Конденсаторы с воздушным охлаждением

⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 58Следующая ⇒

В малых машинах использовать конденсаторы с водяным охлаждением нецелесообразно, так как подвод и отвод воды увеличивает стоимость монтажных работ и усложняет обслуживание машины, а стоимость расходуемой воды удорожает эксплуатацию.

Поэтому в установках холодопроизводительностью до 10, 0 кВт применяют конденсаторы с воздушным охлаждением. Воздух подается принудительно с помощью вентиляторов или под действием гравитационных сил осуществляется его свободное конвективное движение. С помощью свободной гравитационной конвенции воздуха охлаждаются конденсаторы машин бытовых холодильников.

Конденсаторы с принудительным движением охлаждающего воздуха аналогичны один другому и максимально унифицированы. По своему устройству они представляют ряд (от 2 до 6) плоских вертикальных змеевиков-секций из медных или стальных труб с насаженными на них ребрами, которые выполняют из тонких стальных или алюминиевых листов. Коэффициент оребрения труб в этих аппаратах от 8 до 10. Внутри змеевиков сверху вниз проходит конденсирующийся холодильный агент, а снаружи их обдувают воздухом один или два вентилятора. Холодильный агент проходит по секциям параллельно. Для этого они объединены вверху и внизу коллекторами.

Примером конструкции может служить фреоновый конденсатор с воздушным охлаждением марки 2Ф-12 (рис.47). Состоит он из пяти плоских вертикальных змеевиков-секций, изготовленных из медных труб диаметром 12× 1 мм. На трубы насажены стальные ребра в виде полос толщиной 0, 5 мм в шагом 4 мм. Каждым ребром охватываются трубы всех пяти секций. Вместе с поверхностью труб общая теплопередающая поверхность ребер конденсатора составляет 9, 3 м².

Отдельные горизонтальные трубы секции образуют змеевики посредством калачей (двойных колен), согнутых из труб диаметром 10× 1 мм. Их вводят на 10, 5 мм внутрь труб и пропаивают. Концы труб секций присоединяют к коллекторам: верхних к газовому, а нижних к жидкостному. Газовый коллектор, в свою очередь, соединяют с нагнетательным вентилем компрессора, а жидкостный - с ресивером.

Рис.47. Фреоновый конденсатор с воздушным охлаждением:

1 - теплообменные трубы, 2 - ребра, 3 - паровой коллектор, 4 - кожух, 5 - диффузор вентилятора, 6 - жидкостной коллектор.

В собранном виде конденсатор подвергают лужению и окраске и заключают в кожух из листовой стали. Кожух представляет собой одновременно и каркас, при помощи которого конденсатор крепится к раме агрегата. Спереди конденсатор закрыт листом с круглым вырезом и отбортованными краями, к которым приваривается кольцо, выполняющее роль диффузора - устройства для направления потока воздуха, обдувающего теплопередающие трубы конденсатора. Внутри диффузора расположены лопасти вентилятора, который просасывает воздух через конденсатор.

Для сбора конденсата, стекающего из теплопередающих труб, конденсаторы с воздушным охлаждением снабжают ресиверами. Ресивер представляет собой горизонтально расположенный сосуд, изготовленный из стальной бесшовной трубы с приваренными к ней донышками. Ресивер снабжен штуцером и запорным угловым вентилем. С помощью штуцера он присоединяется к конденсатору; угловой вентиль соединяет его с жидкостной заборной трубой. Монтируют ресивер под чугунной рамой агрегата или непосредственно под конденсатором. В агрегате ФАК-0, 7 конденсатор расположен непосредственно на ресивере и крепится к нему с помощью болтов.

В агрегатах домашних холодильников применяют конденсаторы щитового типа с конвективным движением воздуха. Конденсатор агрегатов ДХ-2, ДХ-2М и ДХ-3 представляет собой металлический щит, к которому припаян змеевик из медной трубы диаметром 5× 1 мм и длиной 9 или 11 м в зависимости от марки агрегата. В агрегатах ДХ-ЗМ и КХ-240 используют алюминиевый конденсатор прокатно-сварного типа с внутренним каналом, образующим змеевик (о листотрубных конструкциях теплообменных аппаратов см. на с.138-139).

