Evaporadores, unidades de evaporación, unidades de mezcla de evaporación, bloques de complejos PP-TEC autónomos. Pero nuestros problemas, por extraño que parezca, no terminan ahí.
El uso de energía "verde" suministrada por elementos naturales puede reducir significativamente los costos de los servicios públicos. Por ejemplo, al organizar la calefacción solar de una casa privada, suministrará portador de calor prácticamente gratis radiadores de baja temperatura y sistemas de calefacción por suelo radiante. De acuerdo, esto ya es ahorro.
Aprenderá todo sobre las "tecnologías verdes" de nuestro artículo. Con nuestra ayuda, puede comprender fácilmente los tipos de instalaciones solares, cómo se construyen y los detalles de funcionamiento. Seguramente te interesará una de las opciones populares que están funcionando intensamente en el mundo, pero que aún no es muy popular entre nosotros.
En la revisión presentada a su atención, las características de diseño de los sistemas se desmontan, los diagramas de conexión se describen en detalle. Se da un ejemplo del cálculo de un circuito de calefacción solar para evaluar las realidades de su construcción. Se adjuntan colecciones de fotos y videos para ayudar a los maestros independientes.
En promedio, 1 m 2 de la superficie terrestre recibe 161 W energía solar a la una. Por supuesto, en el ecuador esta cifra será muchas veces mayor que en el Ártico. Además, la densidad de la radiación solar depende de la época del año.
En la región de Moscú, la intensidad de la radiación solar en diciembre-enero difiere de mayo-julio en más de cinco veces. Sin embargo sistemas modernos tan eficientes que pueden funcionar en casi cualquier lugar del mundo.
MEL Group of Companies es un proveedor mayorista de sistemas de aire acondicionado de Mitsubishi Heavy Industries.
www.sitio Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Debe tener JavaScript habilitado para ver.
Las unidades compresoras-condensadoras (CCU) para refrigeración y ventilación son cada vez más comunes en el diseño de sistemas centrales de refrigeración para edificios. Sus ventajas son obvias:
En primer lugar, este es el precio de un kW de frío. En comparación con los sistemas de refrigeración, la refrigeración del aire de suministro con KKB no contiene un refrigerante intermedio, es decir, agua o soluciones anticongelantes, por lo que es más barato.
En segundo lugar, la conveniencia de la regulación. Una unidad de compresor y condensador funciona para una unidad de tratamiento de aire, por lo que la lógica de control es la misma y se implementa utilizando controladores de control de unidad de tratamiento de aire estándar.
En tercer lugar, la facilidad de instalación de KKB para enfriar el sistema de ventilación. No se necesitan conductos de aire adicionales, ventiladores, etc. Solo el intercambiador de calor del evaporador está incorporado y eso es todo. A menudo, ni siquiera se requiere un aislamiento adicional de los conductos de aire de suministro.
Arroz. 1. KKB LENNOX y el esquema de su conexión a la unidad de suministro.
En el contexto de ventajas tan notables, en la práctica nos enfrentamos a muchos ejemplos de sistemas de ventilación de aire acondicionado en los que KKB no funciona en absoluto o falla muy rápidamente durante la operación. Un análisis de estos hechos muestra que, a menudo, la razón es la selección incorrecta del KKB y el evaporador para enfriar el aire de suministro. Por lo tanto, consideraremos el método estándar para seleccionar unidades de compresor y condensador e intentaremos mostrar los errores que se cometen en este caso.
Método INCORRECTO, pero el más común, para seleccionar un KKB y un evaporador para unidades de tratamiento de aire de flujo directo
- Como dato inicial, necesitamos saber el caudal de aire unidad de tratamiento de aire. Pongamos por ejemplo 4500 m3/hora.
- Unidad de suministro de flujo directo, es decir sin recirculación, funciona 100% con aire exterior.
- Definamos el área de construcción, por ejemplo, Moscú. Parámetros estimados de aire exterior para Moscú + 28C y 45% de humedad. Estos parámetros se toman como parámetros iniciales del aire en la entrada al evaporador del sistema de suministro. A veces, los parámetros del aire se toman "con un margen" y se establecen + 30C o incluso + 32C.
- Establezcamos los parámetros de aire requeridos en la salida del sistema de suministro, es decir. a la entrada de la habitación. A menudo, estos parámetros se establecen entre 5 y 10 °C por debajo de la temperatura del aire de suministro requerida en la habitación. Por ejemplo, + 15C o incluso + 10C. Nos centraremos en el valor medio de +13C.
- Procedente de identificación diagramas (Fig. 2) construimos el proceso de enfriamiento de aire en el sistema de enfriamiento de ventilación. Determinar la cantidad de frío necesaria condiciones dadas. En nuestra versión, el consumo de refrigeración requerido es de 33,4 kW.
- Seleccionamos KKB según el consumo de frío requerido de 33,4 kW. Existe el modelo grande más cercano y el modelo más pequeño más cercano en la línea KKB. Por ejemplo, para el fabricante LENNOX, estos son los modelos: TSA090/380-3 para 28 kW de frío y TSA120/380-3 para 35,3 kW de frío.
Aceptamos un modelo con un margen de 35,3 kW, es decir. TSA120/380-3.
Y ahora le diremos lo que sucederá en la instalación, con la operación conjunta de la unidad de tratamiento de aire y el KKB seleccionados por nosotros de acuerdo con el método descrito anteriormente.
El primer problema es el rendimiento sobreestimado del KKB.
El acondicionador de aire de ventilación se selecciona para los parámetros del aire exterior + 28C y 45% de humedad. Pero el cliente planea operarlo no solo cuando hace +28C afuera, a menudo ya hace calor en las habitaciones debido a los excedentes de calor internos a partir de +15C afuera. Por lo tanto, el controlador establece la temperatura del aire de suministro en el mejor de los +20 °C y, en el peor, incluso más bajo. El KKB proporciona una capacidad del 100 % o del 0 % (con raras excepciones de regulación uniforme cuando se utilizan unidades VRF exteriores en forma de KKB). KKB no reduce su rendimiento cuando la temperatura del aire exterior (admisión) disminuye (de hecho, incluso aumenta ligeramente debido al mayor subenfriamiento en el condensador). Por lo tanto, cuando la temperatura del aire en la entrada del evaporador disminuye, el KKB tenderá a producir una temperatura del aire más baja en la salida del evaporador. Con nuestros datos de cálculo, la temperatura del aire de salida es +3C. Pero esto no puede ser, porque el punto de ebullición del freón en el evaporador es +5C.
En consecuencia, bajar la temperatura del aire en la entrada del evaporador a +22 °C o menos, en nuestro caso, conduce a una sobreestimación del rendimiento del KKB. Además, el freón no hierve en el evaporador, el refrigerante líquido regresa a la succión del compresor y, como resultado, el compresor falla debido a daños mecánicos.
Pero nuestros problemas, por extraño que parezca, no terminan ahí.
