Isparivači i Kondenzatori

8/17/2019 Isparivači i Kondenzatori

1/28

ISPARIVAČI IKONDENZATORI


2/28

UVOD

• Da bi se toplota u rashladnom procesu prenijela s nižena višu temperaturu, potrebna su najmanje dva toplotnaizmjenjivača.

• Jedan od njih omogućuje da se toplota s hlađenog tijela prenese na radni medij procesa, a drugi da se toplota odradnog medija preda okolini.

• Kod parnih procesa radni medij mijenja agregatno stanjepri prolasku kroz ove izmjenjivače, pa govorimo oisparivaču i kondenzatoru .


3/28

Slika: tok promjene temperatura u

kondenzatoru i isparivaču


4/28

• Izmijenjena je toplota Q = kA Δ Tm [W], gdje je• k [W/m2 K] koeficijent prolaza toplote,• A [m2] površina izmjenjivača i

• Δ Tm srednja temperaturna razlika koja se računa kao :


5/28

Temperatura T1′ predstavlja kod kondenzatora ulaznu temperaturu medija koji hladiradni medij (npr. zrak iz okoline), a kod isparivača ulaznu temperaturu hlađenogmedija (npr. zrak u hladionici).

Na te temperature obično nije moguće utjecati. Da bi se postigao što povoljniji faktorhlađenja treba:

• temperatura kondenzacije biti što niža, a temperatura isparivanja što viša, dakletreba ΔT′ biti što manji.Povećanje faktora hlađenja može se postići na više načina: • povećanjem površine izmjenjivača,• povećanjem protoka medija za prenos toplote koja u kondenzatoru hladi radni

medij, odnosno povećanjem protoka hlađenog medija u isparivaču ili

• povećanjem koeficijenta prelaza toplote.Uređaj s većim faktorom hlađenja trošiti će manje snage za postizanje istog rashladnog učina, pa će troškovi pogona biti niži. S druge strane,površina izmjenjivača, a time i troškovi njihove dobave biti će manji ako su srednjerazlike temperatura ΔTm veće. Ova dva uticaja na troškove treba uskladiti na načinda se toplotni izmjenjivači odaberu na temelju zahtjeva za optimalnim troškovima, apritom je od velikog značaja da se postignu što viši koeficijenti prolaza toplote.


6/28

ISPARIVAČI • Isparivači su izmjenjivači toplote u rashladnim postrojenjima koji

oduzimaju toplotu od hlađenog prostora ili medija. Preuzeta toplota,uslijed razlike temperatura, isparava rashladni fluid koji struji krozcijev ili oko cijevi. Na dijagramu se vidi temperaturna raspodjela dužcijevi isparivača.


7/28

Tipovi i konstrukcije isparivača

Podjela isparivača može se provesti na više različitih načina.

Prema namjeni isparivači se mogu podijeliti u slijedeće grupe:

• isparivači za hlađenje kondenzata,• isparivači za hlađenje zraka (i plinova), • isparivači za hlađenje i smrzavanje proizvoda kontaktnim prenosom

toplote,

• specijalni isparivači, npr. isparivači – kondenzatori u kaskadnimrashladnim uređajima i sl.)

Prema načinu isparivanja i regulaciji napajanja radnim medijem razlikuju se

• suhi isparivači • potopljeni isparivači


8/28

Prema obliku površine za prenos toplote isparivačimogu biti:

• glatkocijevni,• pločasti, • orebreni

Oblikovanje površina za prelaz toplote:a) glatka cijev,b) c) limovi oblikovani i zatim presovani kao cijevi,d) cijevi obložene limom s prostorom za akumulacijsku masu, e) limene lamele navučene na cijevi, f) spiralno orebrenje namotano na cijevi,g) orebrenje otisnuto na glatke cijevi,h) umetci za povećanje turbulencije umetnuti u cijevi.


9/28

Suhi isparivači

•Koriste se za hlađenjezraka, kao i za hlađenjekondenzata.

