Панельный испаритель Советский патент 1992 года по МПК F25B39/02 

Известны также испарители погружного типа вертикально-трубные и змеевико- вые, Холодильный агент в таких аппаратах кипит внутри трубных секций или змеевиков, помещенных в бак, в котором циркулирует охлаждаемый теплоноситель.

Преимущество испарителей погружного типа - высокая надежность. Основным недостатком является низкая теплопередача и связанная с этим большая металлоемкость,

В качестве прототипа взят аммиачный испаритель открытого типа, состоящий из корпуса в виде бака с патрубками Для подвода и отвода хладоносителя, в который помещены испарительные секции панельного типа,и мешалка хладоносителя, предназначенные для обеспечения циркуляции его в баке испарителя. Каждая секция состоит из двух горизонтальных коллекторов и двух вертикальных стояков, образующих прямоугольную раму с вваренными в нее штампованными панелями Секции объединяются коллекторами для входа жидкого хладагента, отсасывания паров и отвода масла.

К преимуществам панельных испарителей относится высокая надежность и простота конструкции.

Недостаток таких испарителей - низкая теплопередача и как следствие их большая металлоемкость, а также повышенные эксплуатационные расходы на крайне неэффективную работу мешалки,

Экспериментальные измерения распределения полей скоростей хладоносителя между панелями показали-, что диапазон изменения скоростей лежит в пределах 0,05 - 0,15 м/с. При таких скоростях теплоотдача при охлаждении теплоносителя близка к имеющей место при естественной конвекции, в результате чего испаритель работает неэффективно.

Целью изобретения является интенсификация теплопередачи и уменьшение энергозатрат при эксплуатации испарителя. Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом панельном испарителе над панельными секциями размещено оросительное устройство, подключенное к патрубку подвода хладоносителя, а патрубок отвода хладоносителя размещен в стенке корпуса ниже Коллекторов жидкого хладагента,Формиро- ватель пленки выполнен в виде уголков, закрепленных в зазорах между коллекторами испарительных панелей, обращенных внутренним углом в сторону жидкостных коллек- торов и примыкающих с зазорами к смежным паровым коллекторам. Уголки скреплены с поперечными перекладинами и свободно уложены на паровые коллекторы. С целью компенсации неточности изготовления и монтажа панелей целесообразно уголки крепить шарнирно с поперечными перекладинами, имея зазор между осью и

отверстием. В зазоре между полками уголков и паровыми коллекторами установлены дистанционирующие элементы. Дли повышения надежности орошения каналов панелей дистанционирующие элементы могут

0 быть выполнены с шириной, примерно равной ширине ребра между каналами панели и установлены против них. Для улучшения распределения пленки и устойчивого ее сте- кания на поверхности каналов листотрубных

5 пластин выполнено продольное оребрение. Известнб применение оросительных горизонтально-трубных теплообменников, в которых пленка жидкости стекает по наружной стороне труб. Применяются распределители

0 жидкости с зубчатым переливом, дырчатые сверху, покрытые отражающими угловыми полосками, Между трубами применяются зубчатые распределяющие листы.

Недостатками таких оросительных уст5 ройств являются сложность конструкции, необходимость хорошего первичного распределения жидкости, трудоемкая периодическая чистка от засорений, образующихся при эксплуатации,

0 В предлагаемом оросительном устройстве с целью упрощения конструкции, повышения надежности и снижения эксплуатационных затрат формирователь пленки выполнен в виде уголков, закрепленных в зазорах между кол5 лекторами испарительных панелей, обращенных внутренним углом в сторону жидкостных коллекторов и примыкающих с зазорами к смежным коллекторам, образуя щель.

0 Монтаж, демонтаж и очистка осуществляются не индивидуально по оросителю каждой трубы, а с оросителями всего пучка одновременно, так как они объединены в одну конструкцию. Применение дистанцио5 нирующих элементов известно в оросителях, предназначенных для орошения внутренней стороны вертикальных труб, однако эти оросители не пригодны для орошения горизонтальных труб, кроме того,

0 примененные в них дистанционирующие элементы требуют высокой точности при изготовлении. „ -

В предлагаемом оросительном устройстве дистанционирующие элементы отлича5 ются простотой и не требуют высокой точности при изготовлении, что упрощает г сборку и удешевляет испаритель.

Применение продольного оребрения известно. Однако оно предназначено для интенсификации теплоотдачи при конденсации пара, которая достигается за счет стягивания образующегося на стенке конденсата к ребрам.