El segundo problema es el EVAPORADOR INFERIOR.
Echemos un vistazo más de cerca a la selección de un evaporador. Al seleccionar una unidad de suministro, se establecen parámetros específicos de la operación del evaporador. En nuestro caso, esta es la temperatura del aire en la entrada + 28C y humedad 45% y en la salida + 13C. ¿Significa? el evaporador se selecciona EXACTAMENTE en estos parámetros. Pero, ¿qué sucederá cuando la temperatura del aire en la entrada del evaporador sea, por ejemplo, no de +28 °C, sino de +25 °C? La respuesta es bastante simple si observa la fórmula de transferencia de calor de cualquier superficie: Q=k*F*(Tv-Tf). k*F: el coeficiente de transferencia de calor y el área de intercambio de calor no cambiarán, estos valores son constantes. Tf - el punto de ebullición del freón no cambiará, porque también se mantiene a +5C constante (durante el funcionamiento normal). Pero Tv: la temperatura promedio del aire ha disminuido en tres grados. En consecuencia, la cantidad de calor transferido también disminuirá en proporción a la diferencia de temperatura. Pero KKB "no lo sabe" y continúa brindando el 100% de rendimiento requerido. El freón líquido vuelve a la succión del compresor y provoca los problemas descritos anteriormente. Aquellas. La temperatura de diseño del evaporador es la temperatura MÍNIMA de funcionamiento de la CCU.
Aquí puede objetar: "Pero, ¿qué pasa con el trabajo de los sistemas divididos de encendido y apagado?" la temperatura calculada en los splits es de +27C en la habitación, pero en realidad pueden funcionar hasta los +18C. El hecho es que en los sistemas divididos, la superficie del evaporador se selecciona con un margen muy grande, al menos el 30%, solo para compensar la disminución de la transferencia de calor cuando baja la temperatura en la habitación o la velocidad del ventilador de la unidad interior disminuye. Y finalmente,
El tercer problema es la selección de KKB "Con reserva" ...
El margen de rendimiento en la selección de KKB es extremadamente dañino, porque. la reserva es freón líquido en la succión del compresor. Y en la final tenemos un compresor atascado. En general, la capacidad máxima del evaporador siempre debe ser mayor que la capacidad del compresor.
Intentaremos responder a la pregunta: ¿cómo es CORRECTO seleccionar un KKB para sistemas de suministro?
Primero, es necesario comprender que la fuente de frío en forma de unidad condensadora no puede ser la única en el edificio. El acondicionamiento del sistema de ventilación solo puede eliminar parte de la carga máxima que ingresa a la habitación con aire de ventilación. Y mantener una cierta temperatura dentro de la habitación en cualquier caso recae en los cerradores locales ( unidades interiores unidades VRF o fancoil). Por tanto, el KKB no debe mantener una determinada temperatura al enfriar la ventilación (esto es imposible debido a la regulación on-off), sino reducir el aporte de calor al local cuando se supera una determinada temperatura exterior.
Un ejemplo de un sistema de ventilación con aire acondicionado:
Datos iniciales: la ciudad de Moscú con parámetros de diseño para aire acondicionado +28C y 45% de humedad. Consumo de aire de impulsión 4500 m3/hora. Los excedentes de calor de la habitación procedentes de ordenadores, personas, radiación solar, etc. son de 50 kw. Temperatura ambiente estimada +22C.
La potencia del aire acondicionado debe seleccionarse de forma que sea suficiente en las peores condiciones (temperaturas máximas). Pero también los aires acondicionados de ventilación deberían funcionar sin problemas incluso con algunas opciones intermedias. Además, la mayoría de las veces, los sistemas de aire acondicionado de ventilación funcionan solo con una carga del 60-80%.
- Configure la temperatura exterior calculada y la temperatura interior calculada. Aquellas. La tarea principal del KKB es enfriar el aire de suministro a temperatura ambiente. Cuando la temperatura del aire exterior es menor que la temperatura del aire interior requerida, el KKB NO SE ENCIENDE. Para Moscú, de +28C a la temperatura ambiente requerida de +22C, obtenemos una diferencia de temperatura de 6C. En principio, la diferencia de temperatura en el evaporador no debe exceder los 10 °C, ya que la temperatura del aire de suministro no puede ser inferior al punto de ebullición del freón.
- Determinamos el rendimiento requerido del KKB en función de las condiciones para enfriar el aire de suministro desde la temperatura de diseño de +28C a +22C. Resultó 13,3 kW de frío (diagrama i-d).
- De acuerdo con el rendimiento requerido, seleccionamos 13.3 KKB de la línea del popular fabricante LENNOX. Seleccionamos el KKB MÁS PEQUEÑO más cercano TSA036/380-3s con una productividad de 12,2 kW.
- Seleccionamos el evaporador de suministro de los peores parámetros para ello. Esta es la temperatura exterior igual a la temperatura interior requerida, en nuestro caso + 22C. El rendimiento en frío del evaporador es igual al rendimiento del KKB, es decir 12,2 kilovatios. Más un margen de rendimiento del 10-20 % en caso de contaminación del evaporador, etc.
- Determinamos la temperatura del aire de suministro a una temperatura exterior de + 22C. obtenemos 15C. Por encima del punto de ebullición del freón + 5C y por encima de la temperatura del punto de rocío + 10C, entonces se puede omitir el aislamiento de los conductos de aire de suministro (teóricamente).
- Determinamos los excedentes de calor restantes de las instalaciones. Resulta 50 kW de excedentes de calor interno más una pequeña parte del aire de suministro 13.3-12.2 = 1.1 kW. Total 51,1 kW - capacidad de diseño para sistemas de control local.
Recomendaciones: la idea principal sobre la que me gustaría llamar la atención es la necesidad de calcular la unidad de compresor y condensador no en temperatura máxima aire exterior y al mínimo en el rango de operación del acondicionador de aire de ventilación. El cálculo del KKB y del evaporador, realizado para la temperatura máxima del aire de suministro, lleva al hecho de que el funcionamiento normal solo estará en el rango de temperaturas exteriores a partir de la calculada y superior. Y si la temperatura exterior es inferior a la calculada, habrá ebullición incompleta del freón en el evaporador y retorno del refrigerante líquido a la succión del compresor.
En el caso de que el consumo de la fase de vapor gas licuado excede la tasa de evaporación natural en el tanque, es necesario usar evaporadores que, debido al calentamiento eléctrico, aceleran el proceso de vaporización de la fase líquida en vapor y garantizan el suministro de gas al consumidor en el volumen calculado.
El propósito del evaporador de GLP es la conversión de la fase líquida de los gases de hidrocarburos licuados (LHG) en una fase de vapor, lo que ocurre mediante el uso de evaporadores calentados eléctricamente. Las unidades de evaporación pueden equiparse con uno, dos, tres o más evaporadores eléctricos.
