ИСПАРИТЕЛЬ

Полезная модель относится к теплообменным аппаратам и может быть использована в холодильной технике.
Известна теплообменная труба со спирально-навивными ребрами, размещенными снаружи на медной трубе. (Теплообменные аппараты холодильных установок. Данилова Г.Н. и др. Л. «Машиностроение», 1973, стр. 168, рис.93 в).
Однако, в известной теплообменной трубе пузырьки нагреваемой среды, например, фреон, скользят вдоль ребер и поднимаются вверх с недостаточным контактом с теплообменной поверхностью.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является испаритель, содержащий корпус с размещенным внутри пучком теплообменных труб, закрепленных в трубных досках, с фланцами входа и выхода рассола, а также фланцем входа паро-жидкостной смеси хладагентов и фланцем выхода паров хладагентов (см. а.с. СССР. 1746163, 1992 г.)
Техническая задача создание устройства, лишенного указанных недостатков.
Технический результат - повышение коэффициента теплоотдачи со стороны холодильного агента, увеличение холодопроизводительности испарителя, уменьшение необратимых потерь энергии при эксплуатации испарителя.
Он достигается тем, что в испарителе содержит корпус с размещенным внутри пучком теплообменных труб, закрепленных в трубных досках, с фланцами входа и выхода рассола, а также фланцем входа паро-жидкостной смеси хладагента и фланцем выхода паров хладагента, теплообменные трубки выполнены с ребрами, полученными пропусканием исходной трубы со спирально-накатными ребрами через втулку, диаметр которой меньше диаметра исходной трубы, a снизу, в средней части корпуса, установлен патрубок входа парожидкостной смеси, который через трубку внутри корпуса прикреплен к трубчатому распределителю, содержащему центральную трубу и радиальные трубки, в которых выполнены отверстия, причем диаметры отверстий возрастают вдоль оси испарителя в обе стороны от входа трубки, через которую патрубок входа парожидкостной смеси прикреплен к трубчатому распределителю.
На рисунке представлен испаритель фиг.1 - общий вид; фиг.2 -разрез А-А; фиг.3 - узел I на фиг.1; фиг.4 - теплообменная труба известного испарителя; на фиг.5 - труба-втулка; на фиг.6 - теплообменная труба предлагаемого испарителя; на фиг.7 - разрезы теплообменных труб, а)известного и б) предлагаемого испарителей.
TT
TB
ТТ
Испаритель содержит корпус 1 с размещенным внутри пучком теплообменных труб 2 с ребрами с частично-замкнутым объемом (430), закрепленных в трубных досках 3 и 4. На левой крышке 5 установлены входной 6 и выходной 7 патрубки рассола. Снизу в среднюю часть корпуса 1 установлен патрубок 8 входа парожидкостной смеси хладагента, внутри корпуса 1 к трубе 9 прикреплен трубчатый распределитель 10 парожидкостной смеси, а сверху корпуса 1 установлен выходной патрубок 11 паров хладагента. Распределитель 10 имеет центральную трубу 12 и радиальные трубки 13, на которых выполнены отверстия 14. Теплообменная труба 2 имеет оребрение с частично-замкнутым объемом (ЧЗО) 15 с наружным диаметром D, равным диаметру трубы-втулки 16, т.е. D=D, и на 10-15% меньше диаметра Dит - исходной теплообменной трубы 17, имеющей ребра 18.
Процесс компоновки теплообменной трубы 2 сводится к следующему. Труба-втулка 16 крепится, например, в тисках. Исходная теплообменная труба 17 со стандартным оребрением (например, со спирально-накатными ребрами) (рис.4) вставляется в трубу-втулку 16 и силой F пропускается полностью до выхода из нее.
В распределителе 10 диаметры отверстий 14 выполнены из расчета возрастания от входа трубки 9 вдоль оси испарителя.
Испаритель работает следующим образом.
В патрубок 8 поступает парожидкостная смесь холодильного агента, которая через трубку 9 поступает в трубчатый распределитель 10 и через отверстия 14 равномерно распределяется по объему корпуса 1 испарителя. В патрубок 6 подается "теплый" рассол, который проходя по 1 внутритрубному пространству теплообменных труб 2 охлаждается и выходит через патрубок 7. Жидкий холодильный агент (фреон) при контакте с трубками 2 начинает кипеть за счет тепла рассола, циркулирующего по трубкам 2. Образующиеся пары холодильного агента (фреона) через патрубок 11 отсасываются из испарителя компрессором (на рисунке не показан).
Предлагаемый испаритель обладает следующими преимуществами:
1) Увеличивается площадь контакта заключенной между ребрами жидкости с металлом ребер, Это позволяет быстрее нагреть и перегреть жидкость, заключенную между ребрами, тем самым увеличивается частота образования пузырьков пара до поверхности нагрева во время кипения. Возрастает коэффициент теплоотдачи.
2) Образующиеся на нижней образующей теплообменной трубки пузырьки пара не сразу покидают поверхность, а движутся по каналу к, верхней образующей трубки и после этого срываются с теплообменной поверхности. Во время своего движения пузырек пара срывает с теплообменной поверхности другие пузырьки пара, встречающиеся на его пути. Это также увеличивает частоту парообразования и коэффициент теплоотдачи.
3) Увеличение площади контакта заключенной между ребрами жидкости с теплообменной поверхностью позволяет уменьшить разность температур между температурами теплообменной поверхности и жидкости в момент начала кипения. Это позволяет снизить необратимые потери энергии во время эксплуатации испарителя и тем самым уменьшить эксплуатационные затраты.
4) Уменьшается наружный диаметр трубки с сохранением теплообменной площади. Это позволит в объеме кожуха испарителя разместить больше трубок с ребрами, образующими частично-замкнутый объем (ЧЗО), чем со стандартным оребрением.
5) Увеличивается коэффициент теплопередачи энергии от рассола к холодильному агенту, тем самым увеличивается холодопроизводительность испарителя.
6) Распределитель позволяет более равномерно подводить пузырьки пара хладагента, поступающего вместе с парожидкостной смесью в испаритель, к нижним трубкам теплообменного пучка. Это позволит более интенсивно турбулизировать жидкий холодильный агент в межтрубном пространстве испарителя и увеличить коэффициент теплопередачи.