در مواردی که مصرف فاز بخار گاز مایع از میزان تبخیر طبیعی در ظرف بیشتر باشد، استفاده از اواپراتورها ضروری است که به دلیل گرمایش الکتریکی، فرآیند تبخیر فاز مایع به فاز بخار را تسریع می‌کنند. و تامین گاز مصرف کننده را در حجم محاسبه شده تضمین کند.

هدف اواپراتور LPG تبدیل فاز مایع گازهای هیدروکربن مایع (LPG) به فاز بخار است که از طریق استفاده از اواپراتورهای الکتریکی گرم می شود. واحدهای تبخیر را می توان به یک، دو، سه یا چند اواپراتور برقی مجهز کرد.

نصب اواپراتورها امکان کار یک اواپراتور و چندین اواپراتور را به صورت موازی فراهم می کند. بنابراین، بهره وری نصب ممکن است بسته به تعداد اواپراتورهایی که به طور همزمان کار می کنند متفاوت باشد.

اصل عملکرد واحد تبخیر:

هنگامی که واحد تبخیر روشن می شود، اتوماسیون واحد تبخیر را تا 55 درجه سانتیگراد گرم می کند. شیر برقی در ورودی فاز مایع به واحد تبخیر بسته خواهد شد تا دما به این پارامترها برسد. سنسور کنترل سطح در شیر قطع (در صورت وجود سطح سنج در شیر قطع) سطح را کنترل می کند و در صورت پر شدن بیش از حد، شیر ورودی را می بندد.

اواپراتور شروع به گرم شدن می کند. با رسیدن به دمای 55 درجه سانتی گراد، شیر مغناطیسی ورودی باز می شود. گاز مایع وارد رجیستر لوله گرم شده و تبخیر می شود. در این زمان، اواپراتور به گرم شدن ادامه می دهد و هنگامی که دمای هسته به 70-75 درجه سانتی گراد رسید، سیم پیچ گرمایش خاموش می شود.

روند تبخیر ادامه دارد. هسته اواپراتور به تدریج خنک می شود و هنگامی که دما به 65 درجه سانتیگراد کاهش می یابد، کویل گرمایش دوباره روشن می شود. چرخه تکرار می شود.

مجموعه کامل واحد تبخیر:

واحد تبخیر را می توان با یک یا دو گروه تنظیم کننده برای کپی کردن سیستم احیاء و همچنین خط بای پس فاز بخار، دور زدن واحد تبخیر برای استفاده از فاز بخار تبخیر طبیعی در نگهدارنده های گاز مجهز کرد.

برای نصب از رگولاتورهای فشار استفاده می شود فشار را تنظیم کنیددر خروجی از واحد تبخیر به مصرف کننده.

• مرحله 1 - تنظیم فشار متوسط ​​(از 16 تا 1.5 بار).
• مرحله 2 - تنظیم فشار کماز 1.5 بار تا فشار مورد نیاز هنگام عرضه به مصرف کننده (به عنوان مثال، به دیگ بخار گاز یا نیروگاه پیستونی گاز).

مزایای واحدهای تبخیر PP-TEC "Innovative Fluessiggas Technik" (آلمان)

1. طراحی جمع و جور، وزن سبک.
2. عملیات اقتصادی و ایمن.
3. قدرت حرارتی بزرگ.
4. عمر طولانی.
5. عملیات پایدار در دماهای پایین.
6. سیستم کنترل تکراری برای خروج فاز مایع از اواپراتور (مکانیکی و الکترونیکی).
7. ضد یخ زدگی فیلتر و شیر برقی (فقط PP-TEC)

بسته شامل:

ترموستات دوگانه برای کنترل دمای گاز،
- سنسورهای کنترل سطح مایع،
- شیرهای برقی در ورودی فاز مایع
- مجموعه ای از اتصالات ایمنی،
- دماسنج،
- شیرهای توپی برای تخلیه و هوازدایی،
- جداکننده گاز فاز مایع داخلی،
- اتصالات ورودی/خروجی،
- جعبه های ترمینال برای اتصالات برق,
- تابلو کنترل برق

مزایای اواپراتورهای PP-TEC

هنگام طراحی یک کارخانه تبخیر، سه عنصر باید همیشه در نظر گرفته شود:

1. از عملکرد مشخص شده اطمینان حاصل کنید،
2. حفاظت لازم در برابر هیپوترمی و گرمای بیش از حد هسته اواپراتور را ایجاد کنید.
3. هندسه محل مایع خنک کننده به هادی گاز در اواپراتور را به درستی محاسبه کنید.

عملکرد اواپراتور نه تنها به مقدار ولتاژ منبع تغذیه مصرفی از شبکه بستگی دارد. یک عامل مهم هندسه مکان است.

چیدمان صحیح محاسبه شده استفاده موثر از آینه انتقال حرارت را تضمین می کند و در نتیجه کارایی اواپراتور را افزایش می دهد.

در اواپراتورها "PP-TEC "Innovative Fluessiggas Technik" (آلمان)، توسط محاسبات صحیحمهندسان شرکت به افزایش این ضریب به 98 درصد دست یافته اند.

تاسیسات تبخیری شرکت "PP-TEC "Innovative Fluessiggas Technik" (آلمان) تنها دو درصد گرما را از دست می دهند. مقدار باقی مانده برای تبخیر گاز استفاده می شود.

تقریباً تمام تولید کنندگان اروپایی و آمریکایی تجهیزات تبخیر کاملاً اشتباه مفهوم "حفاظت اضافی" (شرطی برای اجرای تکراری عملکردهای حفاظتی در برابر گرمای بیش از حد و خنک شدن بیش از حد) را تفسیر می کنند.

مفهوم "حفاظت اضافی" به معنای اجرای "شبکه ایمنی" واحدهای کاری و واحدها یا کل تجهیزات با استفاده از عناصر تکراری از سازندگان مختلف و با اصول عملکرد متفاوت است. تنها در این صورت می توان احتمال خرابی تجهیزات را به حداقل رساند.