La instalación de evaporadores permite el funcionamiento tanto de un evaporador como de varios en paralelo. Por lo tanto, la capacidad de la planta puede variar según el número de evaporadores que funcionen simultáneamente.
El principio de funcionamiento de la planta de evaporación:
Cuando se enciende el evaporador, la automatización calienta el evaporador a 55C. La electroválvula de entrada de la fase líquida al evaporador permanecerá cerrada hasta que la temperatura alcance estos parámetros. El sensor de control de nivel en el corte (si hay un indicador de nivel en el corte) controla el nivel y, en caso de desbordamiento, cierra la válvula en la entrada.
El evaporador comienza a calentarse. Cuando se alcancen los 55°C, la válvula solenoide de entrada se abrirá. El gas licuado ingresa al registro de la tubería calentada y se evapora. Durante este tiempo, el evaporador sigue calentándose y, cuando la temperatura central alcanza los 70-75 °C, el serpentín de calefacción se apaga.
El proceso de evaporación continúa. El núcleo del evaporador se enfría gradualmente y cuando la temperatura desciende a 65 °C, el serpentín de calentamiento se enciende nuevamente. El ciclo se repite.
Conjunto completo de planta evaporativa:
La planta de evaporación se puede equipar con uno o dos grupos de control para duplicar el sistema de reducción, así como la línea de derivación de la fase de vapor, desviando la planta de evaporación para utilizar la fase de vapor de la evaporación natural en los depósitos de gas.
Los reguladores de presión se utilizan para establecer una presión predeterminada en la salida de la planta de evaporación al consumidor.
- 1ª etapa - regulación de media presión (de 16 a 1,5 bar).
- 2ª etapa - ajuste baja presión desde 1,5 bar hasta la presión requerida cuando se alimenta al consumidor (por ejemplo, a una caldera de gas o una central eléctrica de pistón de gas).
Ventajas de las plantas de evaporación PP-TEC "Innovative Fluessiggas Technik" (Alemania)
1. Estructura compacta, peso ligero;
2. Rentabilidad y seguridad de operación;
3. Grande energía térmica;
4. Larga vida útil;
5. Rendimiento estable bajo temperaturas bajas;
6. Sistema duplicado para monitorear la salida de la fase líquida del evaporador (mecánico y electrónico);
7. Protección anticongelante de filtro y electroválvula (solo PP-TEC)
El paquete incluye:
Termostato de control de temperatura de gas doble,
- sensores de nivel de líquido,
- electroválvulas en la entrada de la fase líquida
- un juego de herrajes de seguridad,
- termómetros,
- válvulas de bola para vaciado y desaireación,
- cortador de fase líquida de gas incorporado,
- accesorios de entrada / salida,
- cajas de terminales para la conexión de la fuente de alimentación,
- tablero de control eléctrico.
Ventajas de los evaporadores PP-TEC
Al diseñar una planta evaporativa, siempre hay tres cosas a considerar:
1. Garantizar el rendimiento especificado,
2. Cree la protección necesaria contra la hipotermia y el sobrecalentamiento del núcleo del evaporador.
3. Calcule correctamente la geometría de la ubicación del refrigerante al conductor de gas en el evaporador
El rendimiento del evaporador depende no solo de la cantidad de voltaje consumido de la red eléctrica. Un factor importante es la geometría de la ubicación.
La colocación adecuada proporciona uso efectivo espejos de transferencia de calor y, como resultado, un aumento en la eficiencia del evaporador.
En los evaporadores "PP-TEC "Innovative Fluessiggas Technik" (Alemania), mediante cálculos correctos, los ingenieros de la empresa han logrado un aumento de este coeficiente hasta en un 98%.
Las instalaciones evaporativas de la empresa “PP-TEC “Innovative Fluessiggas Technik” (Alemania) pierden solo un dos por ciento de calor. El resto se utiliza para vaporizar el gas.
Casi todos los fabricantes europeos y estadounidenses de equipos de evaporación interpretan de manera completamente errónea el concepto de "protección redundante" (una condición para la implementación de la duplicación de las funciones de protección contra sobrecalentamiento e hipotermia).
El concepto de "protección redundante" implica la implementación de la "red de seguridad" de unidades y bloques de trabajo individuales o de todo el equipo, mediante el uso de elementos duplicados de diferentes fabricantes y con diferentes principios de funcionamiento. Solo en este caso es posible minimizar la posibilidad de falla del equipo.
Muchos fabricantes están intentando implementar esta función (con protección contra la hipotermia y la entrada de la fracción líquida de GLP al consumidor) instalando dos válvulas de solenoide conectadas en serie del mismo fabricante en la línea de suministro de entrada. O use dos sensores de temperatura conectados en serie para encender/abrir las válvulas.
Imagina la situación. Una válvula solenoide se quedó abierta. ¿Cómo se puede saber si una válvula ha fallado? ¡DE NINGÚN MODO! La unidad continuará funcionando, perdiendo la oportunidad de garantizar la seguridad de funcionamiento en caso de hipotermia a tiempo en caso de falla de la segunda válvula.
En los evaporadores PP-TEC, esta función se ha implementado de una forma completamente diferente.
En las plantas de evaporación, la empresa “PP-TEC “Innovative Fluessiggas Technik” (Alemania) utiliza el algoritmo de trabajo acumulativo tres elementos protección contra la hipotermia:
1. Dispositivo electrónico
2. Válvula magnética
3. Válvula de cierre mecánica en el cierre rápido.
Los tres elementos tienen un principio de funcionamiento completamente diferente, lo que permite hablar con confianza sobre la imposibilidad de una situación en la que el gas no evaporado en forma líquida ingrese a la tubería del consumidor.
En las unidades evaporativas de la empresa “PP-TEC “Innovative Fluessiggas Technik” (Alemania), se implementó lo mismo al implementar la protección del evaporador contra sobrecalentamiento. Los elementos involucran tanto la electrónica como la mecánica.
PP-TEC "Innovative Fluessiggas Technik" (Alemania) implementó por primera vez en el mundo la función de integrar un cortador de líquido en la cavidad del evaporador mismo con la posibilidad de calentamiento constante del cortador.
Ningún fabricante de tecnología evaporativa utiliza esta función patentada. Utilizando un dispositivo de corte calentado, las unidades evaporativas PP-TEC “Innovative Fluessiggas Technik” (Alemania) pudieron evaporar los componentes pesados del GLP.
Muchos fabricantes, copiándose entre sí, instalan un corte en la salida frente a los reguladores. Los mercaptanos, azufres y gases pesados contenidos en el gas, que tienen una densidad muy alta, ingresan a la tubería fría, se condensan y depositan en las paredes de las tuberías, cortes y reguladores, lo que reduce significativamente la vida útil de los equipos. .
En los evaporadores de PP-TEC "Innovative Fluessiggas Technik" (Alemania), los precipitados pesados en estado fundido se mantienen en el cortador hasta que son eliminados a través de la válvula de bola de descarga en la planta de evaporadores.
