников современных холодильных машин определяются исходя из расчёта охлаждаемого воздуха. Ориентировочный расход воздуха составляет около _195 м3/ч_ на _1 кВт_ холода.
Общая холодо производительность испарителя зависит от температуры испарения хладагента, принимаемой при проектировании, и температуры поступающего в испаритель воздуха, определяемой условиями его эксплуатации.
Потери давления воздуха, проходящего через испаритель, зависят от многих факторов: диаметра трубок, площади и конфигурации рёбер, количества рядов трубок, скорости воздушного потока на входе в испаритель и количества образующегося на оребрении трубок конденсата.