Испаритель

 

Изобретение может быть применено в холодильной технике при импульсной нагрузке с регламентированными параметрами импульса. Цель изобретения состоит в интенсификации теплообмена , а также повышении эксплуатационной надежности. Испаритель содержит кожух 1, в котором расположен трубчато-ребристый аппарат 2 с рядами горизонтальных труб 3, снабженных пластинчатыми поперечными ребрами 4. Аппарат 2 погружен в вещество, например воду, эвтектическую смесь, кристаллогидрат , представляющее собой

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

8GF 063НАН

Nt" - " " ",С ИЛ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Хподон om холодильной

ncrwurrbi беппо .лель к

Deduct дан к юдЬммай шилФ пь om; патааАщмда

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4473510/06 (22) 06 ° 06. 88 (46) 23 ° 06. 9 1 . .Бюл . У 23 (71) Одесский технологический институт холодильной промьштпенности (72) Е. Г; Борщ, Г.А. Савченков, А.С.Бурлак, F..Ë. Тимченко, Г.IO, Хамидулин, !).А.Гладышев, M,È.Ìî÷àéëo и В.А.Звягинцев (53) 621.57(088.8) (56) Entnicklung eines nenartigen

Keltemittelverdamfers mit integriertem Ks1tespeicher: "Wagemans Р., Schwind Н". Ki.Klima-Ка1 е — Heiz", 1987, 15, Р 7-8.

„„SU„„1657902 A 1 (51)5 F 25 В 39/О? (54) ИСПАРИТГЛЬ (57) Изобретение может быть применено в холодильной технике при импульсной нагрузке с регламентированными параметрами импульса. Цель изобретения состоит в интенсиАикации теплообмена, а также повышении эксплуатационной надежности. Испаритель содержит кожух 1, в котором расположен трубчато-ребристый аппарат ? с рядами горизонтальных труб 3, снабженных пластинчатыми поперечными ребрами 4.

Аппарат ? погружен в вещество, например воду, эвтектическую смесь, кристаллогидрат, представляющее собой

1657902 аккумулятор холода 5. Концы труб для хладагента 6 и теплоносителя 7 соединены между собой калачами 8 перекрестно. Проток теплоносителя и хладагента осуществлен в трубах 6 и 7, ðàñположенных рядом. Ре6ра 4 размещени на трубах 3 с нагом 9. Подача теплоносителя от потребителя осуществлена в подающий коллектор 10, а затем в вертикальные ряди 11 труб. Выход теплоносителя к потребителю осущест-. влен через выходной коллектор 12.

Вход хладагента от холодильной MRplH (Изобретение относится к теплообменным аппаратам систем охлаждения с аккумулятбрами холода и может быть применено н холодильной технике при импульсной нагрузке с регламентированными параметрами импульса, Целью изобретения является интенсиЬикапу я теплообмена и повышение эксплуатационной надежности.

Иа дат . 1 схематически изображен трубчато-ребристый испаритель;, на

Аиг ° 2 дан вид на элемент оребре- 30 ния; на фиг. 3 — нспаритель с перекрестной подачей хладона и теплоносителя.

Стрелками указано направление движения: 35 — — хпадоп, пар, — — хпааое, парохпахостпае смесь †+ теплоноситель

Испаритель содержит кожух 1, в котором расположен трубчато-ребристый аппарат 2 с рядами горизонтальных труб 3, снабженных пластинчатыми поперечными ребрами 4. Аппарат 7 погружен в вещество, например, в воду, эвтектическую смесь, кристаллогидрат, представляющие собой аккумулятор хо" лода 5. Концы труб дпя хладагента 6 и теплоносителя 7 соединены между собой калачами 8 перекрестно. Проток теплоносителя и хладагента осуществлен в трубах 6 и 7, расположенных рядом.

Ребра 4 размещены на трубах 3 с шагом 9. Подача теплоносителя от потребителя осуществлена в подающий коллектор tA, а затем в вертикаль ные ряди 11 труб. Выход теплоносителя к потребителю осуществлен через ны осуществлен, например, через распределитель 13 в вертикальные ряды труб 14. Выход хладагента к холодильной магп пе осуществлен через коллектор 15. Подача хладагента может быть осуг!ествлена также через вертикальный коллектор 16 в горизонтальные ряды труб 17, а выход — через вертикальный коллектор 18, Уровень жидкой

Лазы аккумулирующего вещества контролируется поплавковым указателем уровня 19. Кожух снабжен теплоизоляцией 20. 1 э.п,A-лы, 3 ил. выходной коллектор 12. Вход хладагента от холодильной машины (на чер теже не показана) осуществлен, например, через распределитель 13 в вертикальные ряды труб 14. Выход хладагента к холодильной машине осуществлен через коллектор 15. Подача хладагента может быть осуществлена также через вертикальный коллектор t6 в горизонтальные ряды труб 17 а выходчереэ вертикальный коллектор 18, Уровень жидкой Лазы аккумулирующего вещества контролируется поплавковым указателем уровня 19, Кожух 1 снабжен теплоиэоляцией 20

Испаритель работает следующим образом.

