RU89680U1

RU89680U1 - EVAPORATOR

Info

Publication number: RU89680U1
Application number: RU2009127253/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Григорьевич Букин; Андрей Юрьевич Кузьмин; Виталий Николаевич Васильев; Игорь Владимирович Бирюлин
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2009-12-10

Abstract

Испаритель, содержащий корпус с размещенным внутри пучком теплообменных труб, закрепленных в трубных досках, с фланцами входа и выхода рассола, а также фланцем входа парожидкостной смеси хладагента и фланцем выхода паров хладагента, отличающийся тем, что теплообменные трубки выполнены с ребрами, полученными пропусканием исходной трубы со спирально-накатными ребрами через втулку, диаметр которой меньше диаметра исходной трубы, а снизу, в средней части корпуса, установлен патрубок входа парожидкостной смеси, который через трубку внутри корпуса прикреплен к трубчатому распределителю, содержащему центральную трубу и радиальные трубки, в которых выполнены отверстия, причем диаметры отверстий возрастают вдоль оси испарителя в обе стороны от входа трубки, через которую патрубок входа парожидкостной смеси прикреплен к трубчатому распределителю.An evaporator comprising a housing with a bundle of heat exchanger tubes installed inside the tube boards and brine inlet and outlet flanges, as well as an inlet-vapor mixture of the refrigerant mixture and an outlet flange of refrigerant vapor, characterized in that the heat exchange tubes are made with fins obtained by passing the original pipe with spiral-rolling ribs through the sleeve, the diameter of which is less than the diameter of the original pipe, and from the bottom, in the middle part of the body, there is a pipe for the entrance of the vapor-liquid mixture, which through the pipe inside to the housing is attached to a tubular distributor containing a central pipe and radial tubes in which openings are made, and the diameters of the holes increase along the axis of the evaporator on both sides of the inlet of the tube, through which the nozzle of the vapor-liquid mixture inlet is attached to the tubular distributor.

Description

Полезная модель относится к теплообменным аппаратам и может быть использована в холодильной технике.The utility model relates to heat exchangers and can be used in refrigeration.

Известна теплообменная труба со спирально-навивными ребрами, размещенными снаружи на медной трубе. (Теплообменные аппараты холодильных установок. Данилова Г.Н. и др. Л. «Машиностроение», 1973, стр. 168, рис.93 в).Known heat transfer pipe with spiral-wound ribs placed externally on a copper pipe. (Heat exchangers of refrigeration units. Danilova GN, et al. L. “Mechanical Engineering”, 1973, p. 168, Fig. 93 c).

Однако, в известной теплообменной трубе пузырьки нагреваемой среды, например, фреон, скользят вдоль ребер и поднимаются вверх с недостаточным контактом с теплообменной поверхностью.However, in a known heat exchange tube, bubbles of a heated medium, such as freon, slide along the ribs and rise up with insufficient contact with the heat exchange surface.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является испаритель, содержащий корпус с размещенным внутри пучком теплообменных труб, закрепленных в трубных досках, с фланцами входа и выхода рассола, а также фланцем входа паро-жидкостной смеси хладагентов и фланцем выхода паров хладагентов (см. а.с. СССР. 1746163, 1992 г.)The closest in technical essence to the claimed solution is an evaporator containing a housing with a bundle of heat exchange pipes mounted inside the tube sheets, with brine inlet and outlet flanges, as well as an inlet-vapor mixture of the refrigerant vapor mixture and an outlet flange of refrigerant vapor (see a .s. USSR. 1746163, 1992)

Техническая задача создание устройства, лишенного указанных недостатков.The technical task is to create a device devoid of these disadvantages.

Технический результат - повышение коэффициента теплоотдачи со стороны холодильного агента, увеличение холодопроизводительности испарителя, уменьшение необратимых потерь энергии при эксплуатации испарителя.The technical result is an increase in the heat transfer coefficient on the part of the refrigerant, an increase in the refrigerating capacity of the evaporator, a reduction in irreversible energy losses during operation of the evaporator.

Он достигается тем, что в испарителе содержит корпус с размещенным внутри пучком теплообменных труб, закрепленных в трубных досках, с фланцами входа и выхода рассола, а также фланцем входа паро-жидкостной смеси хладагента и фланцем выхода паров хладагента, теплообменные трубки выполнены с ребрами, полученными пропусканием исходной трубы со спирально-накатными ребрами через втулку, диаметр которой меньше диаметра исходной трубы, a снизу, в средней части корпуса, установлен патрубок входа парожидкостной смеси, который через трубку внутри корпуса прикреплен к трубчатому распределителю, содержащему центральную трубу и радиальные трубки, в которых выполнены отверстия, причем диаметры отверстий возрастают вдоль оси испарителя в обе стороны от входа трубки, через которую патрубок входа парожидкостной смеси прикреплен к трубчатому распределителю.It is achieved by the fact that in the evaporator it contains a housing with a bundle of heat exchange tubes mounted inside the tube plates, with brines for the inlet and outlet of the brine, as well as an inlet flange for the vapor-liquid mixture of the refrigerant and a flange for the exit of refrigerant vapor, the heat transfer tubes are made with fins obtained By passing the initial pipe with spiral-rolling ribs through the sleeve, the diameter of which is less than the diameter of the initial pipe, and from the bottom, in the middle part of the body, an inlet of the vapor-liquid mixture is installed, which is through the tube inside orpusa attached to the tubular distributor comprising a central conduit and the radial tubes in which the openings, the diameters of the openings increases along the evaporator axis in both directions from the inlet tube through which the liquid-vapor mixture entry conduit is attached to a tubular distributor.