بسیاری از تولیدکنندگان با نصب دو دریچه مغناطیسی که به صورت سری از یک سازنده در خط تغذیه ورودی به هم متصل شده اند، سعی می کنند این عملکرد را (در حالی که از هیپوترمی و ورود کسر مایع LPG به مصرف کننده محافظت می کنند) پیاده سازی کنند. یا از دو سنسور دما برای روشن/باز کردن شیرهای متصل به صورت سری استفاده می کنند.

وضعیت را تصور کنید. یک شیر برقی باز گیر کرده است. چگونه می توان تشخیص داد که شیر از کار افتاده است؟ به هیچ وجه! نصب با از دست دادن فرصت اطمینان از عملکرد ایمن در زمان بیش از حد خنک کننده در صورت خرابی دریچه دوم به کار خود ادامه می دهد.

در اواپراتورهای PP-TEC این تابعبه روشی کاملا متفاوت اجرا شد.

در تاسیسات تبخیر، شرکت "PP-TEC "Innovative Fluessiggas Technik" (آلمان) از یک الگوریتم تجمیع استفاده می کند. کار سه نفرهعناصر محافظتی در برابر هیپوترمی:

1. دستگاه الکترونیکی
2. شیر مغناطیسی
3. شیر خاموش کننده مکانیکی در شیر خاموش کننده.

هر سه عنصر اصول عملکرد کاملاً متفاوتی دارند که به ما امکان می دهد با اطمینان در مورد عدم امکان وضعیتی صحبت کنیم که در آن گاز غیر تبخیر شده به شکل مایع وارد خط لوله مصرف کننده شود.

در تاسیسات تبخیر شرکت "PP-TEC "Innovative Fluessiggas Technik" (آلمان)، هنگام محافظت از اواپراتور از گرمای بیش از حد، همین مورد اجرا شد. عناصر شامل الکترونیک و مکانیک هستند.

شرکت "PP-TEC "Innovative Fluessiggas Technik" (آلمان) اولین شرکتی در جهان بود که عملکرد یکپارچه کردن شیر قطع مایع را در حفره خود اواپراتور با امکان گرم کردن مداوم خاموش کننده اجرا کرد. شیر فلکه.

هیچ سازنده فناوری تبخیر از این عملکرد اختصاصی استفاده نمی کند. واحدهای تبخیر "PP-TEC "Innovative Fluessiggas Technik" (آلمان) با استفاده از یک کاتر گرم شده، توانستند اجزای سنگین LPG را تبخیر کنند.

بسیاری از تولید کنندگان، با کپی برداری از یکدیگر، یک شیر قطع را در خروجی در مقابل رگولاتورها نصب می کنند. مرکاپتان ها، گوگرد و گازهای سنگین موجود در گاز که دارای مقدار زیادی هستند تراکم بالاهنگام ورود به خط لوله سرد، متراکم می شوند و بر روی دیواره لوله ها، شیرهای قطع و رگلاتورها رسوب می کنند که به طور قابل توجهی عمر مفید تجهیزات را کاهش می دهد.

در اواپراتورهای PP-TEC "Innovative Fluessiggas Technik" (آلمان)، رسوبات سنگین در حالت مذاب در یک جداکننده نگهداری می شوند تا زمانی که از طریق یک شیر توپی تخلیه در واحد تبخیر خارج شوند.

با قطع مرکاپتان ها، شرکت "PP-TEC "Innovative Fluessiggas Technik" (آلمان) توانست به افزایش قابل توجهی در طول عمر تاسیسات و گروه های نظارتی دست یابد. این به معنای مراقبت از هزینه های عملیاتی است که نیازی به تعویض مداوم غشاهای تنظیم کننده یا تعویض کامل گران قیمت آنها ندارد که منجر به از کار افتادن واحد تبخیر می شود.

و عملکرد اجرا شده گرم کردن شیر برقی و فیلتر در ورودی به واحد تبخیر از تجمع آب در آنها جلوگیری می کند و در صورت یخ زدن در شیرهای برقی باعث آسیب در هنگام فعال شدن می شود. یا ورود فاز مایع به واحد تبخیر را محدود کنید.

تاسیسات تبخیر شرکت آلمانی "PP-TEC "Innovative Fluessiggas Technik" (آلمان) عملکرد قابل اعتماد و پایدار برای برای سالهای طولانیعمل.

در اواپراتور، فرآیند انتقال مبرد از حالت فاز مایع به حالت گازی با فشار یکسان در داخل اواپراتور در همه جا یکسان است. در طی فرآیند انتقال یک ماده از مایع به گاز (جوش گرفتن آن) در اواپراتور، اواپراتور برخلاف کندانسور که گرما را در محیط آزاد می کند، گرما را جذب می کند. که از طریق دو مبدل حرارتی، فرآیند تبادل حرارت بین دو ماده انجام می شود: ماده خنک شده که در اطراف اواپراتور قرار دارد و هوای بیرون که در اطراف کندانسور قرار دارد.

نمودار جریان فریون مایع

شیر برقی - جریان مبرد را به اواپراتور می بندد یا باز می کند، همیشه یا کاملاً باز یا کاملاً بسته است (ممکن است در سیستم وجود نداشته باشد)

شیر انبساط ترموستاتیک (TEV) وسیله ای دقیق است که جریان مبرد را به داخل اواپراتور بسته به شدت جوشش مبرد در اواپراتور تنظیم می کند. از ورود مبرد مایع به کمپرسور جلوگیری می کند.