Al eliminar los mercaptanos, PP-TEC "Innovative Fluessiggas Technik" (Alemania) pudo aumentar significativamente la vida útil de las plantas y los grupos reguladores. Esto significa cuidar los costos de operación que no requieren el reemplazo constante de las membranas del regulador, o su reemplazo completo y costoso, lo que genera tiempos de inactividad de la planta de evaporación.
Y la función implementada de calentar la electroválvula y el filtro a la entrada de la planta evaporadora no permite que se acumule agua en ellos y, al congelarse en las electroválvulas, se inhabiliten cuando se disparen. O limitar la entrada de la fase líquida en la planta de evaporación.
Plantas de evaporación empresa alemana“PP-TEC “Innovative Fluessiggas Technik” (Alemania) es una operación confiable y estable durante muchos años de funcionamiento.
Evaporadores
En el evaporador, el refrigerante líquido hierve y se convierte en vapor, eliminando el calor del medio enfriado.
Los evaporadores se dividen en:
por tipo de medio enfriado: para enfriar medios gaseosos (aire u otras mezclas de gases), para enfriar portadores de calor líquidos (refrigerantes), para enfriar cuerpos sólidos (productos, sustancias tecnológicas), evaporadores-condensadores (en cascada máquinas de refrigeración Vaya);
dependiendo de las condiciones de movimiento del medio enfriado - con circulación natural del medio enfriado, con circulación forzada del medio enfriado, para enfriar medios estacionarios (enfriamiento por contacto o congelación de productos);
según el método de llenado: tipos inundados y no inundados;
según el método de organización del movimiento del refrigerante en el aparato - con circulación natural del refrigerante (circulación del refrigerante bajo la acción de una diferencia de presión); con circulación forzada de refrigerante (con bomba de circulación);
dependiendo del método de organización de la circulación del líquido enfriado, con un sistema cerrado del líquido enfriado (carcasa y tubo, carcasa y bobina), con un sistema abierto del líquido enfriado (panel).
La mayoría de las veces, el medio de enfriamiento es el aire, un refrigerante universal que siempre está disponible. Los evaporadores difieren en el tipo de canales en los que fluye y hierve el refrigerante, el perfil de la superficie de intercambio de calor y la organización del movimiento del aire.
Tipos de evaporadores
Los evaporadores de láminas tubulares se utilizan en refrigeradores domésticos. Realizado en dos hojas con canales estampados. Una vez alineados los canales, las láminas se unen mediante soldadura por rodillos. Al evaporador ensamblado se le puede dar la apariencia de una estructura en forma de U o de O (en forma de cámara de baja temperatura). El coeficiente de transferencia de calor de los evaporadores de láminas y tubos es de 4 a 8 V / (m-cuadrado * K) a una diferencia de temperatura de 10 K.
a, b - en forma de O; c - panel (estante-evaporador)
Los evaporadores de tubo liso son bobinas de tuberías que se unen a los bastidores con soportes o soldadura. Para facilitar la instalación, los evaporadores de tubo liso se fabrican en forma de baterías montadas en la pared. Una batería de este tipo (baterías evaporativas de tubo liso montadas en la pared de los tipos BN y BNI) se utiliza en los barcos para equipar las cámaras de almacenamiento de alimentos. Para enfriar las cámaras provisionales se utilizan baterías de pared de tubo liso diseñadas por VNIIkholodmash (ON26-03).
Los evaporadores de tubo con aletas son los más utilizados en equipos de refrigeración comercial. Los evaporadores están hechos de tubos de cobre con un diámetro de 12, 16, 18 y 20 mm con un espesor de pared de 1 mm o cinta de latón L62-T-0.4 con un espesor de 0,4 mm. Para proteger la superficie de las tuberías de la corrosión por contacto, se recubren con una capa de zinc o cromo.
Para equipar máquinas frigoríficas con una capacidad de 3,5 a 10,5 kW, se utilizan evaporadores IRSN (evaporador de tubo con aletas montado en pared seca). Los evaporadores están hechos de tubo de cobre con un diámetro de 18 x 1 mm, aleteo: de una cinta de latón de 0,4 mm de espesor con un paso de costilla de 12,5 mm.
Un evaporador de tubo con aletas equipado con un ventilador para circulación forzada de aire se denomina enfriador de aire. El coeficiente de transferencia de calor de un intercambiador de calor de este tipo es mayor que el de un evaporador con aletas y, por lo tanto, las dimensiones y el peso del aparato son menores.
mal funcionamiento del evaporador técnica de transferencia de calor
Los evaporadores de carcasa y tubos son evaporadores con circulación cerrada del líquido enfriado (medio de transferencia de calor o medio de proceso líquido). El líquido a enfriar fluye a través del evaporador bajo la presión generada por la bomba de circulación.
En los evaporadores inundados de carcasa y tubos, el refrigerante hierve en la superficie exterior de los tubos y el líquido a enfriar fluye dentro de los tubos. sistema cerrado La circulación le permite reducir el sistema de enfriamiento debido a la reducción del contacto con el aire.
Para enfriar el agua, a menudo se utilizan evaporadores de carcasa y tubos con el refrigerante hirviendo dentro de los tubos. La superficie de intercambio de calor está hecha en forma de tuberías con aletas internas y el refrigerante hierve dentro de las tuberías y el líquido enfriado fluye en el espacio anular.
Funcionamiento de los evaporadores
· Durante el funcionamiento de los evaporadores, es necesario cumplir con los requisitos de las instrucciones del fabricante, este Reglamento y las instrucciones de producción.
· Cuando la presión en las líneas de descarga de los evaporadores sea superior a la prevista por el proyecto, los motores eléctricos y termotransmisores de los evaporadores deberán apagarse automáticamente.
No se permite que los evaporadores funcionen con ventilación defectuosa o desconectada, con instrumentación defectuosa o ausente, si hay una concentración de gas en la sala que exceda el 20% del valor mínimo. límite de concentración propagación de la llama.
· La información sobre el modo de operación, la cantidad de horas trabajadas por los compresores, bombas y evaporadores, así como las fallas en la operación deben reflejarse en el registro de operación.
· La conclusión de los evaporadores del modo de funcionamiento a la reserva debe realizarse de acuerdo con las instrucciones de producción.
Después de apagar el evaporador válvulas de cierre en las líneas de succión y descarga deben estar cerrados.
La temperatura del aire en los compartimientos del evaporador en tiempo de trabajo debe ser de al menos 10 °C. Cuando la temperatura del aire es inferior a 10 °C, es necesario drenar el agua del suministro de agua, así como del sistema de refrigeración de los compresores y del sistema de calefacción de los evaporadores.
· En los compartimientos del evaporador debe haber esquemas tecnológicos equipos, tuberías e instrumentación, instrucciones de operación de la planta y registros de operación.
