RU2045726C1

RU2045726C1 - Condenser

Info

Publication number: RU2045726C1
Application number: RU93001476A
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Рубцов; Н.А. Куксенко
Original assignee: Предприятие "Кубань-ПромАгроСервис"
Priority date: 1993-01-11
Filing date: 1993-01-11
Publication date: 1995-10-10

Abstract

FIELD: refrigerating engineering; mainly in condensers of ammonia refrigerating plants. SUBSTANCE: condenser has housing 1 in which the following components are arranged: drip pan, water distributor 5, sprinkling device, heat exchange tubes 13 for condensing cooling agent located under it, fan 3, sump 2 and water pump 11. Heat exchange tubes 13 for condensing cooling agent are mounted vertically and are grouped in heat exchange sections; each section is provided with inlet horizontal header 15 and outlet horizontal header 16 for condensing cooling agent and additional heat exchange tubes 14 arranged inside heat exchange tubes 13 for condensing cooling agent coaxially relative to them; upper part of these tubes is connected with water distributor 5 and lower part is in communication with sump 3; heat exchange sections are located at some distance from each other sufficient to give access for the attending personnel. EFFECT: enhanced efficiency. 6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к конденсаторам преимущественно аммиачных холодильных установок. The invention relates to refrigeration, and in particular to condensers of predominantly ammonia refrigeration units.

Известен вертикальный кожухотрубный конденсатор, включающий обечайку с установленным внутри пучком теплообменных труб. Known vertical shell-and-tube condenser, including a shell with a beam of heat exchange tubes installed inside.

Недостатком известного конденсатора является низкая тепловая производительность из-за малого коэффициента теплопередачи аппаратов данного типа. A disadvantage of the known capacitor is low thermal performance due to the low heat transfer coefficient of devices of this type.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому конденсатору является теплообменник, преимущественно для конденсации пара, содержащий корпус с вентилятором в верхней части, внутри корпуса вертикально установлены трубчатые змеевики с размещенным над ними распределителем жидкости, причем между соседними по вертикали трубами змеевика параллельно последним посредством фиксирующих элементов установлены дополнительные поверхности, величина которых равна или больше двойной поверхности труб змеевиков, при этом угол наклона труб змеевика к горизонтали выполнен переменным, угол наклона самого нижнего ряда труб змеевика равен максимум 30^о, угол наклона лежащих выше рядов труб выполнен уменьшающимся на величину 3-5^о. Шаг дополнительных поверхностей равен однократно или многократно четверти диаметра трубы, а толщина меньше одной десятой диаметра трубы.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed condenser is a heat exchanger, mainly for condensation of steam, containing a housing with a fan in the upper part, tubular coils are vertically installed inside the housing with a liquid distributor placed above them, and between the vertically adjacent pipes of the coil parallel to the latter fixing surfaces, additional surfaces are installed, the value of which is equal to or greater than the double surface of the pipe coils while the angle of inclination of the pipes of the coil to the horizontal is made variable, the angle of inclination of the lowest row of pipes of the coil is a maximum of 30 ^° , the angle of inclination of the rows of pipes lying above is made to decrease by 3-5 ^° . The step of additional surfaces is equal to once or many times a quarter of the diameter of the pipe, and the thickness is less than one tenth of the diameter of the pipe.

Недостатками известного теплообменника являются низкая тепловая производительность вследствие одностороннего орошения водой труб с хладагентом только с наружной стороны, высокая удельная металлоемкость и удельные энергозатраты на выработку холода холодильной установки, кроме того, затруднена механическая очистка наружной поверхности теплообменных труб от водяного камня. The disadvantages of the known heat exchanger are low thermal performance due to one-sided water irrigation of pipes with refrigerant only from the outside, high specific metal consumption and specific energy consumption for producing cold of the refrigeration unit, in addition, mechanical cleaning of the outer surface of the heat exchanger pipes from water stone is difficult.

