Способ конденсации пара и конденсатор Советский патент 1981 года по МПК F28B1/06 

(54) СПОСОБ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА И КОНДЕНСАТОР

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в замкнутых испарительных системах охлаждеИзвестны способы конденсации пара в двух трубчатых теплообменных секциях, обдуваемых снаружи охлаждающим воздухом, путем подачи пара в первую секцию снизу вверх, а во вторую - сверху вниз. Конденсаторы для конденсации пара известными способами содержат корпус с размещенными в нем двумя секциями вертикальных теплообменных паровоздушных труб, разделенными в нижней части в зоне подвода паровоздушной смеси перегородкой и сообщенными одна с другой в верхней части посредством поворотного коллектора, в котором установлен горизонтальный экран с двумя переточными отверстиями, и воздухосборник, сообщенный с полостью поворотного коллектора, расположенной над экраном 1. Недостаток известных способов конденсации пара и конденсаторов - скопление конденсата в паровой полости конденсатора с первой секции при небольших тепловых нагрузках, когда скорость пара в верт 1кальных теплообменных паровоздушных трубах первой секции недостаточна для создания восходящего течения пленки конденсата. В замкнутых испарительных системах охлаждения скопление конденсата в паровой полости конденсатора может привести к недостатку жидкости в испарительной полости объекта охлаждения и к его перегреву. Наиболее близким к предлагаемому является способ конденсации пара в двух трубчатых теплообменных секциях, обдуваемых снаружи охлаждающим воздухом, путем подачи пара сначала в обе секции снизу вверх, а затем в первую секцию снизу вверх, а во вторую - сверху вниз. Конденсатор, конденсирующий пар указанным способом, содержит корпус с размещенными в нем двумя секциями вертикальных теплообменных паровоздушных труб, разделенными в нижней части в зоне подвода паровоздушной смеси перегородкой, имеющей отверстие, и сообщенными одна с другой в верхней части посредством поворотного коллектора, в котором установлен горизонтальный экран с двумя переточными отверстиями, и воздухосборник, сообщенный

с полостью поворотного коллектора, расположенной над экраном {2|.

Однако в указанних способе конден-. сации пара и конденсаторе во избежание скопления конденсата в вертикальных теплообменных паровоздушных трубах второй сек цни необходимо увеличивать их проходное сечение, что, при прочих равных условиях, снижает интенсивность процесса теплообмена.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что несконденсировавшийся пар после его перемещения сверху вниз по части труб второй секции дополнительно подают снизу вверх через оставшуюся часть труб второй секции, и обдув воздухом ведут в две стадии с различной интенсивностью охлаждения, меньшей на первой стадии при первоначальном перемещении пара снизу вверх и большей на второй стадии при подаче пара сверху вниз и последующей подаче снизу вверх во второй секции.

В конденсаторе для осуществления предлагаемого способа конденсации полость поворотнрго коллектора, расположенная под экраном, разделена вертикальной перегородкой, расположенной над второй по ходу ра секцией и разделяющей по ходу паровоздушной смеси вторую секцию, на два пакета, причем трубы второго пакета выполнены с проходным сечением в 2-3 раза большим, чем у первого пакета.

На чертеже схематически представлен конденсатор для осуществления предлагаемого способа конденсации пара.

Конденсатор содержит корпус 1 с размещенными в нем двумя секциями 2 и 3 вертикальных теплообменных паровоздушных труб 4, разделенными в нижней части в зоне подвода паровоздушной смеси перегородкой 5, имеющей отверстие 6. Секции 2 и 3 сообщены одна с другой в верхней «facTH посредством поворотного коллектора 7, в котором установлен горизонтальный экран 8 с переточными отверстиями 9 и 10.

Полость 11 поворотного коллектора 7, расположенная над экраном 8, сообщена с воздухосборником 12 посредством подводящей трубки 13. Полость 14 поворотного коллектора 7, расположенная под экраном 8, разделена вертикальной перегородкой- 15, расположенной над секцией 3, с образованием двух пакетов 16 и 17 теплообменных паровоздушных труб 4.

Конденсатор имеет подводящий коллектор 18 для пара и отводящий коллектор 19 для конденсата. Охлаждающий воздух движется по каналам 20.