Теплоноситель, например воду, рас» сол или,водоспиртовой раствор, через коллектор 10 подают снизу через концы труб 7 в вертикальные ряды 11 труб

3 теплообменного аппарата 2 и отбира» ют через коллектор 12 сверху. Хладагент через, например, распределитель 13 подают сверху через концы труб 6 в вертикальные ряды 14 труб 3 теплообменного аппарата 2, где он кипит. Пары отбирают снизу через коллектор 15. Теплообмен между теплоносителем и хладагевтом осуществляется через ребра 4, а также с помощью теплоаккумулирующего вещества аккумулятора холода 5, которое изменяет свое фазовое состояние в зависимости от направления теплового потока. В интервале между импульсами подачи нагрузки при работе холодильной машины парожидкостную смесь хладона подают в трубы аппарата, где хладон испаряется, охлаждая трубы 3 и ребра 4, Теплоаккумулирующее вещество 5 проходит

1657902 в твердую Аазу н объеме, определяемом шагом 9 между ребрами 4. При подаче импульсной нагрузки холодильная машина продолжает работать, охлаждая теплоноситель, протекающий по соседним трубам. В связи с тем, что величина нагрузки в пик импульса превосходит холодопроиэводительность холодильной машины, разница компенсируется за счет интенсивного перехода в жидкую фазу теплоаккумулирующего вещества

5 из объема, определенного шагом 9 между ребрами 4.

При регламентированных значениях параметров импульса определяют величину шага ребер, позволяю»1»ую согласо— вать возможность льдообраэонан»»я н интервалах между импульсами и оттайки в период пиковой нагрузки импульса.

Иаг между ребрами выбран равным значению, обеспечиваюцему полное эа мораживание аккумулирую1»его ве»»еcTRà за время интервалов между импульсами и полную его оттайку при нагрузке импульса. Его величина описывается уравнением:

S = (0,8...2, 1) где Š— мощность импульса, Вт; ,с — продолжительность периодов с нагрузкой и без нагрузки, с;

F — теплообменная поверхность ребристого элемента, м :

rr — число ребристых элементов;

1 — плотность аккумулируюцего вещества, кг/м ;

r — скрытая теплота фазового перехода, Дж/кг;

0,8...2, 1 — численный коэААициент.

Требуемый шаг между ребрами предлагается определить, исходя из необходимого объема замороженного аккумулируюцего вецества, достаточного для отвода поступаюцего от источника тепла

Е

Гп ) r

Вероятность того, что шаг между ребрами окажется достаточным для

- последовательного осуществления процессов намораживания и оттаивания аккумулируюцего вещества соответственно за время g и е>, определитс

s виде следуюцего комплercа лл

+ л

Тогда с учетом последнего выражения Аор мул а для опред еле ни я шаг а между ребрами будет иметь следующий вид:

Fь (2 л

Г

Fnl3r ((+ с

2.

В связи с подключением концов труб хладагента и теплоносителя перекрестно при помо»»»» калачей Я каждая труба хладона окружена трубами теплоносит» »я, а каждая труба теплоносителя окр жен» трубами хладагента. Поэтому теплообмен происходит по всем направлен»»ям, «то поэво20 ляет повысить его эАфектин»»ость как н процессе аккумуля»н»»», Т1К и н процессе отбора тепла от аккумулятора 5.

Г!»»нималь»»ая ныс о та ребра, опр еделяемая шагoM между труG» Bl»rr способст25 вует повышению эААективности его работы.

Б этом слу«ае, когда требуется уменьшить гидравл»»«ст кое еопротивление тракта теплоносите«я, например

30 при увеличении ет о расхода, увеличивают число параллельных вертикальных шлангон (ннодов) . Гсл»» в тс же время число шлангов для хладагента должно быть менычим, rIBpoiKI»i»Koc тную смесь подают через вертикальный коллектор !6 параплельнь»е горизонтальные ряды 17 труб 3 через концы 6, а отбирают через вертикальный коллектор 18. Использование сплошных ребер 4 позволяет повысить эААективность всех процессов те»н»опередачи (теплопроводности по ребрам, льдообраэования, оттайки) .

В процессах Ааэоногo перехода теп45 лоаккумулирующего вещества аккумулятора холода 5 контролируют уровень жидкой Аазы в кожухе 1 с помощью поплавкового указателя уровня 19, импульсы которого испольэуют для автоматизации системы охлаждения.

Дпя уменьшения потерь холода в окружающую среду применяют теплоиэоляцию 20 кожуха 1.

Таким образом, изобретение, используя спе»»иАику регламентированных параметров импульсной нагрузки, позволяет повысить эдхЬект»»в»»ость теплопередачи, а также э кс пл уа та»ц» онную надежность в связи с отсутствием

1657902

Формул а

Фиг. 2

17 12 17 необходимости принудительной интенсификации процесса оттайки, например с помощью мешалки с приводом, редуктором, системой смазки и т.д. Кроме того, исключена возможность попадания хладагента в тракт теплоносителя, что особенно важно при контакте по следнего с агрессивными средами. изобретения !

1 . Испари тел ь, содержащий кожух, в котором расположен аккумулятор холода и ряды горизонтально установленных труб для хладагента и теплоносителя

15 с поперечными пластинчатыми ребрами, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теппообмена и повышения эксплуатационной надежности; он снабжен калачами для перекрестного соединения между собой соответствующих концов труб для теплоносителя и хладагента, причем трубы для хладагента и теплоносителя установлены в шахматном порядке. (2. Испаритель по п ° 1, о т л ич а ю шийся тем, что каждое ребро объединяет не менее двух рядов труб °