Изобретение относится к холодильной технике, в частности, к испарителям холодильных машин. Данные испарители могут быть использованы, в частности, для охлаждения воздуха и других газообразных и жидких сред.
Испаритель может найти самое широкое применение в криогенной технике, в энергетике, газовой и химической промышленности, в продовольственном машиностроении и т.п.
Известны испарители, содержащие пластинчато-ребристый пакет, имеющий расположенные в чередующемся порядке каналы для охлаждаемой среды и каналы для хладагента с гофрированными поверхностями внутри, образующими параллельно размещенные ячейки, раздающий и собирающий коллекторы, подключенные к каналам для хладагента (см., например, патент США №3151676, кл. 165-166, 1970).
В этом испарителе опускная полость отсутствует, размеры ячеек не указаны.
Технический результат, поставленный изобретением, в данном испарителе не достигается, т.к. условия для свободной циркуляции в нем отсутствуют. Нет также данных о размерах ячеек, обеспечивающих интенсификацию теплопередачи.
Известны также испарители, содержащие по крайней мере два пластинчато-ребристых пакета, имеющих расположенные в чередующемся порядке каналы для охлаждаемой среды и каналы для хладагента, причем в каналах для хладагента установлены гофрированные вставки, образующие параллельно расположенные ячейки. Испаритель имеет раздающий и собирающий коллекторы, подключенные сверху и снизу к каналам для хладагента (см. авторское свидетельство СССР №572638 кл. F 25 В 39/02 1977).
Данный испаритель выбран за прототип. Однако и в данном испарителе отсутствует опускная полость и нет данных о размерах ячеек.
Таким образом, и в этом испарителе технический результат, поставленный изобретением, не достигается.
Задача изобретения - создание надежного в эксплуатации испарителя с уменьшенными габаритными и весовыми характеристиками.
Технический результат, достигаемый изобретением, - интенсификация теплоотдачи кипящему хладагенту и обеспечение условий для свободной циркуляции последнего.
Данный технический результат достигается тем, что испаритель содержит по крайней мере два пластинчато-ребристых пакета, имеющих расположенные в чередующемся порядке каналы для охлаждаемой среды и каналы для хладагента с гофрированными поверхностями внутри, образующими параллельно размещенные ячейки, раздающий и собирающий коллекторы, подключенные соответственно снизу и сверху к каналам для хладагента, а также образованную между пакетами опускную полость для отвода неиспарившейся части хладагента из собирающего коллектора в раздающий, также подключенную к упомянутым коллекторам, при этом в собирающем коллекторе установлен отбойник, расположенный над опускной полостью и подключенный к пароотводящей трубе, также установленной в собирающем коллекторе, причем каждая ячейка каналов для хладагента выполнена с гидравлическим диаметром, лежащим в пределах от 0,5 до 3,0 мм, а опускная полость выполнена с минимальным размером поперечного сечения не менее 10 упомянутых гидравлических диаметров.
В частных случаях технический результат будет достигаться тем, что в испарителе, характеризуемом вышеперечисленными признаками, оси каналов для охлаждаемой среды выполнены перпендикулярными осям каналов для хладагентов с образованием перекрестно-точной схемы движения хладагента и охлаждаемой среды; оси каналов для охлаждаемой среды выполнены параллельными осям каналов для хладагента с образованием противоточной схемы движения хладагента и охлаждаемой среды; пластинчато-ребристые пакеты расположены параллельно; пластинчато-ребристые пакеты встречно наклонены под углом, не превышающим 3°, с образованием опускной полости, равномерно расширяющейся от собирающего коллектора к раздающему.
Испаритель иллюстрируется чертежами, на которых изображен испаритель с двумя пакетами. В испарителе может быть использовано любое число пакетов. Варианты с внутрь наклоненными пакетами не иллюстрируются, т.к. малый угол наклона делает их визуально не отличимыми от параллельных.
На фиг.1 изображен в аксонометрии описываемый испаритель с параллельно расположенными пакетами, имеющий противоточную схему с одним подводящим и одним отводящим коллекторами для охлаждаемой среды.
На фиг.2 - продольный разрез канала для хладагента с гофрированной вставкой фиг.1.
На фиг.3 - продольный разрез канала для охлаждаемой среды с гофрированной вставкой фиг.1.
На фиг.4 в аксонометрии изображен тот же испаритель, но с двумя подводящими и двумя отводящими коллекторами для охлаждаемой среды.
На фиг.5 - описываемый испаритель в аксонометрии, имеющий перекрестно-точную схему при отсутствии коллекторов для охлаждаемой среды.
На фиг.6 - тот же испаритель, что и на фиг.5, но с коллекторами для охлаждаемой среды.
Испаритель содержит два пластинчато-ребристых пакета 1. Каждый пакет имеет расположенные в чередующемся порядке каналы 2 для хладагента и каналы 3 для охлаждаемой среды. В каждом канале 2, 3 помещена гофрированная поверхность 4, образующая параллельно размещенные ячейки 5, 6. К каналам 2 соответственно снизу и сверху подключены раздающий 7 и собирающий 8 коллекторы хладагента. Между пакетами образована опускная полость 9, также подключенная к коллекторам 7, 8. В собирающем коллекторе 8 установлен отбойник, расположенный над опускной полостью 9 и подключенный к пароотводящей трубе 10, также установленной в собирающем коллекторе 8. В частном случае отбойник может быть выполнен как полутруба 11, наклоненная в сторону от пароотводящей трубы. В иных случаях конструкция отбойника может быть самой различной, например, в виде системы козырьков, сеток и т.п. Каждая ячейка 5 каналов хладагента выполнена с гидравлическим диаметром, лежащим в пределах от 0,5 до 3,0 мм, а опускная полость 9 выполнена с минимальным размером поперечного сечения не менее 10 упомянутых гидравлических диаметров.