Конденсатор работает следующим образом.

Образующиеся на тепловыделяющей поверхности охлаждаемой аппаратуры (не показана) пары хладагента (например этанола) в первоначальный момент времени приводят к повышению давления в замкнутой испарительной системе охлаждения. Имеющийся в испарительной системе воздух, удельный вес которого меньше удельного веса паров хладагента, препятствует поступлению последних в секции 2 и 3 конденсатора. Конденсатор включается в работу только тогда, когда граница раздела воздуха и паров хладагента переместится в охлаждаемые теплообменные трубы 4, снаружи обдуваемые охлаждающим воздухом. При этом пар в секции 2 и 3 подают снизу вверх и удаление воздуха из паровой полости конденсатора производят через переточные отверстия 9 и 10 в полость 11 поворотного коллектора 7, а затем по подводящей трубке 13 его направляют в воздухосборник 12.

Подача пара вначале в обе секции снизу дает возможность удалить воздух из паровой полости конденсатора.- При повыщении нагрузки на тепловыделяющей поверхности охлаждаемой аппаратуры увеличивается давление в испарительной системе охлаждения и фронт между воздухом и парами хладагента перемещается в поворотный коллектор 7. С этого момента в пакет 16

секции 3 пар подают сверху, а несконденсировав(цийся пар после его перемещения сверху вниз дополнительно подают снизу вверх в теплообменные трубы 4 пакета 17 вместе с частью пара, поступающей через отверстие 6 в перегородке 5.

Проходное сечение отверстия 6 рассчитывают таким образом, чтобы количество поступающего через него пара было несколько меньше того количества, которое может сконденсироваться в охлаждаемых теплообменных трубах 4 пакета 17 секции 3. Теплообменные трубы 4 пакета 17 секции 3 выполнены с большим проходным сечением, чем у пакета 16 этой же секции для обеспечения свободного стекания в них пленки конденсата.

Интенсивность охлаждения теплообменных труб 4 воздухом ведут в две стадии. Уа первой стадии при первоначальном перемещении пара в секциях 2 и 3 снизу вверх интенсивность охлаждения меньше, чем на второй стадии при подаче пара сверху вниз

в пакет 16 секции 3 и последующей подаче снизу вверх в пакет 17 этой секции. Это способствует более полному удалению воздуха из паровой полости конденсатора, что увеличивает интенсивность теплообмена со стороны конденсирующего пара.

Экономическая эффективность изобретения выражается в интенсификации теплообмена при наличии в паровой полости конденс;атора неконденсирующихся газов.

55Формула изобретения

I. Способ конденсации пара в двух трубчатых теплообменных секциях, обдуваемых снаружи охлаждающим воздухом, путем подачи пара сначала в обе секции снизу вверх, а затем в первую секцию снизу вверх, а во вторую - сверху вниз, отличающийся тем, что, с целью интенсификации .теплообмена, неконденсировавшийся пар после его перемещения сверху вниз по части труб второй секции дополнительно подают снизу вверх через оставшуюся часть труб второй секции, а обдув воздухом ведут в две стадии с различной интенсивностью охлаждения меньшей на первой стадии при первоначальном перемещение пара снизу вверх и большей на второй стадии при подаче пара сверху вниз и последующей подаче снизу лверх во второй секции. 2. Конденсатор, еодержацхий корпус с размещенными в нем двумя секциями вертикальных теплообменных паровоздуцгных труб, разделенными в нижней части в зоне подвода паровоздушной смеси перегородкой, имеющей отверстие, и сообщенными однп с другой в верхней части посредством поворотного коллектора, в котором установлен горизонтальиый экран с двумя переточными отверстиями, и воздухосборник, сообщенный с полостью поворотного коллектора, расположенной над экраном, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, полость поворотного коллектора, расположенная под экраном, разделена вертикальной перегородкой, расположенной над второй по ходу пара секцией и разделяющей по ходу паровоздущной смеси вторую секцию на два пакета, причем трубы второго пакета выполнены с проходным сечением в 2-3 раза большим, чем у первого пакета. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке - 2760255, кл. F 28 В 1/06, 1979. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2818326, кл. F 28 В 1/06, 1979.

15 8