На рисунке представлен испаритель фиг.1 - общий вид; фиг.2 -разрез А-А; фиг.3 - узел I на фиг.1; фиг.4 - теплообменная труба известного испарителя; на фиг.5 - труба-втулка; на фиг.6 - теплообменная труба предлагаемого испарителя; на фиг.7 - разрезы теплообменных труб, а)известного и б) предлагаемого испарителей.The figure shows the evaporator of figure 1 - General view; figure 2 is a section aa; figure 3 - node I in figure 1; 4 is a heat transfer tube of a known evaporator; figure 5 - pipe sleeve; figure 6 - heat transfer pipe of the proposed evaporator; Fig.7 - sections of heat transfer pipes, a) known and b) of the proposed evaporators.

Испаритель содержит корпус 1 с размещенным внутри пучком теплообменных труб 2 с ребрами с частично-замкнутым объемом (430), закрепленных в трубных досках 3 и 4. На левой крышке 5 установлены входной 6 и выходной 7 патрубки рассола. Снизу в среднюю часть корпуса 1 установлен патрубок 8 входа парожидкостной смеси хладагента, внутри корпуса 1 к трубе 9 прикреплен трубчатый распределитель 10 парожидкостной смеси, а сверху корпуса 1 установлен выходной патрубок 11 паров хладагента. Распределитель 10 имеет центральную трубу 12 и радиальные трубки 13, на которых выполнены отверстия 14. Теплообменная труба 2 имеет оребрение с частично-замкнутым объемом (ЧЗО) 15 с наружным диаметром D_TT, равным диаметру трубы-втулки 16, т.е. D_TB=D_ТТ, и на 10-15% меньше диаметра Dит - исходной теплообменной трубы 17, имеющей ребра 18.The evaporator comprises a housing 1 with a bundle of heat transfer tubes 2 inside and with fins with a partially-enclosed volume (430) fixed in tube plates 3 and 4. On the left cover 5, an inlet 6 and an outlet 7 of the brine pipe are installed. From the bottom, in the middle part of the housing 1, a nozzle 8 for entering the vapor-liquid mixture of refrigerant is installed, inside the housing 1, a tube-liquid distributor 10 of the vapor-liquid mixture is attached to the pipe 9, and an outlet pipe 11 of refrigerant vapor is installed on top of the housing 1. The distributor 10 has a central pipe 12 and radial tubes 13, on which the holes are made 14. The heat exchange pipe 2 has a finned enclosure (CEZ) 15 with an outer diameter D _TT equal to the diameter of the sleeve pipe 16, i.e. D _TB = D _TT , and 10-15% less than the diameter of Dit - the original heat exchange pipe 17, having ribs 18.

Процесс компоновки теплообменной трубы 2 сводится к следующему. Труба-втулка 16 крепится, например, в тисках. Исходная теплообменная труба 17 со стандартным оребрением (например, со спирально-накатными ребрами) (рис.4) вставляется в трубу-втулку 16 и силой F пропускается полностью до выхода из нее.The process of arranging the heat exchanger pipe 2 is as follows. The pipe sleeve 16 is mounted, for example, in a vise. The initial heat exchange tube 17 with standard finning (for example, with spiral-rolling fins) (Fig. 4) is inserted into the sleeve tube 16 and is completely passed by force F until it leaves it.

В распределителе 10 диаметры отверстий 14 выполнены из расчета возрастания от входа трубки 9 вдоль оси испарителя.In the distributor 10, the diameters of the holes 14 are made based on the increase from the entrance of the tube 9 along the axis of the evaporator.

Испаритель работает следующим образом.The evaporator operates as follows.