فریون مایع وارد شیر انبساط می شود ، مبرد از طریق غشاء در شیر انبساط عبور می کند (فریون پاشیده می شود) و به دلیل افت فشار شروع به جوشیدن می کند ، قطرات به تدریج در کل بخش خط لوله اواپراتور به گاز تبدیل می شوند. با شروع از دستگاه دریچه گاز انبساط، فشار ثابت می ماند. فریون به جوشیدن ادامه می دهد و منطقه خاصاواپراتور کاملاً به گاز تبدیل می شود و سپس با عبور از اواپراتور، گاز توسط هوای موجود در محفظه شروع به گرم شدن می کند.

به عنوان مثال، اگر نقطه جوش فریون 10- درجه سانتیگراد باشد، دمای محفظه +2 درجه سانتیگراد باشد، فریون که در اواپراتور به گاز تبدیل شده است، شروع به گرم شدن می کند و در خروجی از اواپراتور شروع به گرم شدن می کند. دما باید برابر با -3، -4 درجه سانتیگراد باشد، بنابراین Δt (تفاوت بین نقطه جوش مبرد و دمای گاز در خروجی اواپراتور) باید 7-8 = باشد، این عملکرد عادی سیستم است. برای یک Δt معین، ما می دانیم که هیچ ذره ای از فریون جوشانده در خروجی اواپراتور وجود نخواهد داشت (اگر جوش در لوله اتفاق بیفتد، تمام نیرو برای خنک کردن ماده استفاده نمی شود). لوله از نظر حرارتی عایق شده است تا فریون تا دمای محیط گرم نشود، زیرا گاز مبرد استاتور کمپرسور را خنک می کند. اگر فریون مایع هنوز وارد لوله شود، به این معنی است که دوز ارائه شده به سیستم خیلی زیاد است یا اواپراتور ضعیف (کوتاه) است.

اگر Δt کمتر از 7 باشد، اواپراتور با فریون پر شده است، زمان جوشیدن ندارد و سیستم به درستی کار نمی کند، کمپرسور نیز با فریون مایع پر شده و از کار می افتد. که در سمت بزرگگرمای بیش از حد به میزان کمتری به اندازه گرمای بیش از حد خطرناک نیست، ممکن است گرمای بیش از حد استاتور کمپرسور رخ دهد، اما ممکن است کمی بیش از حد گرمایش توسط کمپرسور احساس نشود و در حین کار ترجیح داده شود.

با کمک فن هایی که در کولر هوا قرار دارند، سرما از اواپراتور خارج می شود. اگر این اتفاق نمی افتاد، لوله ها با یخ پوشیده می شدند و در عین حال مبرد به دمای اشباع خود می رسید که در آن جوشش متوقف می شود و سپس، حتی بدون توجه به افت فشار، فریون مایع بدون آن وارد اواپراتور می شود. تبخیر، سیل کمپرسور.

به منظور افزایش ایمنی کارکرد واحد تبرید توصیه می شود کندانسورها، گیرنده های خطی و جداکننده روغن (دستگاه ها) فشار بالا) با مقدار زیادمبرد باید خارج از موتورخانه قرار گیرد.
این تجهیزات و همچنین گیرنده های ذخیره مبرد باید توسط یک مانع فلزی با ورودی قابل قفل احاطه شوند. گیرنده ها باید توسط یک سایبان از نور خورشید و بارش محافظت شوند. دستگاه ها و ظروف نصب شده در داخل خانه را می توان در یک کمپرسور فروشی یا یک اتاق تجهیزات ویژه در صورتی که خروجی جداگانه به بیرون داشته باشد قرار داد. فاصله بین دیوار صاف و دستگاه باید حداقل 0.8 متر باشد، اما نصب دستگاه ها در مقابل دیوارهای بدون گذر مجاز است. فاصله بین قسمت های بیرون زده دستگاه ها باید حداقل 1.0 متر باشد و اگر این گذرگاه اصلی باشد - 1.5 متر.
هنگام نصب ظروف و دستگاه ها بر روی براکت ها یا تیرهای کنسول، دیوار اصلی باید تا عمق حداقل 250 میلی متر در دیوار اصلی تعبیه شود.
نصب دستگاه ها روی ستون ها با استفاده از گیره مجاز است. سوراخ کردن ستون ها برای ایمن سازی تجهیزات ممنوع است.
برای نصب دستگاه ها و نگهداری بیشتر کندانسورها و گیرنده های سیرکولاسیون، سکوهای فلزی با نرده و پله تعبیه شده است. اگر طول سکو بیش از 6 متر باشد، باید دو پله وجود داشته باشد.
سکوها و پله ها باید دارای نرده و لبه باشند. ارتفاع نرده ها 1 متر است، لبه آن حداقل 0.15 متر است، فاصله بین پایه های نرده ها بیش از 2 متر نیست.
تست دستگاه ها، کشتی ها و سیستم های خط لوله برای استحکام و چگالی پس از اتمام انجام می شود کار نصبو در مدت زمان مقرر در «قوانین طراحی و عملیات ایمنواحدهای تبرید آمونیاکی».

دستگاه های استوانه ای افقی.اواپراتورهای پوسته و لوله، کندانسورهای پوسته و لوله افقی و گیرنده های افقی بر روی پایه های بتنی به شکل پایه های جداگانه کاملاً افقی با شیب مجاز 0.5 میلی متر در هر 1 متر طول خطی به سمت مخزن نفت نصب می شوند.
دستگاه ها بر روی تیرهای چوبی ضد عفونی کننده به عرض حداقل 200 میلی متر با فرورفتگی به شکل بدنه (شکل 10 و 11) قرار گرفته و با تسمه های فولادی با واشر لاستیکی به فونداسیون متصل می شوند.