• U njima radni medijpotpuno isparuje, a parase pregrijava u izlaznoj zoniisparivača.

• Odgovarajućim načinomregulacije osigurava se dana izlazu iz isparivača parabude pregrijana.

• Prave se od glatkih iliorebrenih cijevi, kaoisparivači s cijevima uplaštu, kao pločasti ili kaokoaksijalni isparivači.


10/28

• Prigušni ventil u suhi isparivač propušta samo tolikorashladnog fluida da on u potpunosti ispari. Taj proces

je automatiziran .

• Na izlazu iz ove vrste isparivača je uvijeksuha pregrijana para.• Ako se radi o hlađenju zraka, cijevi nisu gole već su

orebrene .

• Postoji mogućnost različitih smjerova zraka irashladnog fluida: protustrujni, istostrujni, unakrsni,kombinovani itd.


11/28

Potopljeni isparivači Potopljeni su isparivači skoro

potpuno ispunjenikondenzatom radnog medija.

• Izrađuju se se u obliku cijevnihsnopova od glatkih ili orebrenihcijevi, ili kao isparivači scijevnim snopom u plaštu.

• Prelaz toplote na strani radnogmedija je intenzivniji nego kodsuhih isparivača, jer je cijelapovršina unutrašnjih stijenki udodiru s kondenzatom.

• Cirkulacija radnog medija upotopljenim isparivačima možebiti prirodna ili prisilna , kadakroz njih cirkulira nekoliko putaviše kondenzata nego štoispari.

• Koriste se uglavnom u većimrashladnim instalacijama.


12/28

Isparivači tipa “plašt i snop cijevi”

• Mogu se izvesti kao suhi ili kao potopljeni isparivači • Kod suhih isparivača, voda struji između plašta i cijevi dokrashladni fluid struji kroz cijevi. Kompletno je isparavanjerashladnog fluida

• Za bezbijedno vraćanje ulja u kompresor moramo obezbijeditidovoljnu brzinu strujanja rashladnog fluida, tako da sa sobompovlači iulje . Zbog toga isparivač ima više hodova štopomaže i prenosu toplote.


13/28

• Kod potopljenih isparivača ovog tipa voda, koja sehladi, struji kroz cijev dok se rashladni fluid nalaziunutar plašta, oko cijevi.

• Nivo rashladnog fluida je do vrha najgornje cijevi aiznad je parni prostor.

• Kod ovog isparivača treba posebno voditi računa ovraćanju ulja u kompresor.


14/28

Potopljeni isparivač tipa “plašt i snop cijevi” sa eliminatoromkapljica radnog medija

Potopljeni isparivač tipa “plašt i snop cijevi” sahorizontalnim odvajačem parne faze radnog medija


15/28

Isparivači za hlađenje zraka

• Kod isparivača koji hlade zrak, na cijevima i lamelama u tokurada izdvaja se vlaga (klimatizacija) ili inje (hlađenje ispod 0° C)

• Izdvajamo vlagu jer je zrak vlažan, a kada se hladi, zadržimanje vlage, pa se skuplja na hladnim površinama (čestapojava kod kućnih hladnjaka)

• Kad se nakupi previše vlage prelazi u led, ometa prolaztoplote i može u potpunosti blokirati rad isparivača. Zbog togaovi isparivači imaju periodično otapanje.

Otapanje može biti:

• Direktno (grijačima koji su ugrađeni u isparivač), • Sistemom vrućeg gasa


16/28

Isparivač sa glatkim cijevima za hlađenje zraka

Pločasti isparivač za hlađenje zraka


17/28

KONDENZATORI

• Toplota koja se preuzima u isparivaču zajedno saradom kompresora, uz određene gubitke,

predstavlja toplotu koja se iz rashladnog ciklusamora predati okolini. To vršimo pomoćukondenzatora.


