ППТО со сдвоенными контурами хладагента

• Установить в патрубке Т2 реле низкой температуры, которое отключает компрессор при слишком низкой температуре воды. Это реле будет контролировать температуру воды на выходе из секции R2.
• Контур R1 всегда должен работать, т.е. управление производительностью установки должно производиться включением-отключением контура R2.

Затопленный испаритель

Пример. Птицеперерабатывающему заводу в Португалии требовалась охлажденная вода для мойки и охлаждения тушек. Входная температура воды летом достигала +28°С, требуемая температура охлажденной воды составляла 1°С. Хладагент, аммиак, поступал из ресивера низкого давления с температурой −7°С. Эта температура не могла быть изменена, так как к ресиверу было подсоединено несколько разных испарителей.

Расчет показал, что затопленный одноходовой ПСПТО обеспечивает данный режим, но перепад давления воды оказался очень низким и температура стенки со стороны воды была лишь чуть выше −6°С. Хотя замерзание не повреждает ПСПТО, лед стеснял бы поток в каналах и тем самым понизил бы холодо-производительность.

Было принято решение использовать двухходовой по воде затопленный ПСПТО, подсоединенный по схеме, показанной на рис. 3А. Фактически это два теплообменника, соединенные последовательно по воде и параллельно по аммиаку. Проектируемый испаритель должен отвечать следующим критериям:

• падение давления на стороне аммиака должно быть одинаковым в обеих секциях;
• запас по холодопроизводительности также должен быть одинаковым.

Внимание! ПСПТО — это, пожалуй, единственный тип теплообменника, который можно использовать для данного режима. Низкая температура аммиака означает, что если в силу непредвиденных обстоятельств поток воды прекратится, вода в теплообменнике замерзнет.

Многоходовые теплообменники

Вода 28 > 1°С
Хладагент −1 < -1 °С.

Такой температурный режим почти невозможно реализовать в одноходовом теплообменнике. Перепад давления воды должен быть низким, что приведет к неустойчивости и колебаниям потока. Невысокий коэффициент теплопередачи и малое усилие сдвига приводят к тому, что температура стенки со стороны воды почти равна температуре испарения. Поскольку основное назначение многоходовых теплообменников — охлаждение воды до близких к нулю температур хладагентом, температура которого может быть ниже нуля,— мы рассматриваем их в данной главе, хотя они могут применяться при любой температуре. Каналы на стороне воды образуют либо букву U, либо перевернутую букву U (букву П).

U-образная схема, см. рис. 03А. Температурный режим для таких теплообменников может быть следующим:

Ход 1, противоток 2, прямоток
Вода
25 > 6°С
6 > 1°С

Хладагент
−1 < -1 °С
−1 > −1°С

Влияние такой схемы проявляется по-разному в испарителях непосредственного расширения и затопленных испарителях. Испаритель непосредственного расширения. Во втором ходе хладагент не успевает перегреться. Поэтому на выход теплообменника поступает смесь сильно перегретого пара из первого хода и влажного пара из второго — не очень удачная схема.

Затопленный испаритель. В обоих ходах поступающий хладагент контактирует с водой, имеющей одну и ту же температуру. Преимущество данной схемы в том, что кипение в обоих ходах начинается одновременно. Фазовый состав хладагента на выходе первого и второго хода различается, но для затопленного испарителя это не имеет большого значения.

П-образная схема, см. рис. 03В. Температурный режим может быть следующим:

Ход 1, прямоток 2, противоток
Вода 25 > 5°С 5 > 1°С
Хладагент −1 > 4°С 4 < -1 °С

Испаритель непосредственного расширения. В обоих ходах разность температур на выходе хладагента достаточна, чтобы обеспечить перегрев. Температура воды в средней точке, 5°С, определяет максимальный перегрев в обоих ходах, который не может значительно варьировать при изменении условий, например, тепловой нагрузки, т.е. данная схема подходит для испарителей непосредственного испарения. Во втором ходе разность температур на входе недостаточно велика, но так как хладагент уже частично испарен, это не столь существенно.

Выбор прямотока или противотока

В теплообменниках с прямотоком, которые обычно менее эффективны, в точке, где охлажденная среда имеет минимальную температуру, температура охлаждающей среды максимальна, т.е. опасность замерзания уменьшается.