دستگاه های با دمای پایین بر روی تیرهایی با ضخامت کمتر از ضخامت عایق حرارتی و زیر نصب می شوند.
قرار داده شده با کمربند بلوک های چوبی 50-100 میلی متر طول و ارتفاع برابر با ضخامت عایق، در فاصله 250-300 میلی متر از یکدیگر در اطراف محیط (شکل 11).
برای تمیز کردن لوله های کندانسور و اواپراتور از آلودگی، فاصله بین درپوش های انتهایی و دیواره های آنها باید از یک طرف 0.8 متر و از طرف دیگر 1.5-2.0 متر باشد. هنگام نصب دستگاه ها در اتاق برای جایگزینی لوله های کندانسور و اواپراتور، یک "پنجره کاذب" (در دیوار روبروی پوشش دستگاه) نصب می شود. برای انجام این کار، یک دهانه در سنگ تراشی ساختمان گذاشته می شود که با مواد عایق حرارتی پر شده و با تخته پوشانده شده و گچ کاری شده است. هنگام تعمیر دستگاه ها، "پنجره کاذب" باز می شود و پس از اتمام تعمیر بازیابی می شود. پس از اتمام کار بر روی قرار دادن دستگاه ها، دستگاه های اتوماسیون و کنترل بر روی آنها نصب می شود. دریچه های قطع کننده, سوپاپ های اطمینان.
حفره دستگاه مبرد با هوای فشرده تمیز می شود و تست های استحکام و چگالی با برداشتن روکش ها انجام می شود. هنگام نصب یک واحد گیرنده کندانسور، یک کندانسور پوسته و لوله افقی روی سکوی بالای گیرنده خطی نصب می شود. اندازه سایت باید تضمین کننده نگهداری همه جانبه دستگاه باشد.

کندانسورهای پوسته و لوله عمودی.دستگاه ها در فضای باز بر روی یک پایه عظیم با یک گودال برای تخلیه آب نصب می شوند. هنگام ساخت فونداسیون، پیچ های محکم کننده فلنج پایینی دستگاه در بتن قرار می گیرند. کندانسور با جرثقیل بر روی بسته های لنت و گوه نصب می شود. با کوبیدن گوه ها، دستگاه با استفاده از خطوط شاقول که در دو صفحه متقابل عمود بر هم قرار گرفته اند، به طور عمودی قرار می گیرد. برای جلوگیری از تاب خوردن شاقول ها در اثر باد، وزن آنها را در ظرف حاوی آب یا روغن پایین می آورند. موقعیت عمودی دستگاه ناشی از جریان مارپیچ آب از طریق لوله های آن است. حتی با یک شیب جزئی دستگاه، آب به طور معمول سطح لوله ها را شستشو نمی دهد. پس از اتمام تراز کردن دستگاه، آسترها و گوه ها به کیسه ها جوش داده شده و فونداسیون ریخته می شود.

کندانسورهای تبخیریآنها برای نصب مونتاژ شده و بر روی پلت فرمی نصب می شوند که اندازه آن امکان نگهداری همه جانبه این دستگاه ها را فراهم می کند. ارتفاع سکو با قرار دادن گیرنده های خطی در زیر آن در نظر گرفته می شود. برای سهولت تعمیر و نگهداری، پلت فرم مجهز به نردبان است، و چه زمانی موقعیت برتربرای طرفداران، علاوه بر این بین پلت فرم و صفحه بالایی دستگاه نصب می شود.
پس از نصب کندانسور تبخیری، آن را به آن وصل کنید پمپ گردش خونو خطوط لوله

پرکاربردترین خازن های تبخیری از انواع TVKA و Evako تولید شده توسط VNR هستند. لایه ضد قطره این دستگاه ها از پلاستیک ساخته شده است، بنابراین جوشکاری و سایر کارهای با شعله باز باید در محل نصب دستگاه ها ممنوع شود. موتورهای فن ارت هستند. هنگام نصب دستگاه بر روی تپه (مثلاً در پشت بام ساختمان) باید از حفاظت در برابر صاعقه استفاده شود.

اواپراتورهای پانلی.آنها به صورت واحدهای جداگانه عرضه می شوند و مونتاژ آنها در حین کار نصب انجام می شود.

مخزن اواپراتور با ریختن آب از نظر نشتی آزمایش می شود و بر روی دال بتنی به ضخامت 300-400 میلی متر (شکل 12) نصب می شود که ارتفاع قسمت زیرزمینی آن 100-150 میلی متر است. تیرهای چوبی ضد عفونی کننده یا تراورس های راه آهن و عایق حرارتی بین فونداسیون و مخزن گذاشته می شود. بخش های پانل در مخزن کاملاً افقی و در سطح نصب می شوند. سطوح جانبیمخزن عایق و گچ کاری شده است و میکسر تنظیم می شود.

دستگاه های اتاقک.باتری های دیواری و سقفی از بخش های استاندارد شده (شکل 13) در محل نصب مونتاژ می شوند.

برای باتری های آمونیاک، بخش هایی از لوله ها با قطر 38X2.5 میلی متر، برای خنک کننده - با قطر 38X3 میلی متر استفاده می شود. لوله ها با باله های مارپیچی که از نوار فولادی 1×45 میلی متری با فاصله باله های 20 و 30 میلی متر ساخته شده اند، پره می شوند. مشخصات بخش ها در جدول ارائه شده است. 6.

طول کل شیلنگ های باتری در مدارهای پمپاژ نباید بیش از 100-200 متر باشد.

شیلنگ های باتری کاملاً افقی و تراز قرار می گیرند.

کولرهای سقفی به صورت مونتاژ شده برای نصب عرضه می شوند. سازه های باربردستگاه ها (کانال ها) به کانال های قطعات تعبیه شده متصل می شوند. نصب افقی دستگاه ها با استفاده از سطح هیدرواستاتیک بررسی می شود.

باتری ها و کولرهای هوا توسط لیفتراک یا سایر وسایل بالابر به محل نصب بالا می روند. شیب مجازشیلنگ ها نباید از 0.5 میلی متر در هر 1 متر طول خطی تجاوز کنند.