18/28

Tipovi i konstrukcije kondenzatora

Prema načinu hlađenja kondenzatori se dijele na: • Protočni kondenzatori hlađeni zrakom• Protočni kondenzatori hlađeni vodom• Optočni kondenzatori hlađeni zrakom i vodom koja ishlapljuje Površine za prenos toplote mogu biti glatke cijevi , orebrene

cijevi ili profilisane ploče .


19/28

Zrakom hlađeni kondenzatori • Slična izrada kao suhi isparivači • Primjena je sve šira zbog sve većih problema sa snabdijevanjem

vodom. Primjenjuju se za sve veličine rashladnih uređaja.• Kondenzator se sastoji od više redova (2 do 6) orebrenih cijevi s

lamelama. K ao i kod isparivača, na kućište se ugrađuju ventilatoriradi ostvarivanja prisilne cirkulacije, a time i povećanja koeficijentaprelaza toplote.

• Za male kućanske hladnjake grade se zrakom hlađenikondenzatori s prirodnom cirkulacijom zraka. Orebrenje seizrađuje od lima, žice ili s lamelama.


20/28

Shematski prikaz kondenzatora:a) horizontalno strujanje zrakab) vertikalno strujanje zraka1-ulaz zraka kroz zaštitnu rešetku 2-izlaz zraka3-ulaz pare radnog medija4-izlaz kondenzata radnog medija5-ventilator s elektromotorom6-oplata kondenzatora7-orebrene cijevi

Shematski prikaz kondenzatora:a) horizontalno strujanje zrakab) vertikalno strujanje zraka1-ulaz zraka kroz zaštitnu rešetku 2-izlaz zraka3-ulaz pare radnog medija4-izlaz kondenzata radnog medija5-ventilator s elektromotorom6-oplata kondenzatora7-orebrene cijevi


21/28

• Radni medij, uglavnom freoni (rijetko amonijak), protiče krozcijevi koje su obično prečnika između 6 i 20 mm

Ventilatori u kondenzatoru mogu biti aksijalni i radijalni.

Slika: kondenzatori sa aksijalnim ventilatorima i

horizontalnim strujanjem zrakaa) za vanjsku ugradnju na otvoren prostor;b) vanjska ugradnja, pokriven prostor


22/28

Kondenzator sa aksijalnimventilatorima i vertikalnim

strujanjem zraka

Kondenzator sa radijalnimventilatorima


23/28

Razlika između isparivača ikondenzatora hlađenih zrakom

• Razmak između lamela kod kondenzatora je znatno gušći nego kodisparivača (2 mm naspram 4 -7 mm). Razlog tome je pojava inja kodisparivača, što nije slučaj kod kondenzatora.

• Isparivači sa otapanjem inja imaju u sebi ugrađene el. grijače ili sisteme savrućim gasom, i tavu za skupljanje otopljene vode i odvod vode van prostorije.• Kondenzatori imaju neki sistem za održavanje konstantnog pritiskakondenzacije. Tokom zime je temperatura okoline niska pa je i nizak pritisak,odnosno temperatura kondenzacije. U tom slučaju reguliše se pritisak nanekoliko načina: -kod kondenzatora sa više ventilatora, isključivanjem jednog ili viševentilatora,-kod kondenzatora sa jednim ventilatorom, rješenje je da motor ventilatoraima više brzina i da se broj obrtaja kontinualno mijenja ,-”potapanje” kondenzatora.

V d hl đ i k d i


24/28

Vodom hlađeni kondenzatori • Predstavljaju najekonomičnije rješenje ako na raspolaganju stoji dovoljna količina

rashladne vode odgovarajuće kvalitete i ako dovođenje vode do kondenzatora nije skupo. • Mogu biti tipa cijev u cijevi (za manje toplotne učine) i “plašt i snop cijevi” (Za veće

toplotne učine). PROTUSTRUJNI KONDENZATOR TIPA CIJEV U CIJEVI• Jedna ili više cijevi manjeg prečnika u vanjskoj cijevi većeg prečnika. Kroz unutrašnju

cijev ili cijevi struji voda, a oko njih u unutrašnjosti vanjske cijevi kondenzira radni medij.Kod višecijevnih kondenzatora poklopci na strani vode trebaju biti demontažni radičišćenja od vodenog kamenca.