· Mantenimiento evaporadores es realizada por personal operativo bajo la guía de un especialista.
· Mantenimiento Los equipos evaporativos incluyen operaciones de mantenimiento e inspección, desmontaje parcial de equipos con reparación y sustitución de piezas y piezas de desgaste.
Durante el funcionamiento de los evaporadores, los requisitos para operación segura recipientes a presión.
· El mantenimiento y reparación de los evaporadores deberá realizarse en el alcance y términos especificados en el pasaporte del fabricante.El mantenimiento y reparación de gasoductos, griferías, dispositivos automáticos de seguridad e instrumentación de los evaporadores deberá realizarse dentro de los plazos establecidos para estos equipos.
No se permite el funcionamiento de los evaporadores en los siguientes casos:
1) aumentar o disminuir la presión de las fases líquida y vapor por encima o por debajo de las normas establecidas ;
2) mal funcionamiento válvulas de seguridad, equipos de instrumentación y automatización;
3) falta de verificación de la instrumentación;
4) falla de los sujetadores;
5) detección de fugas de gas o sudoración en soldaduras, uniones atornilladas, así como violaciones de la integridad de la estructura del evaporador;
6) entrada de la fase líquida en la tubería de gas de la fase de vapor;
7) detener el suministro de refrigerante al evaporador.
Reparación de evaporadores
Evaporador demasiado débil . Generalización de los síntomas.
En este apartado definiremos el fallo "evaporador demasiado débil" como cualquier fallo que provoca una reducción anormal de la capacidad frigorífica por culpa del propio evaporador.
Algoritmo de diagnóstico
La falla de "evaporador demasiado débil", y la caída de presión de evaporación anormal resultante, es la más fácil de detectar, ya que es la única falla en la que se produce un sobrecalentamiento normal o ligeramente reducido simultáneamente con una caída de presión de evaporación anormal.
Aspectos prácticos
Tuberías sucias y aletas de intercambio de calor del evaporador
El peligro de este defecto se presenta principalmente en plantas que están mal mantenidas. Un ejemplo típico de una instalación de este tipo es un acondicionador de aire que no tiene un filtro de aire en la entrada del evaporador.
Al limpiar el evaporador, a veces es suficiente soplar las aletas con un chorro aire comprimido o nitrógeno en la dirección opuesta al movimiento del aire durante el funcionamiento de la unidad, pero para hacer frente por completo a la suciedad, a menudo es necesario utilizar una limpieza especial y detergentes. En algunos casos particularmente severos, puede incluso ser necesario reemplazar el evaporador.
Filtro de aire sucio
En los acondicionadores de aire, el ensuciamiento de los filtros de aire instalados en la entrada del evaporador provoca un aumento en la resistencia del flujo de aire y, como resultado, una caída en el flujo de aire a través del evaporador, lo que provoca un aumento en la diferencia de temperatura. Luego, el reparador debe limpiar o cambiar los filtros de aire (por filtros de calidad similar), sin olvidar garantizar el libre acceso al aire exterior al instalar filtros nuevos.
Parece útil recordar que los filtros de aire deben estar en perfectas condiciones. Especialmente en la salida frente al evaporador. No se debe permitir que el medio filtrante se rompa o pierda espesor durante los lavados repetidos.
Si el filtro de aire está en malas condiciones o no es adecuado para el evaporador, las partículas de polvo no se captarán bien y provocarán el ensuciamiento de los tubos y aletas del evaporador con el tiempo.
La correa del ventilador del evaporador se desliza o se rompe
Si la(s) correa(s) del ventilador se deslizan, la velocidad del ventilador disminuye, lo que da como resultado una reducción en el flujo de aire del evaporador y un aumento en la caída de la temperatura del aire (en el límite, si la correa está rota, no hay flujo de aire en absoluto).
Antes de tensar la correa, el reparador debe verificar el desgaste y reemplazarla si es necesario. Por supuesto, el reparador también debe comprobar la alineación de las correas e inspeccionar minuciosamente la transmisión (limpieza, juegos mecánicos, grasa, tensión), así como el estado del motor de transmisión con el mismo cuidado que el propio ventilador. Cada reparador, por supuesto, no puede tener todos los modelos existentes de correas de transmisión en stock en su automóvil, por lo que primero debe consultar con el cliente y seleccionar el kit correcto.
Polea mal ajustada con ancho de rampa variable
La mayoría de los acondicionadores de aire modernos están equipados con motores de accionamiento de ventilador, en cuyo eje se instala una polea de diámetro variable (ancho de conducto variable).
Al final del ajuste, es necesario fijar la carrillera móvil en la parte roscada del cubo con un tornillo de bloqueo, mientras que el tornillo debe apretarse lo más fuerte posible, asegurándose cuidadosamente de que la pata del tornillo descanse contra un plano especial. en la parte roscada del cubo y evita daños en la rosca. De lo contrario, si el tornillo de bloqueo aplasta la rosca, será difícil e incluso imposible ajustar más la profundidad del canalón. Después de ajustar la polea, en cualquier caso, controlar la corriente consumida por el motor eléctrico (ver descripción de la siguiente avería).
Alta pérdida de presión en la ruta de aire del evaporador
si un la polea de diámetro variable está ajustada a la velocidad máxima del ventilador y el flujo de aire sigue siendo insuficiente, lo que significa que las pérdidas en el recorrido del aire son demasiado altas en relación con la velocidad máxima del ventilador.
Después de asegurarse de que no hay otros problemas (un amortiguador o una válvula están cerrados, por ejemplo), se debe considerar conveniente reemplazar la polea de tal manera que aumente la velocidad del ventilador. Desafortunadamente, aumentar la velocidad del ventilador requiere no solo el reemplazo de la polea, sino que también conlleva otras consecuencias.
El ventilador del evaporador gira en sentido contrario
El riesgo de un mal funcionamiento de este tipo siempre existe durante la puesta en marcha. nueva instalación cuando el ventilador del evaporador está equipado con un motor de accionamiento trifásico (en este caso, es suficiente intercambiar dos fases para restablecer el correcto sentido de rotación).
El motor del ventilador, alimentado por una red eléctrica de 60 Hz, está conectado a una red eléctrica de 50 Hz
Este problema, afortunadamente bastante raro, puede afectar principalmente a los motores fabricados en los EE. UU. y destinados a la conexión a una red de CA de 60 Hz. Tenga en cuenta que algunos motores fabricados en Europa y destinados a la exportación también pueden requerir una frecuencia de alimentación de 60 Hz. Puede comprender rápidamente la causa de este mal funcionamiento de manera bastante simple para que el reparador lo lea especificaciones motor en una placa especial adherida a él.
Contaminación de un gran número de aletas del evaporador
Si muchas aletas del evaporador están cubiertas de suciedad, la resistencia al movimiento del aire a través de ellas aumentado, lo que conduce a una disminución en el flujo de aire a través del evaporador y un aumento en la caída de la temperatura del aire.