برای حذف آب مذاب در حین ذوب، لوله های تخلیه نصب می شوند که عناصر گرمایش از نوع ENGL-180 روی آنها ثابت می شوند. عنصر گرمایش یک نوار فیبر شیشه ای است که بر اساس هسته های حرارتی فلزی ساخته شده از یک آلیاژ با بالا است مقاومت. عناصر گرمایشیآنها به صورت مارپیچی روی خط لوله پیچیده می شوند یا به صورت خطی قرار می گیرند و با نوار شیشه ای روی خط لوله محکم می شوند (به عنوان مثال، نوار LES-0.2X20). بر بخش عمودیبخاری ها فقط در جهت مارپیچی در خط لوله تخلیه نصب می شوند. هنگام تخمگذار به صورت خطی، بخاری ها با نوار شیشه ای با افزایش بیش از 0.5 متر به خط لوله ثابت می شوند، پس از اینکه بخاری ها محکم شدند، خط لوله با عایق غیر قابل احتراق عایق بندی شده و با یک غلاف فلزی محافظ پوشانده می شود. در مکان هایی که بخاری دارای خمیدگی های قابل توجهی است (مثلاً روی فلنج ها)، نوار آلومینیومی به ضخامت 0.2-1.0 میلی متر و عرض 40-80 میلی متر باید زیر آن قرار داده شود تا از گرم شدن موضعی جلوگیری شود.

پس از اتمام نصب، تمام دستگاه ها از نظر استحکام و چگالی تست می شوند.

یکی از مهمترین عناصر مهمبرای دستگاه فشرده سازی بخار است. این فرآیند اصلی چرخه تبرید - انتخاب از محیط خنک شده را انجام می دهد. سایر عناصر مدار تبرید مانند کندانسور، دستگاه انبساط، کمپرسور و غیره فقط عملیات قابل اعتماداواپراتور، بنابراین این انتخاب دومی است که باید مورد توجه قرار گیرد.

از این نتیجه می شود که هنگام انتخاب تجهیزات برای یک واحد تبرید، لازم است با اواپراتور شروع شود. بسیاری از تعمیرکاران مبتدی اغلب یک اشتباه معمولی مرتکب می شوند و شروع به تکمیل نصب با کمپرسور می کنند.

در شکل شکل 1 نموداری از رایج ترین دستگاه تبرید فشرده سازی بخار را نشان می دهد. چرخه آن، مشخص شده در مختصات: فشار آرو من. در شکل 1b نقاط 1-7 از چرخه تبرید نشانگر وضعیت مبرد (فشار، دما، حجم ویژه) است و با همان شکل در شکل 1 مطابقت دارد. 1a (توابع پارامترهای حالت).

برنج. 1- نمودار و مختصات ماشین فشرده سازی بخار معمولی: RUدستگاه گسترش، Pk- فشار تراکم رو- فشار جوش

نمایش گرافیکی شکل. 1b وضعیت و عملکرد مبرد را نشان می دهد که بسته به فشار و آنتالپی متفاوت است. بخش خط ABروی منحنی شکل 1b مبرد را در حالت مشخص می کند بخار اشباع شده. دمای آن مطابق با نقطه شروع جوش است. کسر بخار مبرد 100٪ است و سوپرهیت نزدیک به صفر است. سمت راست منحنی ABمبرد حالتی دارد (دمای مبرد از نقطه جوش بیشتر است).

نقطه که دربرای یک مبرد معین بسیار مهم است، زیرا مربوط به دمایی است که در آن ماده نمی تواند به حالت مایع برود، مهم نیست فشار چقدر بالا باشد. در بخش قبل از میلاد، مبرد حالت یک مایع اشباع را دارد و در سمت چپ - یک مایع فوق خنک (دمای مبرد کمتر از نقطه جوش است).

داخل منحنی ABCمبرد در حالت مخلوط بخار و مایع است (نسبت بخار در واحد حجم متغیر است). فرآیندی که در اواپراتور رخ می دهد (شکل 1b) مربوط به بخش است 6-1 . مبرد در حالت مخلوط بخار و مایع در حال جوش وارد اواپراتور (نقطه 6) می شود. در این حالت، سهم بخار بستگی به سیکل تبرید خاص دارد و 10-30٪ است.

در خروجی از اواپراتور، ممکن است فرآیند جوشیدن کامل نشود 1 ممکن است با موضوع منطبق نباشد 7 . اگر دمای مبرد در خروجی اواپراتور بالاتر از نقطه جوش باشد، اواپراتور بیش از حد گرم شده است. اندازه آن Δ بیش از حد گرمتفاوت بین دمای مبرد در خروجی اواپراتور (نقطه 1) و دمای آن در خط اشباع AB (نقطه 7) را نشان می دهد.

ΔToverheat=T1 – T7

اگر نقاط 1 و 7 بر هم منطبق باشند، دمای مبرد برابر با نقطه جوش و سوپرهیت است. Δ بیش از حد گرمبرابر صفر خواهد بود. بنابراین، ما یک اواپراتور سیل شده دریافت می کنیم. بنابراین، هنگام انتخاب یک اواپراتور، ابتدا باید بین یک اواپراتور سیل شده و یک اواپراتور گرم شده انتخاب کنید.

توجه داشته باشید که در شرایط مساوی، یک اواپراتور غرقابی از نظر شدت فرآیند استخراج گرما نسبت به یک اواپراتور که بیش از حد گرم شده است، سودمندتر است. اما باید در نظر داشت که در خروجی اواپراتور سیل شده، مبرد در حالت بخار اشباع قرار دارد و تامین یک محیط مرطوب برای کمپرسور غیرممکن است. در غیر این صورت احتمال وقوع چکش آب زیاد است که با تخریب مکانیکی قطعات کمپرسور همراه خواهد بود. به نظر می رسد که اگر یک اواپراتور سیل زده را انتخاب کنید، لازم است حفاظت اضافی برای کمپرسور در برابر بخار اشباع شده وارد آن شود.

