Klassifizierung von Verdampfern und Kondensatoren

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Dieser Beitrag wurde zuletzt von yinkuilin6868 am 4.6.2016 um 09:25 bearbeitet. I. Arten und Eigenschaften von Kondensatoren Kondensatoren können je nach Kühlmedium in drei Kategorien eingeteilt werden: wassergekühlte, luftgekühlte sowie verdampfungskühlte Kondensatoren. II. Klassifizierung der Verdampfer: Je nach Art des zu kühlenden Mediums lassen sich Verdampfer in zwei Hauptkategorien einteilen: (1) Verdampfer mit flüssigen Kühlmitteln. Zur Kühlung von flüssigen Kühlmitteln – Wasser, Salzwasser oder Ethylenglykol-Wassergemische usw. Zu den häufig verwendeten Evaporatoren dieser Art gehören horizontale Evaporatoren, vertikale Rohr-Evaporatoren sowie Spiraltubenevaporatoren. (2) Verdampfer zur Kühlung der Luft. Diese Arten von Verdampfern verfügen über Kühlrohre und Kühllüfter. Im Folgenden wird hauptsächlich auf den Verdampfer eingegangen, der als Kühlmittel in Klimaanlagen verwendet wird. I. Horizontale Verdampfer – Horizontale Verdampfer werden auch als horizontale Schalen-Rohr-Verdampfer bezeichnet. Ihre Struktur ist im Grunde ähnlich wie die eines horizontalen Shell-and-Tube-Kondensators. Nach der Art der Flüssigkeitszufuhr lassen sie sich in Schlangenrohrverdampfer und Trockenverdampfer einteilen. 1. Horizontaler Shell-and-Tube-Verdampfer – Der horizontale Shell-and-Tube-Verdampfer ist ein Verdampfer mit vollständig gefülltem Kessel. Das Kühlmittel fließt also mit einer Geschwindigkeit von 1–2 m/s durch die Rohre. Zwischen den Rohren außerhalb der Rohre befindet sich größtenteils Kühlmittel. Dadurch findet ein effektiver Wärmetausch über die Rohrwände statt. Der wärmeaufnehmende Kühlmitteldampf gelangt über den Flüssigkeitsgetrenner im oberen Teil des Verdampfers zum Kompressor. Um einen reibungslosen Betrieb des Kühlsystems zu gewährleisten, sollte die Füllhöhe des Kühlmittels in diesem Verdampfer angemessen sein. Eine zu hohe Flüssigkeitsoberfläche kann dazu führen, dass Flüssigkeit in die Rückströmung gelangt und so ein Flüssigkeitsstoß im Kompressor entsteht ； Umgekehrt führt ein zu niedriger Flüssigkeitsspiegel dazu, dass einige Verdampfungsröhren über die Flüssigkeitss surface hinausragen und somit keine Wärmeübertragung mehr möglich ist. Dadurch verringert sich die Wärmeübertragungsfähigkeit des Verdampfers. Daher beträgt die Füllhöhe bei Ammoniakverdampfern in der Regel 70–80 % des Rohrdurchmessers, während sie bei Freon-Verdampfern in der Regel 55–65 % des Rohrdurchmessers beträgt. Horizontale Shell-and-Tube-Verdampfer werden weit verbreitet in geschlossenen Salzwasserkreislaufsystemen eingesetzt. Seine Hauptmerkmale sind: kompakte Bauweise, gute Kontaktfläche zwischen Flüssigkeit und Wärmeübertragungsfläche sowie hoher Wärmeübergangskoeffizient. Aber es muss eine große Menge an Kühlmittel zugeführt werden, und die Flüssigkeitssäule hat einen gewissen Einfluss auf die Verdampfungstemperatur. Außerdem besteht die Möglichkeit, dass das Salzwasser in den Rohren gefriert, wenn die Konzentration des Salzwassers sinkt oder die Pumpe zum Transport des Salzwassers aus irgendeinem Grund stillsteht. Wenn das Kühlmittel Fluorkohlenwasserstoffe sind, ist es schwierig, das in ihnen gelöste Schmieröl zurück in den Kompressor zu bringen. Außerdem muss die Arbeit beim Reinigen gestoppt werden. 2. Trockener Freon-Verdampfer: Die Form und Struktur dieses Verdampfers sind im Grunde genommen identisch mit denen eines horizontalen Schlangenrohr-Verdampfers. Der Hauptunterschied besteht darin, dass das Kältemittel innerhalb der Rohre fließt, während das Kühlmittel außerhalb der Rohre fließt. Die nach dem Drosseln verbleibende Freon-Flüssigkeit tritt von unten her durch die untere Kante der Endabdeckung in den Verdampfer ein. Nach mehreren Durchgängen fließt sie anschließend von oben wieder aus der Endabdeckung heraus. Während des Flusses in den Rohren verdampft das Kältemittel ständig. Dadurch wird ein Teil der Wandflächen von Dampf eingenommen. Deshalb ist die Wärmeübertragungseffizienz nicht so gut wie bei Systemen mit vollständig gefüllten Rohren. Aber es gibt keinen Einfluss der Flüssigkeitssäule auf die Verdampfungstemperatur, und da die Geschwindigkeit des Freon-Flusses hoch ist (≥4 m/s), ist die Rückführung des Öls besser. Außerdem wird das Gefahr von Erstarren verringert, da eine große Menge an Kältemittel außerhalb der Rohre zugeführt wird. Die Menge an Kältemittel in einem solchen Verdampfer muss nur 1/2 bis 1/3 – oder sogar weniger – der Menge betragen, die bei einem Vollflüssigkeitsverdampfer erforderlich ist. Deshalb wird er als „trockener Verdampfer“ bezeichnet. Um die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels zu erhöhen und es dazu zu bringen, die Rohrreihen seitlich zu durchströmen, sind im Gehäuse mehrere Baffle eingebaut, um die Wärmeübertragung zu verbessern. Trockene Freon-Kühler werden häufig zur Kühlung von Süßwasser verwendet. Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers liegt in der Regel bei 0,5–1,5 m/s; bei Kupferrohren wird in der Regel eine Geschwindigkeit von 1,0 m/s angenommen. Zweitens: Rohrformige und spiralförmige Verdampfer. Die Gemeinsamkeit von Rohrformigen und spiralförmigen Verdampfern besteht darin, dass das Kältemittel in den Rohren verdampft. Der gesamte Verdampferrohrkreis ist in einem Behälter (oder einer Grube/Box), der mit Kältemittel gefüllt ist, untergebracht. Um zu gewährleisten, dass das Kältemittel im Behälter mit einer bestimmten Geschwindigkeit zirkuliert, sind im Behälter vertikale Trennwände eingebaut sowie spiralförmige Rührer. Die Fließgeschwindigkeit des Kühlmittels beträgt in der Regel 0,3–0,7 m/s, um die Wärmeübertragung zu verbessern. Diese beiden Arten von Verdampfern können nur in offenen Kreislaufsystemen verwendet werden. Daher muss das Kältemittel eine nicht flüchtige Substanz sein; häufig werden Salzwasser und Wasser verwendet. Wenn Salzwasser verwendet wird, oxidieren die Evaporatorrohre leicht, und das Salzwasser nimmt leicht Feuchtigkeit auf, wodurch seine Konzentration sinkt. Bei diesen beiden Verdampfern kann man den Fluss des Kältemittels direkt beobachten. Sie werden häufig in Salzwasserkühlungssystemen eingesetzt, bei denen Ammoniak als Kältemittel verwendet wird. 1、Aufständerverdampfer Aufständerverdampfer bestehen vollständig aus geschweißten rostfreien Stahlrohren. Die Rohre des Verdampfers sind in Gruppen angeordnet. Je nach erforderlicher Kapazität kann der Verdampfer aus mehreren solcher Rohrgruppen zusammengesetzt werden. Jede Gruppe von Rohrrohren besteht aus zwei horizontalen Sammelrohren mit größeren Durchmessern; das obere wird als Dampfsammelrohr bezeichnet, das untere als Flüssigkeitssammelrohr. Es besteht aus dünnen und dicken Aufstellrohren mit gebogenen Enden, die am Sammelleitungen verschweißt sind. Der Durchmesser der oberen und unteren horizontalen Leitungen beträgt in der Regel D108×4 oder D121×4. Der Durchmesser der dünnen Vertikalleitungen liegt in der Regel bei D57×3,5 oder D38×3, während der Durchmesser der dicken Vertikalleitungen in der Regel D76×4 beträgt. Am einen Ende des oberen Rohrs ist ein Dampf-Flüssigkeits-Trenner angebracht, der die in dem Dampf enthaltenen Flüssigkeitstropfen trennt. Ein Ende des unteren Leitrohrs ist mit dem Ölsammler verbunden. Der hochdruckige, bei Raumtemperatur befindliche flüssige Kältemittel aus dem Speicher gelangt nach dem Drosseln durch die Einlassleitung in der Mitte des oberen Kollektors in den Verdampfer. Die Einlassleitung befindet sich im dicken Vertikaltubus und erstreckt sich nach unten bis zum unteren Kollektor. So wird gewährleistet, dass die Flüssigkeit gleichmäßig in alle Aufstellrohre verteilt wird. Da die relative Wärmeaustauschfläche der dünnen Rohre größer ist als die der dicken Rohre, verdampft das Fluid in den dünnen Rohren zuerst und erzeugt dabei große Mengen an Dampf, der wiederum das Fluid nach oben drückt. Nachdem die Dampf-Flüssig-Mischung in den oberen Sammelrohrkanal gelangt ist, kehrt der größte Teil der Flüssigkeit über die groben Vertikalkanäle wieder in den unteren Sammelrohrkanal zurück – dadurch entsteht eine innere Zirkulation. Der Dampf, der die Teiltröpfchen mit sich führt, gelangt in den Dampf-Flüssigkeits-Trenner. Die getrennte Flüssigkeit kehrt wieder in den unteren Sammelrohr zurück, während der Dampf vom Kompressor aufgenommen wird. Das Schmieröl des Verdampfers sammelt sich im Ölkollektor, damit es regelmäßig entnommen werden kann. 2、Spiraltubenverdampfer Der Spiraltubenverdampfer ist eine verbesserte Variante des gegenüberliegend-tubigen Verdampfers. Seine Gesamtstruktur ähnelt der von Aufstiegsschächten. Der Unterschied zwischen den beiden besteht darin, dass beim spiralförmigen Verdampfer anstelle von vertikalen Rohren zwei Reihen von Spirallamellen zwischen den oberen und unteren Kollektoren verwendet werden. Wenn die Entfernungen zwischen den Kollektoren gleich sind, erhöht sich die Wärmeübertragungsfläche. Dadurch ist die Konstruktion kompakter, es gibt weniger Schweißstellen, und die Fertigung ist einfacher. Auf dieser Grundlage wurden im Inland Doppelspiralrohr-Verdampfer entwickelt und hergestellt, deren Spirallohre aus zwei Schichten mit unterschiedlichem Durchmesser bestehen. Dadurch wird die Konstruktion des Verdampfers kompakter.