Виды испарителей
Кроме уже описанной классификации по основному (конструктивному) признаку следует выделить некоторые функциональные признаки и типы аппаратов, выполняющие данные функции.
В зависимости от положенного в основу принципа испарители делятся на ряд групп по характеру охлаждаемого хладоносителя:
- испарители для охлаждения жидких хладоносителей;
- испарители для охлаждения воздуха;
- испарители для охлаждения твердых сред;
- испарители-конденсаторы (каскадных машин).
В настоящее время существуют испарители множества различных типов, форм, размеров и устройств, для удовлетворения потребностей многих разнообразных применений машинного охлаждения. Две наиболее крупные группы испарителей составляют испарители для охлаждения жидких и газообразных хладоносителей.
Испарители для охлаждения газа (воздуха) обычно называют воздухоохладителями и делят на группы по:
- типу контакта сред: сухие, контактные, смешанные.
- типу и наличию оребрения: гладкотрубный, плиточный или оребренный;
- организации циркуляции сред: одноходовой, многоходовой, поперечноточный или противоточный;
- организации циркуляции воздуха: с естественной конвекцией, с принудительной циркуляцией;
- уровню заполнения аппарата: змеевиковый, затопленный;
- способу оттаивания льдоинеевых отложений: электричеством, горячими парами хладагента, горячим воздухом, водой или горячим раствором соли.
Испарители для охлаждения жидкостей (технологических) имеют множество видов и типов. Их можно разделить на группы по следующим признакам.
В зависимости от условий циркуляции охлаждаемой жидкости:
- с закрытой системой циркуляции хладоносителя (кожухотрубные, кожухозмеевиковые и др.) Циркуляция в таких системах осуществляется с помощью насосов (или компрессоров, входящих в состав холодильной машины);
- с открытым уровнем охлаждаемой жидкости (вертикально-трубные, панельные). Циркуляция в таких системах осуществляется с помощью мешалок (что приводит к дополнительным затратам электроэнергии).
Работа с открытым уровнем хладоносителя требует применения насосов большей мощности (из-за наличия дополнительного гидростатического напора), а также чревата повышенной коррозией теплообменных поверхностей и бака.
По характеру заполнения аппарата рабочим веществом:
- затопленные (кожухотрубные с кипением между труб);
- незатопленные (оросительные, кожухотрубные с кипением в трубах).
По поверхности, на которой происходит кипение хладагента:
- в межтрубном пространстве;
- внутри труб или каналов.
По характеру движения хладагента:
- с естественной циркуляцией;
- с принудительной циркуляцией. Все испарители холодильных машин относятся к этому типу.
В качестве промежуточного жидкого энергоносителя в испарителях применяются растворы солей и спиртов, хладагенты, вода.
Конфигурация испарителя и условия его эксплуатации должны быть разработаны таким образом, чтобы максимизировать производительность устройства (или системы) и минимизировать возможные потери (потери давления, приток тепла и т.д.).
Наиболее перспективным считается развитие теплообменной аппаратуры (и увеличение ее эффективности) в направлениях:
- снижения заправки хладагента;
- уменьшения металлоемкости;
- уменьшения массы;
- увеличения компактности.
В наибольшей мере этим тенденциям отвечают пластинчатые и пластинчато-ребристые теплообменники.