Y luego, el reparador no tendrá más remedio que limpiar a fondo las partes contaminadas de las aletas del evaporador en ambos lados con un peine especial con un paso de dientes que coincida exactamente con la distancia entre las aletas.
Mantenimiento del evaporador
Consiste en proporcionar la eliminación de calor de la superficie de transferencia de calor. Para ello, se regula el suministro de refrigerante líquido a los evaporadores y enfriadores de aire para crear el nivel requerido en sistemas inundados o en la cantidad necesaria para asegurar un sobrecalentamiento óptimo del vapor de escape en sistemas no inundados.
La seguridad de funcionamiento de los sistemas evaporativos depende en gran medida de la regulación del suministro de refrigerante y del orden en que se encienden y apagan los evaporadores. El suministro de refrigerante se regula de tal manera que se evite la entrada de vapor por los lados. presión alta. Esto se logra mediante operaciones de control suaves, manteniendo el nivel requerido en el receptor lineal. Al conectar evaporadores desconectados a un sistema en funcionamiento, es necesario evitar el funcionamiento húmedo del compresor, que puede ocurrir debido a la liberación de vapor del evaporador calentado junto con gotas de refrigerante líquido durante su ebullición repentina después de un descuido o mal concebido. apertura de las válvulas de cierre.
El orden de conexión del evaporador, independientemente de la duración de la parada, debe ser siempre el siguiente. Detenga el suministro de refrigerante al evaporador en funcionamiento. Cierre la válvula de succión del compresor y abra gradualmente la válvula de cierre del evaporador. Después de eso, la válvula de succión del compresor también se abre gradualmente. Luego regule el flujo de refrigerante a los evaporadores.
Para garantizar un proceso de transferencia de calor eficiente en los evaporadores de unidades de refrigeración con sistemas de salmuera, asegúrese de que toda la superficie de transferencia de calor esté sumergida en la salmuera. En los evaporadores de tipo abierto, el nivel de salmuera debe estar entre 100 y 150 mm por encima de la sección del evaporador. Durante el funcionamiento de los evaporadores de carcasa y tubos, se supervisa la liberación oportuna de aire a través de las válvulas de aire.
Al dar servicio a los sistemas de evaporación, controlan la puntualidad de la descongelación (descongelación) de la capa de escarcha en las baterías y los enfriadores de aire, verifican si la tubería de drenaje de agua derretida está congelada, controlan el funcionamiento de los ventiladores, la densidad de cierre de escotillas y puertas para evitar pérdidas. de aire enfriado.
Durante la descongelación, se controla la uniformidad del suministro de vapores de calentamiento, lo que evita el calentamiento desigual de las partes individuales del aparato y no supera la tasa de calentamiento de 30 CCH.
El suministro de refrigerante líquido a los enfriadores de aire en instalaciones sin bomba está controlado por el nivel en el enfriador de aire.
En instalaciones con circuito de bombas, la uniformidad del flujo de refrigerante a todos los enfriadores de aire se regula en función de la tasa de congelación.
Bibliografía
Instalación, operación y reparación. Equipo de refrigeración. Libro de texto (Ignatiev V.G., Samoilov A.I.)
Uno de los elementos más importantes para una máquina de compresión de vapor es. Realiza el proceso principal del ciclo de refrigeración: selección del medio enfriado. Otros elementos circuito de refrigeración, como un condensador, dispositivo de expansión, compresor, etc., solo aseguran el funcionamiento confiable del evaporador, por lo que es la elección de este último a la que se debe prestar la debida atención.
De esto se deduce que, al seleccionar equipos para una unidad de refrigeración, es necesario comenzar con el evaporador. Muchos reparadores novatos a menudo admiten error tipico e iniciar el montaje de la instalación con el compresor.
En la fig. 1 muestra un diagrama de la máquina de refrigeración por compresión de vapor más común. Su ciclo, dado en coordenadas: presión R y i. En la fig. 1b puntos 1-7 del ciclo frigorífico, es un indicador del estado del refrigerante (presión, temperatura, volumen específico) y coincide con el de la Fig. 1a (funciones de parámetros de estado).
Arroz. 1 - Esquema y en las coordenadas de una máquina convencional de compresión de vapor: ru dispositivo de expansión, Рk- presión de condensación, Ro- presión de ebullición.
Imagen gráfica fig. 1b muestra el estado y las funciones del refrigerante, que varían con la presión y la entalpía. Segmento de línea AB en la curva de la Fig. 1b caracteriza el refrigerante en estado de vapor saturado. Su temperatura corresponde al punto de ebullición inicial. La proporción de vapor refrigerante es del 100% y el sobrecalentamiento es cercano a cero. A la derecha de la curva AB el refrigerante tiene un estado (la temperatura del refrigerante es mayor que el punto de ebullición).
Punto EN es fundamental para este refrigerante, ya que corresponde a la temperatura a la cual la sustancia no puede pasar al estado líquido, por alta que sea la presión. En el segmento BC, el refrigerante tiene un estado de líquido saturado y en el lado izquierdo tiene un estado de líquido sobreenfriado (la temperatura del refrigerante es menor que el punto de ebullición).
dentro de la curva A B C el refrigerante se encuentra en estado de mezcla vapor-líquido (la proporción de vapor por unidad de volumen es variable). El proceso que ocurre en el evaporador (Fig. 1b) corresponde al segmento 6-1 . El refrigerante entra en el evaporador (punto 6) en estado de mezcla vapor-líquido en ebullición. En este caso, la proporción de vapor depende de un ciclo de refrigeración específico y es del 10-30%.
A la salida del evaporador, el proceso de ebullición puede no completarse y el punto 1 puede no coincidir con el punto 7 . Si la temperatura del refrigerante a la salida del evaporador es superior al punto de ebullición, entonces tenemos un evaporador con sobrecalentamiento. Es valioso ΔTooverheat es la diferencia entre la temperatura del refrigerante a la salida del evaporador (punto 1) y su temperatura en la línea de saturación AB (punto 7):
ΔTsobrecalentamiento=T1 - T7
Si los puntos 1 y 7 coinciden, entonces la temperatura del refrigerante es igual al punto de ebullición y el sobrecalentamiento ΔTooverheat será igual a cero. Por lo tanto, obtenemos un evaporador inundado. Por lo tanto, al elegir un evaporador, primero se debe elegir entre un evaporador inundado y un evaporador con sobrecalentamiento.
Tenga en cuenta que, en igualdad de condiciones, un evaporador inundado es más ventajoso en términos de intensidad del proceso de eliminación de calor que con sobrecalentamiento. Pero se debe tener en cuenta que a la salida del evaporador inundado, el refrigerante se encuentra en estado de vapor saturado, y es imposible suministrar un ambiente húmedo al compresor. De lo contrario, existe una alta probabilidad de golpe de ariete, que irá acompañado de la destrucción mecánica de las piezas del compresor. Resulta que si elige un evaporador inundado, es necesario proporcionar protección adicional para el compresor contra la entrada de vapor saturado.