При выполнении по противоточной схеме испаритель может иметь один для охлаждаемой среды подводящий коллектор 12 и один отводящий коллектор 13 для охлаждаемой среды. Возможен вариант, при котором каждый пакет имеет для охлаждаемой среды свой подводящий 14 и свой отводящий 15 коллекторы (см. фиг.4).
Пластинчато-ребристые пакеты могут быть незначительно (до 3°) встречно наклонены с образованием опускной полости, равномерно расширяющейся в направлении от собирающего коллектора к раздающему.
Предложенный испаритель работает следующим образом.
Хладагент, например фреон, аммиак, поступает из раздающего коллектора 7 в каналы 2, то есть в ячейки 5, а охлаждаемая среда поступает из подводящих коллекторов (12 или 14) в каналы 3, то есть в ячейки 6. При этом хладагент получает тепло от охлаждаемой среды через стенки каналов и ячеек. В результате этого хладагент кипит, испаряется и в качестве парожидкостной смеси поступает в собирающий коллектор 8, где в результате резкого изменения скорости потока, на пути которого находится отбойник, неиспарившаяся часть смеси через опускную полость возвращается в коллектор 7, обеспечивая тем самым свободную циркуляцию хладагента. Испарившаяся часть смеси поступает в пароотводящую трубу 10 и далее в соответствующий аппарат, принадлежащий технологической схеме, например в компрессор (не показан). В качестве охлаждаемой среды может использоваться воздух, жидкое топливо (бензин), жидкие хладоносители (тосолы, экосолы) и т.п. При охлаждении атмосферного воздуха подводящий и отводящий коллекторы отсутствуют, воздух с помощью вентилятора продувает соответствующие каналы 3.
При использовании вышеупомянутых жидких сред последние поступают в коллекторы 12, 14 и удаляются через коллекторы 13, 15.
В зависимости от той или иной технологии использования испарителя могут быть применены как противоточная, так и перекрестно-точная схема движения хладагента и охлаждаемой среды.
Использование подводящих и отводящих коллекторов к каждому пакету с теплотехнической точки зрения более выгодно, однако по конструктивным причинам в некоторых случаях приходиться использовать схему с двумя коллекторами.
Выбор оптимальных размеров ячеек 5 и минимального размера поперечного сечения опускной полости 9 продиктован стремлением достичь максимально выгодного теплотехнического режима, обеспечиваемого высокой интенсивностью кипения, когда размер ячейки 5 соизмерим с размерами отрывного пузыря, в условиях относительно невысокого гидравлического сопротивления и свободной циркуляции хладагента.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ИСПАРИТЕЛЬ ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ | 2021 |
|
RU2785304C2 |
ИСПАРИТЕЛЬ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ | 2014 |
|
RU2570275C1 |
Испаритель погружного типа | 1990 |
|
SU1774143A1 |
ПЛАСТИНЧАТЫЙ ЩЕЛЕВОЙ ТЕПЛООБМЕННИК | 1992 |
|
RU2047075C1 |
РЕКУПЕРАТИВНЫЙ ОХЛАДИТЕЛЬ | 1997 |
|
RU2142608C1 |
ПРОТИВОТОЧНЫЙ ПЛАСТИНЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК | 2001 |
|
RU2181186C1 |
КОНДЕНСАТОР-ИСПАРИТЕЛЬ | 1995 |
|
RU2100715C1 |
СПОСОБ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ МАСЛА, РЕКУПЕРАТИВНЫЙ ОХЛАДИТЕЛЬ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА И КОЛЛЕКТОР ЭТОГО ОХЛАДИТЕЛЯ | 1996 |
|
RU2099650C1 |
Конденсатор-испаритель | 2016 |
|
RU2623351C1 |
СПОСОБ БЕЗОПАСНОГО ПОДОГРЕВА ТОПЛИВНОГО ГАЗА И ГАЗОМАСЛЯНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2005 |
|
RU2312241C2 |
Изобретение относится к холодильной технике, в частности к испарителям холодильных машин. Испаритель содержит по крайней мере два пластинчато-ребристых пакета. Пакеты имеют расположенные в чередующемся порядке каналы для охлаждаемой среды и каналы для хладагента. В этих каналах помещены гофрированные вставки, образующие параллельные ячейки. Каналы для холодильного агента подключены соответственно снизу к раздающему, а сверху к собирающему коллекторам. Между пакетами образована опускная полость для отвода неиспарившейся части хладагента из собирающего коллектора в раздающий. Опускная полость подключена к упомянутым коллекторам. В собирающем коллекторе установлен отбойник, расположенный над опускной полостью и подключенный к пароотводящей трубе, также установленной в собирающем коллекторе. Каждая ячейка каналов для хладагента выполнена с гидравлическим диаметром, лежащим в пределах от 0,5 до 3,0 мм, а опускная полость выполнена с минимальным размером поперечного сечения не менее 10 упомянутых гидравлических диаметров. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.
Испаритель | 1976 |
|
SU572638A1 |
Испаритель погружного типа | 1990 |
|
SU1774143A1 |
US 4370868 A, 01.02.1983 | |||
US 4821531 A, 18.04.1989 | |||
DE 3511829 A1, 09.10.1986. |
Авторы
Даты
2004-06-10—Публикация
2002-07-01—Подача