КОНДЕНСАТОР Российский патент 1995 года по МПК F28B1/00 F28D5/00 

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к конденсаторам преимущественно аммиачных холодильных установок.

Известен вертикальный кожухотрубный конденсатор, включающий обечайку с установленным внутри пучком теплообменных труб.

Недостатком известного конденсатора является низкая тепловая производительность из-за малого коэффициента теплопередачи аппаратов данного типа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому конденсатору является теплообменник, преимущественно для конденсации пара, содержащий корпус с вентилятором в верхней части, внутри корпуса вертикально установлены трубчатые змеевики с размещенным над ними распределителем жидкости, причем между соседними по вертикали трубами змеевика параллельно последним посредством фиксирующих элементов установлены дополнительные поверхности, величина которых равна или больше двойной поверхности труб змеевиков, при этом угол наклона труб змеевика к горизонтали выполнен переменным, угол наклона самого нижнего ряда труб змеевика равен максимум 30^о, угол наклона лежащих выше рядов труб выполнен уменьшающимся на величину 3-5^о. Шаг дополнительных поверхностей равен однократно или многократно четверти диаметра трубы, а толщина меньше одной десятой диаметра трубы.

Недостатками известного теплообменника являются низкая тепловая производительность вследствие одностороннего орошения водой труб с хладагентом только с наружной стороны, высокая удельная металлоемкость и удельные энергозатраты на выработку холода холодильной установки, кроме того, затруднена механическая очистка наружной поверхности теплообменных труб от водяного камня.

Задачей изобретения является повышение тепловой производительности конденсатора, упрощение очистки наружной поверхности теплообменных труб.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном конденсаторе, преимущественно для холодильных аммиачных установок, включающем корпус, установленные в верхней части корпуса каплеуловитель, водораспределитель, оросительное устройство, расположенные под оросительным устройством теплообменные трубы для конденсирующегося хладагента, вентилятор, поддон и водяной насос, теплообменные трубы для конденсирующегося хладагента установлены вертикально, сгруппированы в теплообменные секции, каждая из которых снабжена входным и выходным горизонтальными коллекторами для конденсирующего хладагента и дополнительными теплообменными трубами, размещенными внутри теплообменных труб для конденсирующегося хладагента, соосно с ними и соединенными верхней частью с водораспределителем, а нижней сообщенными с поддоном, при этом теплообменные секции расположены одна от другой на расстоянии, обеспечивающем доступ к ним обслуживающего персонала. При этом водораспределитель выполнен в форме желоба открытого типа.

Теплообменные секции выполнены равной ширины.

Корпус выполнен в форме многогранной призмы, например шестигранной.

Теплообменные секции выполнены разной ширины для компактного размещения их в корпусе.

Теплообменные секции расположены на расстоянии 35-50 см одна от другой.

На фиг. 1 и 2 изображен предлагаемый конденсатор, общий вид; на фиг.3 принципиальная схема конденсатора.

Конденсатор содержит корпус 1, поддон 2, вентиляторы 3, прикрепленные к корпусу 1, теплообменник 4, водораспределитель 5, орошающее устройство 6, каплеуловитель 7, водяной фильтр 8, размещенный в поддоне 2 и соединенный трубопроводом 9 с насосом 10. Теплообменник 4 содержит центральную теплообменную секцию 11 и группу боковых теплообменных секций 12, расположенных на расстоянии 35-50 см одна от другой. Теплообменные секции 11 и 12 выполнены в виде пучка вертикально расположенных труб 13 для конденсирующегося хладагента, внутри которых и соосно с ними расположены дополнительные теплообменные трубы 14, верхней частью соединенные с водораспределителем 5, а нижней частью сообщающиеся с поддоном 2. Каждая боковая теплообменная секция 12 содержит входной горизонтальный коллектор 15 для конденсирующегося хладагента и выходной горизонтальный коллектор 16 для конденсирующегося хладагента, при этом коллекторы 15 и 16 соединены соответственно с входным горизонтальным 17 и выходным горизонтальным 18 коллекторами конденсирующегося хладагента центральной теплообменной секции 11. Коллектор 17 содержит патрубок 19 для ввода конденсирующегося хладагента, патрубок 20 для выпуска воздуха, патрубок 21 уравнительной линии, патрубок 22 для подсоединения манометра и патpубок 23 для подсоединения предохранительного клапана. Коллектор 18 содержит патрубок 24 для слива сконденсированного хладагента. Орошающее устройство 6 выполнено в виде пучка горизонтально расположенных труб с форсунками 25, объединенных в коллектор 26, который снабжен патрубком подачи воды 27. Коллектор 26 соединен с водораспределителем 5, орошающим устройством 6 и трубопроводом 28 соединен с насосом 10.

Корпус 1 и поддон 2 выполнены в виде параллелепипеда или могут быть выполнены в виде многогранной призмы, например шестигранной.

Водораспределитель 5 выполнен в форме желоба отрытого типа, что позволяет легко производить периодическую механическую очистку внутренней поверхности водораспределителя 5 и внутренней поверхности труб 14 от водяного камня.

При выполнении корпуса 1 в форме параллелепипеда боковые теплообменные секции 12 выполняют равной ширины.