Si se prefiere un evaporador sobrecalentado, entonces no hay necesidad de preocuparse por proteger el compresor y obtener vapor saturado en él. La probabilidad de ocurrencia de choques hidráulicos ocurrirá solo en caso de una desviación del indicador requerido de la magnitud del sobrecalentamiento. En condiciones normales de funcionamiento de la unidad de refrigeración, el valor de sobrecalentamiento ΔTooverheat debe estar en el rango de 4-7 K.
Cuando el indicador de sobrecalentamiento disminuye ΔTooverheat, aumenta la intensidad de la selección de calor del ambiente. Pero a valores extremadamente bajos ΔTooverheat(menos de 3K), existe la posibilidad de que entre vapor húmedo en el compresor, lo que puede causar golpes de ariete y, en consecuencia, dañar los componentes mecánicos del compresor.
De lo contrario, con una lectura alta ΔTooverheat(más de 10 K), esto indica que no está entrando suficiente refrigerante al evaporador. La intensidad de la eliminación de calor del medio enfriado disminuye drásticamente y el régimen térmico del compresor se deteriora.
Al elegir un evaporador, surge otra pregunta relacionada con el punto de ebullición del refrigerante en el evaporador. Para resolverlo, primero es necesario determinar qué temperatura del medio enfriado se debe proporcionar para el funcionamiento normal de la unidad de refrigeración. Si se usa aire como medio enfriado, además de la temperatura a la salida del evaporador, también es necesario tener en cuenta la humedad a la salida del evaporador. Ahora considere el comportamiento de temperatura del medio enfriado alrededor del evaporador durante la operación de una unidad de refrigeración convencional (Fig. 1a).
Para no profundizar en este tema, despreciaremos las pérdidas de presión en el evaporador. También supondremos que el intercambio de calor en curso entre el refrigerante y medioambiente se lleva a cabo en línea recta.
En la práctica, este esquema no se usa con frecuencia, ya que es inferior al esquema de contracorriente en términos de eficiencia de transferencia de calor. Pero si uno de los refrigerantes tiene una temperatura constante y las lecturas de sobrecalentamiento son pequeñas, entonces el flujo directo y el contraflujo serán equivalentes. Se sabe que el valor medio de la diferencia de temperatura no depende del patrón de flujo. La consideración del esquema de un solo paso nos proporcionará una representación más visual del intercambio de calor que ocurre entre el refrigerante y el medio enfriado.
Primero, introduzcamos un valor virtual L, igual a la longitud dispositivo de intercambio de calor (condensador o evaporador). Su valor se puede determinar a partir de la siguiente expresión: L=A/S, donde W– corresponde al volumen interno del dispositivo de intercambio de calor en el que circula el refrigerante, m3; S es el área superficial de intercambio de calor m2.
Si hablamos de una máquina frigorífica, entonces la longitud equivalente del evaporador es prácticamente igual a la longitud del tubo en el que se desarrolla el proceso. 6-1 . Por lo tanto, su superficie exterior es lavada por el medio enfriado.
Primero, prestemos atención al evaporador, que actúa como un enfriador de aire. En él, el proceso de tomar calor del aire se produce como resultado de la convección natural o con la ayuda del soplado forzado del evaporador. Cabe señalar que el primer método prácticamente no se usa en las unidades de refrigeración modernas, ya que el enfriamiento del aire por convección natural no es efectivo.
Por lo tanto, supondremos que el enfriador de aire está equipado con un ventilador que proporciona aire forzado al evaporador y es un intercambiador de calor con aletas tubulares (Fig. 2). Su representación esquemática se muestra en la Fig. 2b. Consideremos las principales cantidades que caracterizan el proceso de soplado.
Diferencia de temperatura
La diferencia de temperatura a través del evaporador se calcula de la siguiente manera:ΔT=Ta1-Ta2,
donde ΔTa está en el rango de 2 a 8 K (para evaporadores de aletas tubulares con flujo de aire forzado).
En otras palabras, durante el funcionamiento normal de la unidad de refrigeración, el aire que pasa por el evaporador debe enfriarse a no menos de 2 K ni a más de 8 K.
Arroz. 2 - Esquema y parámetros de temperatura del enfriamiento por aire en el enfriador de aire:
Ta1 y Ta2– temperatura del aire en la entrada y salida del enfriador de aire;
- FF– temperatura del refrigerante;
- L es la longitud equivalente del evaporador;
- Ese es el punto de ebullición del refrigerante en el evaporador.
Diferencia máxima de temperatura
La diferencia máxima de temperatura del aire en la entrada del evaporador se determina de la siguiente manera:DTmax=Ta1 - Eso
Este indicador se usa al seleccionar enfriadores de aire, ya que los fabricantes extranjeros tecnología de refrigeración proporcionar valores para la capacidad de enfriamiento de los evaporadores Qsp dependiendo del tamaño DTmáx. Considere el método de selección del enfriador de aire de la unidad de refrigeración y determine los valores calculados DTmáx. Para ello, ponemos como ejemplo las recomendaciones generalmente aceptadas para seleccionar el valor DTmáx:
- para congelador DTmáx está en el rango de 4-6 K;
- para salas de almacenamiento de productos sin envasar - 7-9 K;
- para cámaras de almacenamiento de productos envasados herméticamente - 10-14 K;
- para unidades de aire acondicionado - 18-22 K.
Grado de sobrecalentamiento del vapor a la salida del evaporador
Para determinar el grado de sobrecalentamiento del vapor a la salida del evaporador, utilice el siguiente formulario:F=ΔТsobrecarga/DTmax=(Т1-Т0)/(Та1-Т0),
donde T1 es la temperatura del vapor refrigerante a la salida del evaporador.
Este indicador prácticamente no se usa en nuestro país, pero en catálogos extranjeros se proporciona que las lecturas de la capacidad de enfriamiento de los enfriadores de aire Qsp corresponde al valor F=0,65.
Durante el funcionamiento, el valor F se acostumbra tomar de 0 a 1. Supongamos que F=0, entonces ΔTo sobrecarga=0, y el refrigerante que sale del evaporador estará en estado de vapor saturado. Para este modelo de enfriador de aire, la capacidad de enfriamiento real será de un 10 a un 15 % más que la cifra que figura en el catálogo.
si un F>0,65, entonces el indicador de capacidad de enfriamiento para este modelo de enfriador de aire debe ser menos valor dado en el catálogo. Supongamos que F>0.8, entonces el rendimiento real de este modelo será del 25-30 % mas valor dado en el catálogo.
si un F->1, entonces la capacidad de enfriamiento del evaporador Qprueba->0(Fig. 3).