В патрубок 8 поступает парожидкостная смесь холодильного агента, которая через трубку 9 поступает в трубчатый распределитель 10 и через отверстия 14 равномерно распределяется по объему корпуса 1 испарителя. В патрубок 6 подается "теплый" рассол, который проходя по 1 внутритрубному пространству теплообменных труб 2 охлаждается и выходит через патрубок 7. Жидкий холодильный агент (фреон) при контакте с трубками 2 начинает кипеть за счет тепла рассола, циркулирующего по трубкам 2. Образующиеся пары холодильного агента (фреона) через патрубок 11 отсасываются из испарителя компрессором (на рисунке не показан).A vapor-liquid mixture of a refrigerant enters the nozzle 8, which enters the tube distributor 10 through the tube 9 and is evenly distributed through the openings 14 throughout the volume of the evaporator body 1. A “warm” brine is fed into the nozzle 6, which, passing through the in-tube space of the heat exchange tubes 2, is cooled and exits through the nozzle 7. The liquid refrigerant (freon), upon contact with the tubes 2, begins to boil due to the heat of the brine circulating through the tubes 2. The resulting vapors refrigerant (freon) through the pipe 11 is sucked from the evaporator by a compressor (not shown).

Предлагаемый испаритель обладает следующими преимуществами:The proposed evaporator has the following advantages:

1) Увеличивается площадь контакта заключенной между ребрами жидкости с металлом ребер, Это позволяет быстрее нагреть и перегреть жидкость, заключенную между ребрами, тем самым увеличивается частота образования пузырьков пара до поверхности нагрева во время кипения. Возрастает коэффициент теплоотдачи.1) The contact area of the fluid enclosed between the ribs with the metal of the ribs increases. This allows faster heating and overheating of the fluid enclosed between the ribs, thereby increasing the frequency of formation of vapor bubbles to the heating surface during boiling. The heat transfer coefficient increases.

2) Образующиеся на нижней образующей теплообменной трубки пузырьки пара не сразу покидают поверхность, а движутся по каналу к, верхней образующей трубки и после этого срываются с теплообменной поверхности. Во время своего движения пузырек пара срывает с теплообменной поверхности другие пузырьки пара, встречающиеся на его пути. Это также увеличивает частоту парообразования и коэффициент теплоотдачи.2) Steam bubbles formed on the lower generatrix of the heat exchange tube do not immediately leave the surface, but move along the channel to the upper generatrix of the tube and then break off from the heat exchange surface. During its movement, the vapor bubble breaks off other vapor bubbles from its heat exchange surface that are encountered in its path. It also increases the frequency of vaporization and the heat transfer coefficient.

3) Увеличение площади контакта заключенной между ребрами жидкости с теплообменной поверхностью позволяет уменьшить разность температур между температурами теплообменной поверхности и жидкости в момент начала кипения. Это позволяет снизить необратимые потери энергии во время эксплуатации испарителя и тем самым уменьшить эксплуатационные затраты.3) An increase in the contact area of the liquid enclosed between the ribs with the heat exchange surface allows one to reduce the temperature difference between the temperatures of the heat exchange surface and the liquid at the time of boiling. This allows you to reduce irreversible energy loss during operation of the evaporator and thereby reduce operating costs.

4) Уменьшается наружный диаметр трубки с сохранением теплообменной площади. Это позволит в объеме кожуха испарителя разместить больше трубок с ребрами, образующими частично-замкнутый объем (ЧЗО), чем со стандартным оребрением.4) The outer diameter of the tube is reduced while maintaining the heat transfer area. This will allow in the volume of the evaporator casing to place more tubes with ribs forming a partially-enclosed volume (ChZO) than with standard fins.

5) Увеличивается коэффициент теплопередачи энергии от рассола к холодильному агенту, тем самым увеличивается холодопроизводительность испарителя.5) The coefficient of heat transfer of energy from the brine to the refrigerant increases, thereby increasing the cooling capacity of the evaporator.

6) Распределитель позволяет более равномерно подводить пузырьки пара хладагента, поступающего вместе с парожидкостной смесью в испаритель, к нижним трубкам теплообменного пучка. Это позволит более интенсивно турбулизировать жидкий холодильный агент в межтрубном пространстве испарителя и увеличить коэффициент теплопередачи.6) The distributor makes it possible to more evenly supply bubbles of refrigerant vapor entering together with the vapor-liquid mixture into the evaporator to the lower tubes of the heat exchange beam. This will allow more intensively turbulize the liquid refrigerant in the annulus of the evaporator and increase the heat transfer coefficient.

Claims

An evaporator comprising a housing with a bundle of heat exchanger tubes installed inside the tube boards and brine inlet and outlet flanges, as well as an inlet-vapor mixture of the refrigerant mixture and an outlet flange of refrigerant vapor, characterized in that the heat exchange tubes are made with fins obtained by passing the original pipe with spiral-rolling ribs through the sleeve, the diameter of which is less than the diameter of the original pipe, and from the bottom, in the middle part of the body, there is a pipe for the entrance of the vapor-liquid mixture, which through the pipe inside to the housing is attached to a tubular distributor containing a central pipe and radial tubes in which openings are made, and the diameters of the holes increase along the axis of the evaporator on both sides of the inlet of the tube, through which the nozzle of the vapor-liquid mixture inlet is attached to the tubular distributor.