Задачей изобретения является повышение тепловой производительности конденсатора, упрощение очистки наружной поверхности теплообменных труб. The objective of the invention is to increase the thermal performance of the condenser, simplifying the cleaning of the outer surface of the heat exchange tubes.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном конденсаторе, преимущественно для холодильных аммиачных установок, включающем корпус, установленные в верхней части корпуса каплеуловитель, водораспределитель, оросительное устройство, расположенные под оросительным устройством теплообменные трубы для конденсирующегося хладагента, вентилятор, поддон и водяной насос, теплообменные трубы для конденсирующегося хладагента установлены вертикально, сгруппированы в теплообменные секции, каждая из которых снабжена входным и выходным горизонтальными коллекторами для конденсирующего хладагента и дополнительными теплообменными трубами, размещенными внутри теплообменных труб для конденсирующегося хладагента, соосно с ними и соединенными верхней частью с водораспределителем, а нижней сообщенными с поддоном, при этом теплообменные секции расположены одна от другой на расстоянии, обеспечивающем доступ к ним обслуживающего персонала. При этом водораспределитель выполнен в форме желоба открытого типа. The essence of the invention lies in the fact that in the known condenser, mainly for ammonia refrigeration plants, comprising a housing, a droplet eliminator, a water distributor, an irrigation device, heat exchanger tubes for condensing refrigerant located under the irrigation device, a fan, a tray and a water pump, heat exchangers located under the irrigation device pipes for condensing refrigerant are installed vertically, grouped into heat exchange sections, each of which is equipped with inlet and outlet m horizontal collectors for condensing refrigerant and additional heat transfer pipes located inside the heat exchange pipes for condensing refrigerant, coaxial with them and connected with the upper part to the water distributor, and the lower communicated with the pallet, while the heat exchange sections are located one from another at a distance providing access to them attendants. In this case, the water distributor is made in the form of an open type gutter.

Теплообменные секции выполнены равной ширины. Heat exchange sections are made of equal width.

Корпус выполнен в форме многогранной призмы, например шестигранной. The housing is made in the form of a multifaceted prism, for example a hexagonal one.

Теплообменные секции выполнены разной ширины для компактного размещения их в корпусе. Heat-exchange sections are made of different widths for compact placement in the casing.

Теплообменные секции расположены на расстоянии 35-50 см одна от другой. Heat exchange sections are located at a distance of 35-50 cm from one another.

На фиг. 1 и 2 изображен предлагаемый конденсатор, общий вид; на фиг.3 принципиальная схема конденсатора. In FIG. 1 and 2 depict the proposed capacitor, a General view; figure 3 circuit diagram of the capacitor.

Конденсатор содержит корпус 1, поддон 2, вентиляторы 3, прикрепленные к корпусу 1, теплообменник 4, водораспределитель 5, орошающее устройство 6, каплеуловитель 7, водяной фильтр 8, размещенный в поддоне 2 и соединенный трубопроводом 9 с насосом 10. Теплообменник 4 содержит центральную теплообменную секцию 11 и группу боковых теплообменных секций 12, расположенных на расстоянии 35-50 см одна от другой. Теплообменные секции 11 и 12 выполнены в виде пучка вертикально расположенных труб 13 для конденсирующегося хладагента, внутри которых и соосно с ними расположены дополнительные теплообменные трубы 14, верхней частью соединенные с водораспределителем 5, а нижней частью сообщающиеся с поддоном 2. Каждая боковая теплообменная секция 12 содержит входной горизонтальный коллектор 15 для конденсирующегося хладагента и выходной горизонтальный коллектор 16 для конденсирующегося хладагента, при этом коллекторы 15 и 16 соединены соответственно с входным горизонтальным 17 и выходным горизонтальным 18 коллекторами конденсирующегося хладагента центральной теплообменной секции 11. Коллектор 17 содержит патрубок 19 для ввода конденсирующегося хладагента, патрубок 20 для выпуска воздуха, патрубок 21 уравнительной линии, патрубок 22 для подсоединения манометра и патpубок 23 для подсоединения предохранительного клапана. Коллектор 18 содержит патрубок 24 для слива сконденсированного хладагента. Орошающее устройство 6 выполнено в виде пучка горизонтально расположенных труб с форсунками 25, объединенных в коллектор 26, который снабжен патрубком подачи воды 27. Коллектор 26 соединен с водораспределителем 5, орошающим устройством 6 и трубопроводом 28 соединен с насосом 10. The condenser comprises a housing 1, a tray 2, fans 3 attached to the housing 1, a heat exchanger 4, a water distributor 5, an irrigation device 6, a drip trap 7, a water filter 8 located in the tray 2 and connected by a pipe 9 to the pump 10. The heat exchanger 4 contains a central heat exchange section 11 and a group of side heat-exchange sections 12 located at a distance of 35-50 cm from each other. The heat exchange sections 11 and 12 are made in the form of a bunch of vertically arranged pipes 13 for condensing refrigerant, inside of which and coaxially with them are located additional heat transfer pipes 14, connected to the water distributor 5 by the upper part and connected to the pallet 2 by the lower part. Each side heat exchange section 12 contains horizontal inlet manifold 15 for condensing refrigerant and horizontal outlet manifold 16 for condensing refrigerant, with collectors 15 and 16 connected respectively to the inlet m 17 horizontal and the outlet horizontal manifolds 18 center refrigerant condensing heat exchanger section 11. The manifold 17 comprises a pipe 19 to enter the condensing refrigerant pipe 20 for discharging the air, the equalizing pipe 21 line pipe 22 for connecting a pressure gauge and patpubok 23 for connecting the safety valve. The manifold 18 includes a pipe 24 for draining the condensed refrigerant. The irrigation device 6 is made in the form of a bunch of horizontally arranged pipes with nozzles 25 combined into a collector 26, which is equipped with a water supply pipe 27. The collector 26 is connected to a water distributor 5, an irrigation device 6 and a pipe 28 connected to a pump 10.