При выполнении корпуса 1 в форме многогранной призмы боковые теплообменные секции 12 выполняют разной ширины для компактного размещения их в корпусе 1.

Конденсатор работает следующим образом.

Газообразный хладагент (аммиак) через патрубок 19 подают в коллектор 17. Из коллектора 17 газообразный хладагент поступает в коллекторы 15 теплообменных секций 12, а затем в межтрубное пространство, образованное теплообменными трубами 13 и 14.

Вода из поддона 2 через фильтр 8 забирается насосом 10 и по трубопроводу 27 подается в водораспределитель 5 и орошающее устройство 6.

Первый водяной поток через водораспределитель 5 поступает в трубы 14 и, омывая их внутреннюю поверхность, стекает в поддон 2.

Второй водяной поток из орошающего устройства 6 через форсунки 25 распыляется на наружную поверхность труб 13 и стекает в поддон 2.

Наружный воздух вентиляторами 3 нагнетается в корпус 1 и движется навстречу падающим каплям и стекающей по поверхности труб 13 пленке воды и, пройдя через каплеуловитель 7. удаляется из корпуса 1. Капли воды, уносимые потоком воздуха, задерживаются каплеуловителем 7 и стекают вниз. В процессе движения распыленной воды происходит ее частичное испарение за счет соприкосновения с сухим наружным воздухом, при этом температура воды понижается и происходит интенсивное охлаждение наружной поверхности труб 13. Часть распыленной воды, которая не соприкасается с теплообменными трубами 13, за счет испарения обеспечивает охлаждение воды, циркулирующей в конденсаторе. Воздух при движении в корпусе 1 увлажняется и затем удаляется из корпуса 1, а на его место поступает новая порция сухого воздуха, который, снова соприкасаясь с водой, увлажняется, обеспечивая процесс испарительного охлаждения. Цикл при этом повторяется многократно.

Газообразный хладагент, проходя по межтрубному пространству теплообменных труб 13 и 14, охлаждается и конденсируется. Образовавшиеся капли хладагента стекают в коллекторы 16 и 18 и через патрубок 24 жидкий хладагент выводится из конденсатора.

Рабочее давление в конденсаторе контролируется манометром, который подсоединяют к патрубку 22. При повышении давления конденсации выше допустимого происходит аварийный выпуск паров аммиака через предохранительный клапан, подсоединенный к патрубку 23. Перед включением конденсатора в работу производят выпуск воздуха через патрубок 20. Для выравнивания давления между конденсатором и линейным ресивером предусмотрен патрубок 21 на уравнительной линии.

Предлагаемый конденсатор по сравнению с конденсатором-прототипом позволяет повысить его тепловую производительность, обеспечить возможность очистки теплообменной поверхности от водяного камня, снизить давление конденсации и расход электроэнергии на выработку холода.

Использование: в холодильной технике, а именно в кондесаторах преимущественно аммиачных холодильных установок. Сущность изобретения: конденсатор включает корпус 1, установленные в верхней части корпуса 1 каплеуловитель, водораспределитель 5, оросительное устройство, расположенные под ним теплообменные трубы 13 для конденсирующего хладагента, вентилятор 3, поддон 2 и водяной насос 11, при этом теплообменные трубы 13 конденсирующего хладагента установлены вертикально, сгруппированы в теплообменные секции, каждая из которых снабжена входным 15 и выходным 16 горизонтальными коллекторами для кондинсирующего хладагента и дополнительными теплообменными трубами 14, размещенными внутри теплообменных труб 13 для конденсирующегося хладагента, соосно с ними и соединенными верхней частью с водораспределителем 5, а нижней сообщенными с поддоном 3, причем теплообменные секции расположены одна от другой на расстоянии, обеспечивающем доступ к ним обслуживающего персонала. 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. КОНДЕНСАТОР преимущественно для холодильных аммиачных установок, включающий корпус, установленные в верхней части корпуса каплеуловитель, водораспределитель, оросительное устройство, расположенные под оросительным устройством теплообменные трубы для конденсирующегося хладагента, вентилятор, поддон и водяной насос, отличающийся тем, что теплообменные трубы для конденсирующегося хладагента установлены вертикально, сгруппированы в теплообменные секции, каждая из которых снабжена входным и выходным горизонтальными коллекторами для конденсирующегося хладагента и дополнительными теплообменными трубами, размещенными внутри теплообменных труб для конденсирующегося хладагента соосно с ними и соединенными верхней частью с водораспределителем, а нижней сообщенными с поддоном, при этом теплообменные секции расположены одна от другой на расстоянии для обеспечения доступа к ним обслуживающего персонала. 2. Конденсатор по п.1, отличающийся тем, что водораспределитель выполнен в форме желоба открытого типа. 3. Конденсатор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что теплообменные секции выполнены равной ширины. 4. Конденсатор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что корпус выполнен в форме многогранной призмы, например шестигранной. 5. Конденсатор по пп.1, 2 и 4, отличающийся тем, что теплообменные секции выполнены разной ширины для компактного размещения их в корпусе. 6. Конденсатор по пп. 1 4, отличающийся тем, что теплообменные секции расположены на расстоянии 35 50 см одна от другой.