Теплообмінні апарати холодильних машин

Основне призначення теплообмінних апаратів холодильних машин  – передача теплоти від одного робочого середовища (газ, рідина) до іншого. Перехід теплоти може відбуватися через розподільну поверхню або при безпосередньому контакті робочих середовищ.

До складу обов'язкових компонентів парокомпресійних холодильних машин відносяться два теплообмінні апарати – випарник і конденсатор.

Випарники

Випарник – це теплообмінний апарат, в якому за рахунок кипіння холодильного агента теплота відводиться від об'єкта охолодження.

В торговому холодильному устаткуванні розповсюджені випарники, які охолоджують повітря, з примусовою та природньою циркуляцією повітря.

Випарники з примусовою циркуляцією повітря називаються повітроохолоджувачами. Вони на сьогодні переважають у малих та великих холодильних установках.

За конструкцією випарники поділяються на ребристотрубні, листотрубні та гладкотрубні.

Рис. 2.11 Ребристо-трубний випарник 1 – ребра; 2 – труба

В ребристотрубних повітроохолоджувачах холодильний агент кипить в оребрених трубах, абсорбуючи теплоту з повітря, яке продувається вентилятором крізь випарник.

Оребрення труб буває: пластинчасті ребра, насаджені на труби; ребра, навиті у вигляді стрічок; ребра, накатані на поверхні труб.

Листотрубні випарники для льодогенераторів виготовляють із листів нержавіючої сталі, які з'єднані за допомогою шовного зварювання. На одному із листів проштамповані канали для потоку холодильного агента.

 

Рис. 2.12 Листотрубні випарники для прилавків-вітрин (а) та льодогенератора (б)

В окремих випадках застосовують гладкотрубні випарники різноманітних розмірів, форм і конструкцій. Найбільш розповсюдженим є плоский або овальний змійовик.

Великі підвісні гладкотрубні випарники з природньою циркуляцією використовують в низькотемпературних холодильних камерах, в яких необхідно, щоб повітря рухалося з невеликою швидкістю.

За способом руху холодильного агента випарники поділяються на сухі (змійовикові) та затоплені.

В змійовиковий випарник холодильний агент подається згори та рухається донизу. При цьому способі легко здійснюється повернення масла в компресор і необхідно менше холодильного агента для заправки системи. Проте в цій конструкції коефіцієнт теплопередачі дещо менший.

В затоплених випарниках хладон подається знизу. При цьому випарник працює більш ефективно, проте повернення масла в компресор відбувається важче, і потрібно більше холодильного агента в системі.

 

 

Рис. 2.13 Гладкотрубний випарник 1 – середній змійовик; 2 – штуцер; 3 – правий змійовик; 4 – лівий змійовик

 

Незважаючи на те, що змійовикові випарники менш ефективні з точки зору теплопередачі, названі переваги, а також відносна дешевизна і простота виготовлення зумовлюють їх поширеність у малих та середніх холодильних установках.

Передача теплоти від охолоджуваного об'єму до холодильного агента у випарнику відбувається в два етапи: спочатку теплота сприймається металевими стінками випарника, а потім передається від стінок до холодильного агента.