اگر اواپراتور با گرمای بیش از حد را ترجیح می دهید، دیگر لازم نیست نگران محافظت از کمپرسور و وارد شدن بخار اشباع به آن باشید. احتمال وقوع چکش آب تنها در صورتی رخ می دهد که مقدار سوپرهیت از مقدار مورد نیاز منحرف شود. در شرایط عملیاتی عادی یک واحد تبرید، مقدار سوپرهیت Δ بیش از حد گرمباید در محدوده 4-7 K باشد.

هنگامی که نشانگر سوپرهیت کاهش می یابد Δ بیش از حد گرم، شدت استخراج حرارت از محیط افزایش می یابد. اما در مقادیر بسیار پایین Δ بیش از حد گرم(کمتر از 3K) احتمال ورود بخار مرطوب به کمپرسور وجود دارد که باعث ایجاد چکش آب و در نتیجه آسیب به اجزای مکانیکی کمپرسور می شود.

وگرنه با مطالعه بالا Δ بیش از حد گرم(بیش از 10 K)، این نشان می دهد که مقدار ناکافی مبرد وارد اواپراتور می شود. شدت استخراج حرارت از محیط خنک شده به شدت کاهش می یابد و شرایط حرارتی کمپرسور بدتر می شود.

هنگام انتخاب اواپراتور، سوال دیگری در رابطه با نقطه جوش مبرد در اواپراتور مطرح می شود. برای حل این مشکل، ابتدا باید مشخص شود که چه دمایی از محیط خنک شده برای عملکرد عادی واحد تبرید باید تضمین شود. اگر از هوا به عنوان محیط خنک شده استفاده می شود، علاوه بر دمای خروجی اواپراتور، رطوبت خروجی اواپراتور نیز لازم است. حال اجازه دهید رفتار دمای محیط خنک شده در اطراف اواپراتور را در حین کارکرد یک واحد تبرید معمولی در نظر بگیریم (شکل 1a).

برای اینکه به عمق نرویم این موضوعما از افت فشار روی اواپراتور غافل خواهیم شد. ما همچنین فرض خواهیم کرد که تبادل حرارت بین مبرد و محیططبق یک طرح جریان مستقیم انجام می شود.

در عمل، چنین طرحی اغلب مورد استفاده قرار نمی گیرد، زیرا از نظر راندمان انتقال حرارت نسبت به طرح جریان مخالف پایین تر است. اما اگر یکی از خنک‌کننده‌ها دمای ثابتی داشته باشد و مقادیر گرمای بیش از حد کوچک باشد، جریان رو به جلو و جریان مخالف برابر خواهند بود. مشخص است که میانگین اختلاف دما به الگوی جریان بستگی ندارد. در نظر گرفتن مدار جریان مستقیم، ایده واضح تری از تبادل حرارتی که بین مبرد و محیط خنک شده رخ می دهد، به ما ارائه می دهد.

ابتدا کمیت مجازی را معرفی می کنیم L, برابر طولدستگاه تبادل حرارت (کندانسور یا اواپراتور). مقدار آن را می توان از عبارت زیر تعیین کرد: L=W/S، جایی که دبلیو- مربوط به حجم داخلی دستگاه تبادل حرارتی است که مبرد در آن در گردش است، m3. اس- مساحت سطح تبادل حرارت m2.

اگر ما در مورددر مورد یک دستگاه تبرید، سپس طول معادل اواپراتور تقریباً برابر با طول لوله ای است که فرآیند در آن انجام می شود. 6-1 . بنابراین او سطح بیرونیشسته شده توسط محیط خنک

ابتدا به اواپراتور که نقش خنک کننده هوا را ایفا می کند توجه کنیم. در آن، فرآیند حذف گرما از هوا در نتیجه همرفت طبیعی یا با کمک دمیدن اجباری اواپراتور رخ می دهد. توجه داشته باشید که در واحدهای تبرید مدرن، روش اول عملاً استفاده نمی شود، زیرا خنک کننده هوا توسط همرفت طبیعی بی اثر است.

بنابراین، فرض می کنیم که کولر هوا مجهز به یک فن است که جریان هوای اجباری را به اواپراتور فراهم می کند و یک مبدل حرارتی لوله ای باله ای است (شکل 2). نمایش شماتیک آن در شکل نشان داده شده است. 2b. بیایید مقادیر اصلی را در نظر بگیریم که فرآیند دمیدن را مشخص می کند.

اختلاف دما

اختلاف دما در اواپراتور به صورت زیر محاسبه می شود:

ΔT=Ta1-Ta2,

جایی که ΔTaدر محدوده 2 تا 8 کلوین (برای اواپراتورهای باله لوله ای با جریان هوای اجباری).

به عبارت دیگر، در حین کارکرد عادی واحد تبرید، هوای عبوری از اواپراتور باید نه کمتر از 2 K و نه بیشتر از 8 K خنک شود.

برنج. 2- طرح و پارامترهای دمایی خنک کننده هوا در کولر:

Ta1و Ta2- دمای هوا در ورودی و خروجی کولر هوا؛

• FF- دمای مبرد؛
• L- طول معادل اواپراتور؛
• که- نقطه جوش مبرد در اواپراتور.

حداکثر اختلاف دما

حداکثر فشار دمای هوا در ورودی اواپراتور به شرح زیر تعیین می شود:

DTmax=Ta1 – به

این نشانگر هنگام انتخاب کولرهای هوا استفاده می شود، زیرا تولید کنندگان خارجی تکنولوژی تبریدارائه ظرفیت های خنک کننده اواپراتور Qspبسته به اندازه DTmax. بیایید روش انتخاب کولر هوا برای واحد تبرید را در نظر بگیریم و مقادیر محاسبه شده را تعیین کنیم DTmax. برای انجام این کار، اجازه دهید به عنوان نمونه توصیه های پذیرفته شده کلی برای انتخاب مقدار ارائه دهیم DTmax:

• برای فریزرها DTmaxدر محدوده 4-6 K است.
• برای اتاق های ذخیره سازی محصولات بسته بندی نشده - 7-9 K؛
• برای اتاق های ذخیره سازی محصولات بسته بندی شده هرمتیک - 10-14 K؛
• برای واحدهای تهویه مطبوع - 18-22 K.