Fig.3 - dependencia de la capacidad frigorífica del evaporador Qsp por sobrecalentamiento F
El proceso representado en la Fig. 2b también se caracteriza por otros parámetros:
- diferencia de temperatura media aritmética DTсr=Таср-Т0;
- la temperatura media del aire que pasa por el evaporador Tasr=(Ta1+Ta2)/2;
- diferencia de temperatura mínima DTmin=Ta2-To.
Arroz. 4 - Esquema y parámetros de temperatura que muestran el proceso de enfriamiento del agua en el evaporador:
donde Te1 y Te2 temperatura del agua a la entrada y salida del evaporador;
- FF es la temperatura del refrigerante;
- L es la longitud equivalente del evaporador;
- Ese es el punto de ebullición del refrigerante en el evaporador.
Si la diferencia de temperatura a través del agua ΔTe=Te1-Te2, luego para evaporadores de carcasa y tubos ΔTe debe mantenerse en el rango de 5 ± 1 K, y para evaporadores de placa, el indicador ΔTe estará dentro de 5 ± 1,5 K.
A diferencia de los enfriadores de aire, en los enfriadores de líquidos es necesario mantener no la máxima, sino la mínima diferencia de temperatura. DTmín=Te2-To- la diferencia entre la temperatura del medio enfriado a la salida del evaporador y el punto de ebullición del refrigerante en el evaporador.
Para evaporadores de carcasa y tubos, la diferencia mínima de temperatura DTmín=Te2-To debe mantenerse dentro de 4-6 K, y para evaporadores de placas - 3-5 K.
El rango especificado (la diferencia entre la temperatura del medio enfriado a la salida del evaporador y el punto de ebullición del refrigerante en el evaporador) debe mantenerse por las siguientes razones: a medida que aumenta la diferencia, la intensidad de enfriamiento comienza a disminuir y a medida que la diferencia aumenta, aumenta el riesgo de congelación del líquido enfriado en el evaporador, lo que puede causar su destrucción mecánica.
Soluciones estructurales de evaporadores
Independientemente del método de uso de varios refrigerantes, los procesos de intercambio de calor que ocurren en el evaporador están sujetos a las principales ciclo tecnológico producción de refrigeración, según la cual unidades de refrigeración e intercambiadores de calor. Por lo tanto, para resolver el problema de optimizar el proceso de intercambio de calor, es necesario tener en cuenta las condiciones para la organización racional del ciclo tecnológico de producción de refrigeración.Como saben, es posible enfriar un determinado medio con la ayuda de un intercambiador de calor. Su solución constructiva debe elegirse de acuerdo con los requisitos tecnológicos que se aplican a estos dispositivos. Un punto particularmente importante es el cumplimiento del dispositivo con el proceso tecnológico de tratamiento térmico del medio, que es posible bajo las siguientes condiciones:
- mantenimiento de la temperatura de consigna del proceso de trabajo y control (regulación) de régimen de temperatura;
- elección del material del dispositivo, según las propiedades químicas del medio;
- control sobre la duración de la permanencia del medio en el dispositivo;
- Cumplimiento de las velocidades y presiones de funcionamiento.
- proporcionar la velocidad necesaria de los medios de trabajo para la implementación del régimen turbulento;
- creación de las condiciones más adecuadas para la eliminación de condensados, incrustaciones, escarcha, etc.;
- creación de condiciones favorables para el movimiento de ambientes de trabajo;
- prevenir la posible contaminación del dispositivo.
La facilidad de uso y la confiabilidad del dispositivo están influenciadas por factores tales como la fuerza y la estanqueidad de las conexiones desmontables, la compensación por deformaciones de temperatura, la facilidad de mantenimiento y reparación del dispositivo. Estos requisitos forman la base para el diseño y la selección de una unidad de intercambio de calor. El papel principal en esto es garantizar el proceso tecnológico requerido en la producción de refrigeración.
Para elegir la solución constructiva adecuada para el evaporador, debe guiarse por las siguientes reglas. 1) el enfriamiento de líquidos se realiza mejor con un intercambiador de calor tubular rígido o compacto intercambiador de calor de placas; 2) el uso de dispositivos con aletas tubulares se debe a las siguientes condiciones: la transferencia de calor entre el medio de trabajo y la pared en ambos lados de la superficie de calentamiento es significativamente diferente. En este caso, las aletas deben instalarse desde el lado del coeficiente de transferencia de calor más bajo.
Para aumentar la intensidad de la transferencia de calor en los intercambiadores de calor, es necesario cumplir con las siguientes reglas:
- garantizar las condiciones adecuadas para la eliminación de condensados en enfriadores de aire;
- reducción del espesor de la capa límite hidrodinámica mediante el aumento de la velocidad de movimiento de los cuerpos de trabajo (instalación de deflectores entre tubos y descomposición del haz de tubos en pasajes);
- mejora del flujo alrededor de la superficie de intercambio de calor por parte de los fluidos de trabajo (toda la superficie debe participar activamente en el proceso de intercambio de calor);
- Cumplimiento de los principales indicadores de temperatura, resistencia térmica, etc.
La mejora de los procesos de intercambio de calor es uno de los principales procesos para mejorar los equipos de intercambio de calor de las máquinas de refrigeración. En este sentido, se está investigando en el campo de la energía y la ingeniería química. Este es el estudio de las características del régimen del flujo, la turbulencia del flujo mediante la creación de rugosidad artificial. Además, se están desarrollando nuevas superficies de intercambio de calor para que los intercambiadores de calor sean más compactos.
Elegir un enfoque racional para calcular el evaporador.
A la hora de diseñar un evaporador es necesario realizar un cálculo estructural, hidráulico, de resistencia, térmico y técnico y económico. Se realizan en varias versiones, cuya elección depende de los indicadores de rendimiento: indicador técnico y económico, eficiencia, etc.Para realizar un cálculo térmico de un intercambiador de calor de superficie, es necesario resolver la ecuación de balance de calor, teniendo en cuenta ciertas condiciones de operación del dispositivo (dimensiones de diseño de las superficies de transferencia de calor, límites y esquemas de cambio de temperatura, relativos al movimiento del enfriamiento y medio enfriado). Para encontrar una solución a este problema, debe aplicar reglas que le permitan obtener resultados a partir de los datos originales. Pero debido a numerosos factores, no es posible encontrar una solución común para diferentes intercambiadores de calor. Junto a esto, existen muchos métodos de cálculo aproximado que son fáciles de producir en versión manual o mecánica.
Las tecnologías modernas le permiten elegir un evaporador utilizando programas especiales. Básicamente, los proporcionan los fabricantes de equipos de intercambio de calor y le permiten seleccionar rápidamente el modelo requerido. Al utilizar dichos programas, se debe tener en cuenta que asumen el funcionamiento del evaporador en condiciones estándar. Si las condiciones reales difieren del estándar, entonces el rendimiento del evaporador será diferente. Por lo tanto, es conveniente realizar siempre cálculos de verificación el diseño del evaporador que ha elegido, en relación con las condiciones reales de su funcionamiento.