Пластинчатый теплообменник как испаритель и конденсатор-1
Пластинчатые теплообменники (PHE) были установлены в более крупных системах тепловых насосов и холодильных систем с 1980-х годов. Техникийцы, которые имеют дело с этими системами, должны знать некоторые конкретные детали того, как они работают.
В первой части этой статьи были рассмотрены проектирование PHE, сборка и обслуживание на месте, индикация утечек, риск замерзания и устойчивость к вибрации, давлению и сейсмическим воздействиям. На этой неделе статья продолжает обсуждение пластинчатого теплообменника как испарителя и конденсатора.
ИСПАРИТЕЛЬ
В частности, в качестве испарителя, PHE обладает характеристиками высокой степени турбулентности и высоких сил сдвига в геометрии сложного канала, что приводит к:
· Возможность стабильного регулирования мощности;
· Относительно высокие скорости теплопередачи, в том числе и в зоне предварительного нагрева;
· В системах прямого расширения высокие скорости теплопередачи даже в зоне перегрева (перепад давления в зоне перегрева достаточно низкий, поскольку это происходит при продолжении относительно большого количества каналов, которые используются для испарения);
· Поток является однородным, что приводит к эффективному переносу паровой фазы, нефти и (если присутствует) инертного газа; в противном случае они будут обладать высоким сопротивлением теплопередаче. Высокий сдвиг с получающимся в результате однородным потоком исключает развитие кипения пленки, которое в противном случае может серьезно ухудшить теплообмен;
· Высокий общий коэффициент теплопередачи; также в режимах замораживания, с использованием высококонцентрированного гликоля, этанола или CaC12, или для режимов охлаждения масла;
· Низкое сопротивление обрастанию; а также
· Благодаря чисто противоточному (или параллельному) действию тока и низкому сопротивлению обрастанию, возможно работать при высокой температуре испарения по сравнению с охлаждаемой средой. В некоторых случаях возможен компрессор следующего наименьшего размера по сравнению с тем, который потребуется для других типов испарителей. В любом случае, высокие коэффициенты охлаждения могут быть получены при разумных инвестиционных затратах.
ПОДВЕРЖЕННАЯ ВАПОРИЗАЦИЯ
Термосифонная (естественная) циркуляция достигается, когда перепад давления внутри теплообменника уравновешивает внешний напор жидкости; Для подачи испаряемой жидкости в теплообменник насос не требуется.
Пластинчатый теплообменник хорошо подходит для этого процесса, так как напор жидкости в вытяжном барабане находится примерно на том же уровне, что и верхнее соединение PHE (выход).
ХОЛОДИЛЬНЫЙ ОБЪЕМ
Общий объем системы может поддерживаться на низком уровне, а трубопровод может быть выполнен с небольшим диаметром из-за малого объема хладагента и низкого коэффициента циркуляции (высокая доля пара на выходе) в PHE. Выбивной барабан также может быть относительно небольшого размера.
Подводное испарение с низкой скоростью жидкой фазы во впускном коллекторе означает, что в раме может быть установлено большое количество пластин. Самые большие испарители имеют около 300 каналов хладагента (600 тарелок), с мощностью около 6 МВт на R-12 и 8 МВт на аммиак.