درجه سوپر گرمای بخار در خروجی اواپراتور

برای تعیین درجه حرارت فوق العاده بخار در خروجی اواپراتور، از فرم زیر استفاده کنید:

F=ΔToverload/DTmax=(T1-T0)/(Ta1-T0),

جایی که T1- دمای بخار مبرد در خروجی اواپراتور.

این نشانگر در کشور ما عملاً استفاده نمی شود، اما کاتالوگ های خارجی تصریح می کنند که قرائت ظرفیت خنک کننده کولرهای هوایی Qspبا مقدار F=0.65 مطابقت دارد.

در طول عملیات مقدار افمرسوم است که از 0 به 1 می گیریم. اجازه دهید این را فرض کنیم F=0، سپس ΔТoverload=0و مبرد خروجی از اواپراتور در حالت بخار اشباع خواهد بود. برای این مدل کولر هوا، ظرفیت خنک کننده واقعی 10-15٪ بیشتر از رقم ارائه شده در کاتالوگ خواهد بود.

اگر F> 0.65، پس ظرفیت سرمایش برای یک مدل معین کولر هوا باید کمتر از مقدار ذکر شده در کاتالوگ باشد. بیایید این را فرض کنیم F> 0.8، سپس عملکرد واقعی برای این مدل 25-30٪ خواهد بود. ارزش بیشتردر کاتالوگ ارائه شده است.

اگر F-> 1، سپس ظرفیت خنک کننده اواپراتور Quse->0(شکل 3).

شکل 3 - وابستگی ظرفیت خنک کننده اواپراتور Qspاز گرمای بیش از حد اف

فرآیند نشان داده شده در شکل 2b با پارامترهای دیگری نیز مشخص می شود:

• اختلاف دمای میانگین حسابی DTsr=Tasr-T0;
• دمای متوسط ​​هوایی که از اواپراتور می گذرد Tasp=(Ta1+Ta2)/2;
• حداقل اختلاف دما DTmin=Ta2-To.

برنج. 4- نمودار و پارامترهای دما که فرآیند خنک شدن آب در اواپراتور را نشان می دهد:

جایی که Te1و Te2دمای آب در ورودی و خروجی اواپراتور؛

• FF - دمای مایع خنک کننده؛
• L - طول معادل اواپراتور.
• T نقطه جوش مبرد در اواپراتور است.

اواپراتورهایی که در آنها محیط خنک کننده مایع است، پارامترهای دمایی مشابهی با کولرهای هوا دارند. مقادیر عددی دمای مایع خنک شده که برای عملکرد عادی واحد تبرید ضروری است با پارامترهای مربوط به کولرهای هوا متفاوت خواهد بود.

اگر اختلاف دما در سراسر آب ΔTe=Te1-Te2سپس برای اواپراتورهای پوسته و لوله ΔTeباید در محدوده 1±5 K نگهداری شود و برای اواپراتورهای صفحه ای نشانگر ΔTeدر محدوده 1.5±5 K خواهد بود.

برخلاف کولرهای هوا، در کولرهای مایع باید نه حداکثر، بلکه حداقل فشار دما را حفظ کرد DTmin=Te2-To- تفاوت بین دمای محیط خنک شده در خروجی اواپراتور و نقطه جوش مبرد در اواپراتور.

برای اواپراتورهای پوسته و لوله، حداقل اختلاف دما است DTmin=Te2-Toباید در 4-6 K نگهداری شود و برای تبخیر کننده های صفحه ای - 3-5 K.

محدوده مشخص شده (تفاوت بین دمای محیط خنک شده در خروجی اواپراتور و نقطه جوش مبرد در اواپراتور) باید به دلایل زیر حفظ شود: با افزایش اختلاف، شدت خنک کننده شروع به کاهش می کند. و با کاهش آن، خطر انجماد مایع خنک شده در اواپراتور افزایش می یابد که می تواند باعث از بین رفتن مکانیکی آن شود.

راه حل های طراحی اواپراتور

صرف نظر از روش استفاده از مبردهای مختلف، فرآیندهای تبادل حرارتی که در اواپراتور اتفاق می‌افتد تابع چرخه تکنولوژیکی اصلی تولید تبرید است که بر اساس آن واحدهای برودتیو مبدل های حرارتی بنابراین، برای حل مشکل بهینه سازی فرآیند تبادل حرارت، لازم است شرایط سازماندهی منطقی چرخه تکنولوژیکی تولید مصرف کننده تبرید را در نظر بگیریم.

همانطور که مشخص است، خنک کردن یک محیط خاص با استفاده از مبدل حرارتی امکان پذیر است. خود راه حل سازندهباید با توجه به الزامات تکنولوژیکی که برای این دستگاه ها اعمال می شود انتخاب شوند. بخصوص نکته مهممطابقت دستگاه با فرآیند تکنولوژیکی است حرارت درمانیمحیطی که در شرایط زیر امکان پذیر است:

• حفظ دمای معین فرآیند کار و کنترل (تنظیم) شرایط دمایی;
• انتخاب مواد دستگاه، با توجه به خواص شیمیاییمحیط؛
• کنترل مدت زمانی که رسانه در دستگاه باقی می ماند.
• مطابقت سرعت و فشار عملیاتی

عامل دیگری که عقلانیت اقتصادی دستگاه به آن بستگی دارد بهره وری است. اول از همه، تحت تأثیر شدت تبادل حرارت و انطباق با مقاومت هیدرولیکی دستگاه است. این شرایط ممکن است در شرایط زیر برآورده شود:

