Применение многоходовых ППТО

Применение многоходовых ППТО обусловлено, в основном, следующими причинами. Положение патрубков. Двухходовая схема дает возможность расположить патрубки на одной линии с трубами для теплоносителей. Может оказаться, что доступное пространство в чиллере позволяет лишь определенное расположение патрубков и т.п.

Меры борьбы с замерзанием или загрязнением. Если изменить схему ППТО с одноходовой на двухходовую по воде (т.е. заменить аппарат), то расход воды в каналах удвоится. Число ходов на стороне хладагента оставим без изменения. Такое изменение имеет три следствия. Температура стенок испарителя на стороне воды возрастет, т.е. уменьшится опасность замерзания. (Температура стенок возрастет и в случае одновременного увеличения числа ходов на стороне хладагента, так как теплоотдача хладагента слабее зависит от скорости потока, чем теплоотдача воды.)

Однако могут возникнуть проблемы с равномерностью распределения испаряющегося хладагента. Подробнее см. рис. 9Б3. Возрастают касательные напряжения. В результате частичкам грязи труднее оседать на поверхности теплообмена, и теплообменник остается чистым. Перепад давлений возрастает приблизительно в семь раз. (Путь жидкости и скорость в канале удваиваются.)

"Добавить комментарий"

Свойства многоходовых теплообменников

Обратимся к рис. 8А. Здесь представлен теплообменник, двухходовой по воде и одноходовой по хладагенту. Такая многоходовая схема имеет следующие основные свойства (см. также рис.10):

Допускается только один входной и один выходной патрубки.
Стороны независимы. Можно иметь разное число ходов на каждой стороне, но не все варианты являются разумными. Подробнее вернемся к этому ниже.
Общее количество водных каналов на один больше, чем каналов хладагента, т.е. каждый канал хладагента окружен водными каналами.
В исключительных случаях — обычно, при малом перепаде температур между средами — каждый ход отделяется от соседних пустым холодильным каналом. В этом случае водных каналов больше, чем холодильных, на число ходов.
В случае несимметричной группировки каналов — неравного числа ходов на сторонах теплообменника — в одних группах каналов теплоносители будут двигаться в противотоке, в других группах в прямотоке, независимо от расположения входных патрубков.
В случае симметричной группировки каналов — равного числа ходов на сторонах теплообменника — в каждом ходе будет пластина с противотоком в соседних каналах. Это может создать проблемы, если на ход приходится малое количество каналов при условии малого перепада температур.
Соединение соседних ходов имеет либо форму буквы U, либо перевернутой буквы и. Это означает, что при останове системы в нижней части U-образных секций может остаться жидкость, а при пуске в верхней части перевернутых U-образных секций может остаться газ.

Чтобы полностью выпустить газ или слить жидкость из такого ППТО, необходимы дополнительные выпускные отверстия. Возможные варианты их расположения приведены на рис. 7. Поскольку теплообменники с более чем тремя ходами практически не применяются в холодильной технике, то проблем с выпуском газа и сливом жидкости не возникает. В нормальном режиме работы для предотвращения образования газовых пузырей необходимо, чтобы перепад давлений в каждом ходе был не меньше гидростатического давления, определяемого перепадом высот.

"Добавить комментарий"

Многоходовые ППТО

Многоходовые ППТО, как конденсаторы, так и испарители, меньше изучены и проверены на практике, чем одноходовые ППТО. Отсюда следует, что перед монтажом установки следует провести тщательные расчеты, а если возможно, то и испытания таких теплообменников. В одноходовом ППТО поток направлен вверх при испарении и вниз при конденсации. В многоходовом ППТО потоки меняют направление в одном или нескольких ходах. Это может привести к следующим явлениям.

Конденсатор, как правило, может работать с нагрузкой от 100% до 0%. Однако в случае восходящего потока это не так в связи с возможностью затопления конденсатора. В результате при малых нагрузках поток будет неустойчивым, что, в свою очередь, приведет к проблемам в управлении. Поэтому конденсатор должен быть спроектирован так, чтобы поток в последнем ходе был направлен вниз, по крайней мере, если конденсатор должен работать при очень низкой нагрузке по сравнению с расчетной.

Испаритель не может работать нормально при нагрузке намного ниже номинальной из-за затопления каналов и задержки масла. Следовательно, нисходящий поток мог бы исправить этот недостаток. Однако возникает другая опасность, заключающаяся в разделении фаз при низкой скорости потока — жидкость будет проходить через первые каналы, а пар — через последний.

Чтобы уменьшить эту опасность, в первом ходе, где поток имеет самую низкую скорость, он должен двигаться вверх. Такая схема теплообменников очень хорошо подходит для реверсивных чиллеров. Поток хладагента меняет свое направление при реверсировании, когда кондиционер превращается в испаритель, и вышеупомянутое требование выполняется в обоих случаях.

"Добавить комментарий"

Газовыпускные и сливные отверстия

Выпуск газов и слив жидкости в одноходовых ППТО на обеих сторонах производится через обычные патрубки, см. рис. 7. Обратите внимание, что газовыпускные отверстия располагаются в конце нагревающей поверхности, обычно в нижней части ПТО. Это особенно важно для паров воды и аммиака, поскольку это единственные два вида пара, которые легче воздуха. В случае других паров в конденсаторах с очень низким перепадом может потребоваться размещение газовыпускных отверстий в верхней части.

"Добавить комментарий"

Патрубки на задней плите

Дополнительная пара патрубков может быть установлена на задней плите со стороны воды для размещения термометров (рис. 2) или в качестве обычных патрубков. Патрубки на задней плите дают преимущество, когда ППТО встраивается в агрегат. В этом случае задняя плита с патрубками для воды обращена наружу, чтобы легче присоединять трубы водного контура. Патрубки для хладагента обращены внутрь агрегата, поскольку так легче присоединиться к внутреннему холодильному контуру, см. рис. 13А.

Такого расположения патрубков следует избегать, если скорости течения в патрубках велики, т.е. если перепад давлений в патрубках составляет большую часть от полного перепада давлений. Возникающие при этом отклонения от равномерного распределения будут противоположными для двух сред, см. рис. 6.