• Ako se vanjska cijev savije u zavojnicu dobija se koaksijalni kondenzator sa spiralnouvijenom cijevi u cijevi. U unutrašnjoj cijevi protiče voda, a oko nje, u plaštu vanjske cijevikondenzira radni medij. Oko unutrašnje cijevi obično je u obliku zavojnice namotana ispiralna traka radi poboljšanja prelaza toplote. Kod takve izvedbenije mogućemehaničko čišćenje od vodenog kamenca.

1 –ulaz vode2-izlaz vode

3-ulaz pare

4- izlaz tečnosti, kondenzata


25/28

Vodom hlađeni kondenzator tipa “plašti snop cijevi”

• Grade se u svim veličinama. Radni medij kondenzira na snopu cijevi, a voda protiče krozcijevi u jednom ili više prolaza.

• Uobičajene su izvedbe s ravnim cijevima. Izvedbe su uglavnom horizontalne. Tamo gdje je na raspolaganju mali tlocrtni prostor za smještaj cijevi mogu biti vertikalne, ali tosmanjuje koeficijent prelaza toplote na strani radnog medija.

• Cijevi, prečnika 19 do 25 mm, mogu biti glatke, ali su češće orebrene rebrima niskogprofila (0,9 –1,5 mm visine)i razmaka 0,64 – 1,3 mm. Često se poduzimaju mjere zapovećanje prelaza toplote na unutrašnjoj strani cijevi (zavojnica, rebra i sl.).

1-ulaz vode;2-izlaz vode;3- ulaz pare RM;4-izlaz kondenzata RM;5-ispust ulja;6- priključak za sigurnosne ventile;

7-priklj. za izjednačavanje pritiska;8-priklj. za manometar,termometar;9-odvod nekondenzirajućih plinova;10-ispust vode;11- odzračivanje


26/28

Kombinovano hlađeni kondenzatori(voda i zrak)

• Dolazi do djelomičnog isparavanja vode u zrak. • Imaju sve prednosti vodom hlađenih kondenzatoraa potrošnja vode je znatno manja. • Cirkulacija zraka može biti prirodna (atmosferski

kondenzatori) ili prisilna (evaporativni kondenzatori).


27/28

Evaporativni kondenzator saprisilnom cirkulacijom zraka

1- ulaz pare RM; 2- izlaz kondenzata RM; 3-dodavanjepripremljene vode; 4- recirkulacija vode crpkom i raspršivanje prekosapnica; 5- preljev vode; 6- ulaz zraka; 7- izlaz zraka; 8- odvajačkapljica; 9- ventilator; 10- cijevne sekcije (orebrene ili od glatkihcijevi)


28/28

• Preko posebnog uvodnika voda, rotirajući, ulazi u vertikalnecijevi i samo oplakuje njihovu unutrašnju površinu i slijeva seprema dole.

• Kroz sredinu cijevi može strujati zrak prema gore te odnositiparu koja se izdvaja iz vode-preuzeta toplota kondenzacijeuglavnom ide na ishlapljivanje vode

• Može se koristiti i prljava voda jer se cijevi mogu čistitineprekidno• Kod ovih kondenzatora se mora voda dodavati, s jedne strane,

jer voda stalno isparava, a sa druge strane, jer voda ne smijezadržavati veću količinu soli. Količina soli iznad kritičnekoncentracije počinje da se taloži i stvara kamenac na

instalaciji.• Ovi se kondenzatori koriste uglavnom u industrijskim

postrojenjima s amonijakom (R 717).

Documents

Isparivači i Kondenzatori