В данном случае ребра предотвращают (за счет сил поверхностного натяжения) пе- рераспредёление жидкости в поперечном направлении по ее ходу и гарантируют смачивание всей теплообменной поверхности.

Выполнение оребрения двусторонним обеспечивает технологичность изготовле- ния штамповкой, а кроме того, разбивает поверхность теплообмена как снаружи, так и с внутренней стороныпанёлй. что само ritf себе увеличивает количество передаваемого тепла..- ,. ,

На фиг. 1 и 2 схематически изображен предлагаемый панельный испаритель в разных проекциях; на фиг. 3 - узел 1 на фиг, 2 (увеличенный масштаб); на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3. , „ ,

Панельный испаритель содержит корпус 1, панельные секции 2 с коллекторами жидкого хладагента 3 и парового 4. Секции объединяются коллекторами для входа жидкого хладагента 5, отсасывания паров 6 и отвода масла 7. Хладоноситель подводится через патрубок входа 8 и отводится через патрубок выхода 9. Испаритель оборудован оросительным устройством с формирователем пленки 10. опирающимся на дистанци- онирующий элемент 11, укрепленный на коллекторе 4. Формирователи пленки в виде уголков скреплены с поперечными перекла- динами 12. Борт 13 ограждает оросительное устройство со всех сторон. Для лучшего И устойчивого распределения пленки жидкости на поверхности каналов листотрубных пластин выполнено продольное оребрекие 15.. ,-

Предлагаемый панельный испаритель работает следующим образом.

Хладоноситель поступает через патрубок 8 в оросительное устройство и через щель между формирователем пленки 10 и паровым коллектором панели 4 в виде плен- ки 14 стекает по панелям. Наличие на панелях продольного оребрения обеспечивает надежность смачивания всей теплообменной- поверхности. Организация работы испарителя в пле- ночном режиме обеспечивает интенсификацию теплопередачи по сравнению с прототипом в 2 - 2,5 раза, что позволяет соответственно уменьшить металлоемкость испарителя на единицу передаваемого теп-. ла.

В предлагаемом испарителе отпадает необходимость наличия мешалки, что ведет

к уменьшению энергопотребления ло сравнению с прототипом., Оросительное устройство предлагаемого оросителя просто в эксплуатации, изготовлении и монтаже. Допускается эффективная очистка от загрязнений путем простого поднятия его и укладки на место. Предлагаемый Панельный испаритель превосходит известные аналоги по интенсивности те плопе ре - дачи и обеспечивает более низкие эксплуатационные расходы.

1 i с

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я -

-, i

1. Панельный испаритель/содержащий корпус, в который помещены испарительные секции, объединенные коллекторами для подвода жидкого хладагента, отвода паров и масла, а также патрубки для отвода и подвода хладоносителя, отличающий- с я тем, что, с целью снижения металлоемкости путем интенсификации теплообмена, со стороны коллекторов для отвода паров размещено оросительное устройство, формирователь пленки которого выполнен в виде уголков, закрепленных в зазорах между коллекторами испарительных секций, обращенных внутренним углЪм в сторону коллек- торов для подвода жидкогб хладагента и примыкающих с зазорами к смежным коллекторам для отвода паров, подключенное к патрубку для подвода хладоносителя а патрубок для отвода хладоносителя размещен в стенке корпуса ниже коллектора для подвода жидкого хладагента из секций.

2. Испаритель по п. 1 ,о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что уголки скреплены с поперечными перекладинами и свободно уложены на коллекторы для отвода паров. , - -

Г. Испаритель по пп. 1 и 2, отл и ч а ю- щ и и с я тем, что в зазоре между полками уголков и коллекторами Для отвода паров установлены Дистанционирующие элементы. , . ,, - -:

4.Испаритель по пп. 1 - 3, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что для улучшения распределения пленки и устойчивого ее стекания, на поверхности каналов листотрубных пластин выполнено продольное оребрение.1;

5.Испаритель по пп. 1 - 4, о т л и ч а (6- щ и и с я- тем, что уголки закреплены шар- нирно с поперечным перекладинами, имея зазор между осью и отверстием.

6.Испаритель по пп. 1-5, отличаю- щ и и с я тем, что дистайционирующие элементы выполнены с шириной, равной ширине ребра между каналами секции, и установлены против них.

Использование: изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть исполозовано в теплоэнергетике, холодильной и химической промышленности. Целью изобретения является снижение металлоемкости. Сущность изобретения заключается в том, что испаритель состоит из корпуса

фие.З

/ -6-6

Фие.4