• اطمینان از سرعت لازم رسانه کار برای اجرای شرایط آشفته؛
• ایجاد مناسب ترین شرایط برای حذف میعانات، رسوب، یخ زدگی و غیره؛
• ایجاد شرایط مساعدبرای حرکت رسانه های فعال؛
• جلوگیری از آلودگی احتمالی دستگاه

از دیگر ملزومات مهم نیز وزن سبک، جمع و جور بودن، سادگی طراحی و همچنین سهولت نصب و تعمیر دستگاه است. برای رعایت این قوانین باید به عواملی مانند پیکربندی سطح گرمایش، وجود و نوع پارتیشن ها، نحوه قرار دادن و بستن لوله ها در ورق های لوله توجه شود. ابعاد، چیدمان محفظه ها، کف ها و غیره

سهولت استفاده و قابلیت اطمینان دستگاه تحت تأثیر عواملی مانند استحکام و محکم بودن اتصالات جداشدنی، جبران تغییر شکل دما و سهولت نگهداری و تعمیر دستگاه است. این الزامات اساس طراحی و انتخاب واحد تبادل حرارت را تشکیل می دهد. نقش اصلیاین شامل اطمینان از مورد نیاز است فرآیند تکنولوژیکیدر تولید سردخانه

برای انتخاب راه حل طراحی صحیح برای اواپراتور، باید قوانین زیر را رعایت کنید. 1) خنک کردن مایعات بهتر است با استفاده از یک مبدل حرارتی لوله ای با طراحی سفت یا فشرده انجام شود مبدل حرارتی صفحه ای; 2) استفاده از دستگاه های باله لوله ای به دلیل شرایط زیر است: انتقال حرارت بین محیط کار و دیوار در دو طرف سطح گرمایش به طور قابل توجهی متفاوت است. در این حالت پره ها باید در سمتی با کمترین ضریب انتقال حرارت نصب شوند.

برای افزایش شدت تبادل حرارت در مبدل های حرارتی، رعایت قوانین زیر ضروری است:

• اطمینان از شرایط مناسب برای حذف میعانات در کولرهای هوا؛
• کاهش ضخامت لایه مرزی هیدرودینامیکی با افزایش سرعت حرکت سیالات کاری (نصب پارتیشن های بین لوله ای و تقسیم بسته لوله به معابر).
• بهبود جریان سیالات کاری در اطراف سطح تبادل حرارت (کل سطح باید به طور فعال در فرآیند تبادل حرارت شرکت کند).
• انطباق با شاخص های درجه حرارت پایه، مقاومت های حرارتی و غیره

تجزیه و تحلیل فردی مقاومت های حرارتیشما می توانید بیشترین را انتخاب کنید بهترین راهافزایش شدت تبادل حرارتی (بسته به نوع مبدل حرارتی و ماهیت سیالات کاری). در یک مبدل حرارتی مایع، نصب پارتیشن های عرضی تنها با چندین ضربه در فضای لوله منطقی است. در هنگام تبادل حرارت (گاز با گاز، مایع با مایع)، مقدار مایعی که در فضای بین لوله‌ها جریان می‌یابد می‌تواند بسیار زیاد باشد و در نتیجه، نشانگر سرعت به همان محدوده‌های داخل لوله‌ها خواهد رسید. چرا نصب پارتیشن غیر منطقی خواهد بود.

بهبود فرآیندهای تبادل حرارتی یکی از فرآیندهای اصلی برای بهبود تجهیزات تبادل حرارتی ماشین‌های تبرید است. در این راستا تحقیقاتی در زمینه های انرژی و مهندسی شیمی در حال انجام است. این مطالعه ویژگی های رژیم جریان، آشفتگی جریان با ایجاد زبری مصنوعی است. علاوه بر این، سطوح جدید تبادل حرارتی در حال توسعه هستند که مبدل های حرارتی را فشرده تر می کند.

انتخاب یک رویکرد منطقی برای محاسبه اواپراتور

هنگام طراحی اواپراتور باید محاسبات ساختاری، هیدرولیکی، مقاومتی، حرارتی و فنی و اقتصادی انجام شود. آنها در چندین نسخه انجام می شوند که انتخاب آنها به شاخص های عملکرد بستگی دارد: شاخص های فنی و اقتصادی، کارایی و غیره.

برای انجام محاسبات حرارتی مبدل حرارتی سطح، لازم است معادله تعادل حرارتی را با در نظر گرفتن شرایط عملیاتی خاص دستگاه (ابعاد طراحی سطوح انتقال حرارت، محدودیت‌های تغییر دما و الگوهای نسبت به حرکت خنک‌کننده حل کنیم). و محیط یخچالی). برای یافتن راه حلی برای این مشکل، باید قوانینی را اعمال کنید که به شما امکان می دهد از داده های اصلی نتایج بدست آورید. اما به دلیل عوامل متعدد، پیدا کنید تصمیم مشترکبرای مبدل های حرارتی مختلف امکان پذیر نیست. در عین حال، روش های زیادی برای محاسبات تقریبی وجود دارد که به راحتی به صورت دستی یا ماشینی انجام می شود.

فن آوری های مدرن به شما امکان می دهد با استفاده از برنامه های خاص یک اواپراتور را انتخاب کنید. آنها عمدتا توسط سازندگان تجهیزات تبادل حرارت ارائه می شوند و به شما امکان می دهند مدل مورد نیاز را به سرعت انتخاب کنید. هنگام استفاده از چنین برنامه هایی، باید در نظر داشت که آنها به اواپراتور نیاز دارند تا در آن کار کند شرایط استاندارد. اگر شرایط واقعی با شرایط استاندارد متفاوت باشد، عملکرد اواپراتور متفاوت خواهد بود. بنابراین، توصیه می شود همیشه محاسبات تأیید طرح اواپراتور را که انتخاب کرده اید، نسبت به شرایط عملیاتی واقعی آن انجام دهید.