Корпус 1 и поддон 2 выполнены в виде параллелепипеда или могут быть выполнены в виде многогранной призмы, например шестигранной. The housing 1 and the pallet 2 are made in the form of a parallelepiped or can be made in the form of a multifaceted prism, for example, a hexagonal one.

Водораспределитель 5 выполнен в форме желоба отрытого типа, что позволяет легко производить периодическую механическую очистку внутренней поверхности водораспределителя 5 и внутренней поверхности труб 14 от водяного камня. The water distributor 5 is made in the form of an open type gutter, which makes it easy to periodically mechanically clean the inner surface of the water distributor 5 and the inner surface of the pipes 14 from water stone.

При выполнении корпуса 1 в форме параллелепипеда боковые теплообменные секции 12 выполняют равной ширины. When the housing 1 is in the form of a parallelepiped, the lateral heat-exchange sections 12 are of equal width.

При выполнении корпуса 1 в форме многогранной призмы боковые теплообменные секции 12 выполняют разной ширины для компактного размещения их в корпусе 1. When executing the housing 1 in the form of a multifaceted prism, the lateral heat exchange sections 12 are of different widths for compact placement in the housing 1.

Конденсатор работает следующим образом. The capacitor works as follows.

Газообразный хладагент (аммиак) через патрубок 19 подают в коллектор 17. Из коллектора 17 газообразный хладагент поступает в коллекторы 15 теплообменных секций 12, а затем в межтрубное пространство, образованное теплообменными трубами 13 и 14. Gaseous refrigerant (ammonia) is supplied through the pipe 19 to the manifold 17. From the collector 17, the gaseous refrigerant enters the collectors 15 of the heat exchange sections 12, and then into the annular space formed by the heat exchange pipes 13 and 14.

Вода из поддона 2 через фильтр 8 забирается насосом 10 и по трубопроводу 27 подается в водораспределитель 5 и орошающее устройство 6. Water from the pan 2 through the filter 8 is taken by the pump 10 and through the pipe 27 is supplied to the water distributor 5 and the irrigation device 6.

Первый водяной поток через водораспределитель 5 поступает в трубы 14 и, омывая их внутреннюю поверхность, стекает в поддон 2. The first water stream through the water distributor 5 enters the pipes 14 and, washing their inner surface, flows into the pan 2.

Второй водяной поток из орошающего устройства 6 через форсунки 25 распыляется на наружную поверхность труб 13 и стекает в поддон 2. The second water stream from the irrigation device 6 through the nozzles 25 is sprayed onto the outer surface of the pipes 13 and flows into the pan 2.