Расчет конденсаторов

При проектировании конденсатора расчет сводится к определению его теплопередающей поверхности и (если он с водяным охлаждением) количества расходуемой воды. Прежде всего, подсчитывают действительную тепловую нагрузку на конденсатор

где Q_к - действительная тепловая нагрузка на конденсатор, Вт;

Q_{0 брутто} - холодопроизводительность компрессора, Вт;

N_i - индикаторная мощность компрессора, Вт;

N_e - эффективная мощность компрессора, Вт;

η _м - механический к.п.д. компрессора.

В агрегатах с герметичными или бессальниковыми компрессорами тепловую нагрузку на конденсатор следует определять по формуле

где N_э - электрическая мощность на клеммах электродвигателя компрессора, Вт;

η _э - к.п.д. электродвигателя.

Теплопередающая поверхность конденсатора определяется по формуле

, (32)

где F - теплообменная поверхность конденсатора, м²;

k - коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт/(м²·°С);

∆ t_m - средняя логарифмическая разность между температурами конденсации холодильного агента и охлаждающей воды или воздуха, °С;

q_F - плотность теплового потока (количество тепла, которое может быть передано через каждый квадратный метр теплопередающей поверхности конденсатора за единицу времени), Вт/м².

Коэффициент k, как уже отмечалось (см. с.108), зависит от многих факторов, поэтому точное его определение расчетным путем представляет известные трудности. В приближенных расчетах конденсаторов пользуются значениями коэффициентов теплопередачи, полученными опытным путем. Так, для аммиачных горизонтальных кожухотрубных конденсаторов при скорости протекания в них охлаждающей воды в среднем от 0, 8 до 1, 0 м/с коэффициент k принимается равным 700-1000 Вт/(м²× º С), а для фреоновых кожухотрубных и кожухозмеевиковых при такой же скорости воды – 350-500 Вт/(м²× º С).

Для оросительных конденсаторов с промежуточным отводом жидкого холодильного агента k принимается равным 700-900 Вт/(м²× º С), а для испарительных - от 400 до 600 Вт/(м²× º С).

Для конденсаторов с воздушным охлаждением при принудительном движении воздуха рекомендуется принимать k равным 30-50 Вт/(м²× º С).

Среднюю логарифмическую разность между температурами конденсации холодильного агента и охлаждающей воды или воздуха определяют по формуле

, (33)

где t_в1 - температура воды или воздуха на входе в конденсатор, °С;

t_в2 - температура воды или воздуха на выходе из конденсатора, °С;

t - температура конденсации холодильного агента, °С.

Величина ∆ t_m принимается на основании технико-экономических расчетов. Для аммиачных конденсаторов ее берут в среднем 5-6°С, для фреоновых кожухотрубных и кожухозмеевиковых – 7-10°С и для фреоновых с воздушным охлаждением – 8-12°С.

Расчет расхода охлаждающей воды для проточных конденсаторов (кожухотрубных и кожухозмеевиковых) производят по формуле

, (34)

где V_в - расход воды, м³/с;

ρ _в - плотность воды, кг/м³;

c_в - удельная теплоемкость воды, Дж/(кг·°С).

Разность температур воды (t_в2-t_в1) в этих конденсаторах принимается в среднем 5-6°С.

Для оросительных конденсаторов с промежуточным отводом жидкого холодильного агента количество рециркуляционной воды принимают из расчета 0, 17·10^-3 до 0, 2·10^-3 м³/с (0, 6-0, 8 м³/ч) на каждый квадратный метр теплопередающей поверхности конденсатора, а расход свежей воды – 20-30% количества рециркуляционной. Если конденсатор снабжен градирней, то расход свежей воды принимают 10-12% количества рециркуляционной.

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 121314 15 16 17 Следующая ⇒