Кожухотрубный испаритель Советский патент 1989 года по МПК F25B39/02 F28D5/02 

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к кожухотрубным теплообменника принимаемым в качестве испарителей.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена.

На чертеже изображена 1/А часть кожухотрубного испарителя с вырьгоом по высоте.

Испаритель состоит из кожуха 1, приваренных к нему верхней 2 и нижней 3 трубных решеток, в отверстия ;которых введены концы основных труб 4

Трубные решетки с зазором закры- i ваются верхней 5 и нижней 6 крьшжа- ; ми, по центру нижней крышки 6 имеется паровой патрубок 7, внутри которого проходит жидкостной трубопровод 8. Между крышкой 6, трубной ре- шеткой 3 через прокладки по периметру закреплена компенсационно-емкостная вставка, состоящая из тонкой трубной решетки 9, в отверстия которой введены концы труб 10 и герме- тично запаяны. Трубы 10 меньше по диаметру и высоте .основных труб 4 и концентрично введены снизу. В образованные кольцевые щели между трубами 4 и 10 вводятся упругие волнис- тые ленты 11, обеспечивающие тепловой контакт между трубами 4 и 10 и хлад оном. Между трубнь ми решетками 3 и 9 образуется сообщающаяся Полость между всеми кольцевыми щелями.

В основные трубы 4 вверху, в соответствии угла .вальцовки, .по гладко поверхности вставлены конические резьбовые пробки 12, образуюш 1е дрос сели-завихрители и снимающие все давления конденсации.

Центральная труба 13 является си.- ловым элементом и должна быть более толстостенной и приваренной к трубны решеткам 2 и 3 и соединяться при помощи приваренних болтов или резьбово нарезкой с крьшжой 5.

В центральной трубе 13 проходит жидкостной трубопровод 8, перекрыва- емьй в верхней части клапаном 14, управление которым может осуществ-; . ляться автоматическим или ручным прибором 15. Для сообщения нижней част конденсационно-емкостной полости с полостью крышки 6 в кожухе имеется канал с запорным вентилем 16, который соединяется с соленоидным вентилем 17 и запорным вентилем 18 крышки 6. К вентилю 16 через тройник под

0 5 о

5

40

50

ключен разгрузочньй аккумулятор 19 с установленным в нем не перекрываемым обратным клапаном :20.

Испаритель работает следующим образом.

Клапан 14 и вентили 16, 17 закрыты. Жидкий хладон находится в компенсационно-емкостной полости и аккумуляторе 19.

При включении компрессора и снижении давления в испарителе вскипает хладон в емкостной полости за счет собственного тепла, а затем кипение продолжается за счет создавшегося теплового потока от хладоносителя. При пуске компрессора аккумулятор постепенно освобождается от жидкого хладона благодаря наличию в нем обратного не перекрываемого клапана 20. В соответствии времени освобождения аккумулятора 19, который должен функционировать при наличии необходимости возврата масла в компрес сор, устанавливается выдержка открытия ьенти- ля 17. Вентиль 15 открывается сразу же при спуске, компрессора и обеспечивается поступление жидкого хладона через клапан 14 в полость крышки 5, где жидкий хладон, проходя резьбовые пробки, снижает свое давление, приобретая кинетическую скорость и, завих- ряясь, равномерно распределяется по внутренней поверхности основной трубы 4, при этом пар сосредотачивается в центральной части. В результате действия центробежных сил пленка, прижимаясь к поверхности, удаляет более мелкие пузьфьки пара, а смачивание наибольшей площади теплообменной поверхности при большой скорости движения создает наиболее высокий коэффициент теплопередачи,, при этом отсутствует гидростатическое давление и имеется очень незначительное гидравлическое сопротивление.

При наличии большого количества дросселей, работающих на отдельные теплообменные элементы, как бы точно они не подбирались, их производительность будет несколько отличаться друг от друга, поэтому, с целью компенсации неравномерной подачи хладона по резьбовым пробкам, предусмотрена уравнительная . полость, которая позволяет избыточной жидкости одних элементов перетечь снизу в элементы с недостаточной подачей. Так как высота труб 10 составляет 25% всей вы.сот.ы

3U

основных труб 4, то и компенсация равна 25%. Так как объем компенсационно-емкостной полости больше, чем объем всей жидкости, находящейся в испарителе, с учетом емкости аккумулятора, и всей жидкости, находящейся в системе холодильной машины, то гидравлический удар для компрессора исключен в любом случае. При общей не- достаточной подаче возможно затруднение в возврате масла в компрессор, тогда включается вентиль 17 и через него масло из компенсационно-емкостной полости перетекает в полость крышки 6, затем по всасывающему трубопроводу к маслоподъемной петле и в компрессор.

При выключении компрессора вентили 16, 17 сразу закрываются, затем клапан 14, полость крьш1ки 5 освобождается от .жидкого хладона, и вся жидкость сосредотачивается в компенсационно-емкостной полости и аккумуляторе 19, в последний она попадает беспрепятственно, так как удельный вес клапана 20 незначительно больше удельного веса жидкости.

Обычно параметры работы холодильной машины средней и, тем более, бол шой производительности стабильны, особенно при наличии нескольких кон

денсаторно-испарительных агрегатов. Следовательно, тепловая нагрузка постоянная и изменение в подаче хладона потребуется при изменении климатических условий или изменении температурного режима охлаждения.

Фор м у ла изобретения

I

Кожухотрубный испаритель, содержащий вертикально установленный кожух, внутри, которого расположены теп лообменные трубы, закрепленные в верхней и нижней трубных решетках, внутри теплообменных труб с зазором установлены дополнительные трубы меньшей длины, а между теплообменны- ми и дополнительными трубами установлена гофрированная насадка, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, он снабжен дополнительной трубной решеткой, установленной под нижней трубной решеткой с образованием полости между ними, и резьбовыми конусными пробками, установленными в верхней части теплообменных труб, выполненной конусообразной, при этом дополнительные трубы подключены к полости образованной нижней и дополнительной трубными решетками.

Изобретение м.б. использовано в теплообменниках. Цель изобретения интенсификация теплообмена испарителя. Внутри вертикального кожуха 1 расположены теплообменные трубы, закрепленные в верхней и нижней трубных решетках 2 и 3. Внутри труб 4 с зазором установлены дополнительные ч1 трубы 10 меньшей длины. Между теплообменниками и трубами 10 установлена гофрированная насадка. Дополнительная трубная решетка 9 установлена под нижней решеткой 3 с образованием полости между ними. Резьбовые конусные пробки 12 установлены в верхней части труб 4, выполненных конусообразными. Трубы 10 подключены к полости, образованной нижней и дополнительной решетками 3 и 9. Конструкция испарителя обеспечивает смачивание наибольшей площади теплообменной поверхности при большой скорости движения, что создает наиболее высокий коэффициент теплопередачи. 1 ил. (Л 4 сл ел 17