Масло в испарителях

• Обычно хладагент течет снизу вверх. Поэтому масло может задерживаться в каналах.
• При низкой температуре оно обладает высокой вязкостью, и капли прилипают к поверхности теплообменника.
• Независимо от плотности, капли двигаются по каналам, постоянно меняя направление и наталкиваясь на стенки. Каналы действуют как своего рода деэмульгаторы, превращая капли масла в пленку.
• Свойства пленки определяются вязкостью. Масло с низкой вязкостью иногда течет по каналам в виде тумана, иногда — в виде слоя жидкости на стенке. Масло с высокой вязкостью прилипает к поверхности, образуя относительно неподвижный слой. Важный, но плохо изученный фактор это влияние сил поверхностного напряжения на загрязнение испарителя.
• Нерастворимое масло загрязняет всю поверхность нагрева в испарителях обоих типов — и непосредственного расширения, и затопленных.
• Растворимое масло загрязняет только зону перегрева в испарителях непосредственного расширения.
• Затопленные испарители не загрязняются растворимым маслом. Если ожидаются серьезные проблемы из-за загрязнения маслом, можно выбрать именно такую конструкцию, хотя при этом потребуется испаритель возврата масла.
• При низком расходе пара через каналы испарителя непосредственного расширения усилие сдвига может оказаться недостаточным для подъема капель масла. В этом случае масло — растворимое или нет — собирается в испарителе. Оно может налипать на поверхность теплообменника или образовать масляную пробку в каналах.
• Для решения этой проблемы можно, во-первых, поддерживать скорость пара включением-выключением испарителя.
• Во вторых, обдумайте возможность применения регулируемого байпаса горячего газа для управления производительностью испарителя непосредственного расширения. Возможны различные варианты данной схемы, а изготовители клапанов производят специальные клапаны такого назначения.
• Управление с помощью байпаса горячего пара имеет следующее преимущество: когда расход хладагента через испаритель уменьшается из-за снижения тепловой нагрузки, подача горячего пара из компрессора компенсирует это снижение расхода.
• Второй положительный эффект байпаса горячего пара состоит в повышении температуры, что помогает смывать масло из испарителя.
• Простейшим решением является инжекция горячего пара с помощью электромагнитного клапана. То же устройство может применяться и при откачке хладагента. Учтите, что это не управление производительностью, а лишь способ удаления масла и жидкого хладагента из испарителя.
• Третий возможный способ удаления — уменьшение его вязкости за счет более высокой температуры на стороне охлаждаемой среды.
• Однако лучше всего предотвратить попадание масла в испаритель. Если вы предполагаете, что в установке могут возникнуть проблемы с распределением, установите хороший маслоотделитель.
• Кроме того, термосифонный испаритель обязательно должен быть оборудован системой слива масла.
• В испарителях непосредственного расширения отвод масла обычно не требуется.
• Исключением являются аммиачные установки с нерастворимым маслом, в противном случае масляные пробки могут вызвать проблемы в ТРВ. Масло нужно отводить из ресивера высокого давления, т.е. прежде чем оно попадет в ТРВ. Возможен также отвод масла из ресивера низкого давления.
• Наиболее важный параметр, от которого зависит движение масла через испаритель, это усилие сдвига у стенки. Вместо него можно использовать величину, которую проще рассчитать,— падение давления на метр длины потока. Скорости потока пара не достаточно для оценки, так как движение масла в значительной степени зависит от гидравлического диаметра и формы канала, а так же от физических свойств масла и хладагента, особенно от вязкости.
• В пластинчатых теплообменниках масло может переноситься при скоростях в десять раз меньших, чем в вертикальных соединительных трубах. Для допустимого падения давления на метр длины потока нет абсолютного нижнего предела, но постарайтесь, чтобы эта величина была больше 5 кПа/ м (длина канала измеряется по расстоянию между центрами соединительных отверстий).
• Имейте в виду, что большой перепад давления означает высокую входную температуру, а это снижает разность температур между средами.
• Если можно ожидать проблем с удалением масла из испарителя, постарайтесь максимально увеличить разность температур, так как это позволит уменьшить количество пластин (каналов), т.е. увеличить перепад давления с обеих сторон.
• Большой перепад давления на стороне хладагента означает большой перепад и на стороне охлаждаемой жидкости. Если это неприемлемо, часть жидкости можно пропускать через байпас.
• Если в качестве испарителей непосредственного расширения используются ППТО, то движение улучшается при наличии распределителей потока.
• ПСПТО нужно оборудовать распределительной трубкой, в которой диаметр отверстий увеличивается от входа к выходу, см. рис. 06.
• В ПСПТО, применяемых в качестве испарителей непосредственного расширения, тяжелое масло отводится через входной патрубок (см. рис. 06).