Наружный воздух вентиляторами 3 нагнетается в корпус 1 и движется навстречу падающим каплям и стекающей по поверхности труб 13 пленке воды и, пройдя через каплеуловитель 7. удаляется из корпуса 1. Капли воды, уносимые потоком воздуха, задерживаются каплеуловителем 7 и стекают вниз. В процессе движения распыленной воды происходит ее частичное испарение за счет соприкосновения с сухим наружным воздухом, при этом температура воды понижается и происходит интенсивное охлаждение наружной поверхности труб 13. Часть распыленной воды, которая не соприкасается с теплообменными трубами 13, за счет испарения обеспечивает охлаждение воды, циркулирующей в конденсаторе. Воздух при движении в корпусе 1 увлажняется и затем удаляется из корпуса 1, а на его место поступает новая порция сухого воздуха, который, снова соприкасаясь с водой, увлажняется, обеспечивая процесс испарительного охлаждения. Цикл при этом повторяется многократно. Outside air by fans 3 is pumped into the housing 1 and moves towards the falling drops and a film of water flowing down the surface of the pipes 13 and, passing through the drip tray 7. is removed from the housing 1. The water droplets carried away by the air flow are held up by the drip tray 7 and flow down. In the process of movement of the sprayed water, its partial evaporation occurs due to contact with dry outside air, while the water temperature decreases and the outer surface of the pipes 13 is intensively cooled. The part of the sprayed water that does not come into contact with the heat exchange pipes 13 provides water cooling due to evaporation circulating in the capacitor. The air during movement in the housing 1 is humidified and then removed from the housing 1, and in its place a new portion of dry air enters, which, again in contact with water, is moistened, providing an evaporative cooling process. The cycle is repeated many times.

Газообразный хладагент, проходя по межтрубному пространству теплообменных труб 13 и 14, охлаждается и конденсируется. Образовавшиеся капли хладагента стекают в коллекторы 16 и 18 и через патрубок 24 жидкий хладагент выводится из конденсатора. Gaseous refrigerant passing through the annular space of the heat exchange pipes 13 and 14 is cooled and condensed. The resulting drops of refrigerant flow into the collectors 16 and 18 and through the pipe 24, the liquid refrigerant is removed from the condenser.

Рабочее давление в конденсаторе контролируется манометром, который подсоединяют к патрубку 22. При повышении давления конденсации выше допустимого происходит аварийный выпуск паров аммиака через предохранительный клапан, подсоединенный к патрубку 23. Перед включением конденсатора в работу производят выпуск воздуха через патрубок 20. Для выравнивания давления между конденсатором и линейным ресивером предусмотрен патрубок 21 на уравнительной линии. The operating pressure in the condenser is controlled by a pressure gauge, which is connected to the nozzle 22. When the condensation pressure rises above the permissible pressure, ammonia vapors are released through a safety valve connected to the nozzle 23. Before turning on the condenser, air is let out through the nozzle 20. To equalize the pressure between the condenser and a line receiver provides a pipe 21 on the equalization line.

Предлагаемый конденсатор по сравнению с конденсатором-прототипом позволяет повысить его тепловую производительность, обеспечить возможность очистки теплообменной поверхности от водяного камня, снизить давление конденсации и расход электроэнергии на выработку холода. The proposed capacitor in comparison with the prototype capacitor allows to increase its thermal performance, to provide the ability to clean the heat exchange surface from water stone, to reduce the condensation pressure and the energy consumption for generating cold.

Claims

1. CONDENSER mainly for ammonia refrigeration units, comprising a housing, a drip tray, a water distributor, an irrigation device, heat exchange pipes for a condensing refrigerant, a fan, a tray and a water pump located under the irrigation device, characterized in that the heat exchange pipes for a condensing refrigerant are installed in the upper part of the housing mounted vertically, grouped into heat exchange sections, each of which is equipped with inlet and outlet horizontal collectors for I condensing refrigerant and additional heat transfer pipes located inside the heat exchanger tubes for condensing refrigerant coaxially with them and connected to the upper part of the water distributor, and the lower connected to the pallet, while the heat exchange sections are located one from another at a distance to provide access to them for maintenance personnel.

2. The condenser according to claim 1, characterized in that the water distributor is made in the form of an open type gutter.

3. The condenser according to claims 1 and 2, characterized in that the heat exchange sections are made of equal width.

4. The capacitor according to claims 1 and 2, characterized in that the housing is made in the form of a multifaceted prism, for example a hexagonal one.

5. The condenser according to claims 1, 2 and 4, characterized in that the heat exchange sections are made of different widths for compact placement in the housing.

6. The capacitor according to paragraphs. 1 to 4, characterized in that the heat exchange sections are located at a distance of 35 to 50 cm from one another.