Главная Обратная связь

Дисциплины:






Апаратура для нагрівання і охолодження продуктов



Апарати, що мають назву теплообмінники, це такі, в яких здійснюється теплообмін між робочими середовищами. Зазвичай розрізняють теплообмінники, в яких передача тепла є головним процесом, і реактори та інші апарати, в яких теплові процеси грають допоміжну роль.

Класифікація теплообмінників здійснюється за наступними ознаками.

За способом передачі тепла – рекуперативні (поверхневі, у яких теплообмін здійснюється крізь теплопередаючу стінку), теплообмінники змішування та регенеративні апарати.

За призначенням розрізняють підігрівачі, охолоджувачі, випарники, конденсатори, розплавителі, кристалізатори.

За видом робочих рідин теплообмінники є рідинні, парорідинні (такі, що обігріваються, наприклад, сухою насиченою парою) або газорідинні.

За конструктивним виконанням поверхневі теплообмінники поділяють на трубчасті, пластинчасті, теплообмінники з рубашкою, з оребреною поверхнею і інші. Ця ознака є основною для охарактеризування апарату.

Трубчасті теплообмінники розподіляють на кожухотрубні, елементні, змійовикові і зрошувальні.

Кожухотрубні теплообмінники отримали в промисловості найбільше застосування завдяки компактності, простоті у виготовленні і надійності в роботі. Кожухотрубні теплообмінники мають вигляд пучка трубок, які розміщені в циліндричній камері - кожусі (рисунок 7.2.1-а).

Внутрішність камери є міжтрубним простором. Трубки 3 щільно закріплені (завальцьовані або заварені) в отворах трубної решітки 5. Розміщення отворів в трубній решітці наведено на рисунку 7.2.1-б. Труби з’єднують дві камери 4 (трубний простір).

Жорстке закріплення труб дозволяється при невеликому перепаді температур. Для попередження деформацій при великому перепаді температур кожух теплообмінника виконують з лінзовим компенсатором або застосовують теплообмінники з трубками, зігнутими у вигляді літери U (рисунок 7.2.1-в). Одна з рідин, зазвичай більш чиста (вода або пара) переміщується в міжтрубному просторі, а інша пересувається по трубам з однієї камери в іншу, і в цьому випадку робить один хід. Для підведення і відведення робочих рідин теплообмінник має відповідні патрубки. Лапи 2 передбачені для установлення теплообмінника.

Для підвищення коефіцієнту тепловіддачі застосовують багатоходові теплообмінники. Наприклад, у двоходовому (по трубчастому простору) теплообміннику (рисунок (рисунок 7.2.1-г) усі трубки розділені на два пучки перегородкою у верхній камері. Робоча рідина I минає послідовно через пучки труб. Відповідно до числа ходів збільшується швидкість руху рідини і коефіцієнт тепловіддачі, зменшується потрібна поверхня теплообміну і геометричні розміри теплообмінників. З метою підвищення швидкості руху середовища II і ефективного використання поверхні теплопередачі встановлюють поперечні або повздовжні перегородки в міжтрубному просторі (рисунок (рисунок 7.2.1-г,д).



 

Рисунок 7.2.1 – Кожухотрубні теплообмінники

 

В кожухотрубних теплообмінниках використовують труби з латуні, міді, сталі діаметром 20 – 90 мм. Труби великих діаметрів використовують для в’язких та забруднених рідин.

Усі кожухотрубні теплообмінники можуть бути двох типів - вертикальні і горизонтальні, які відрізняються одне від одного незначними деталями. Вертикальні кожухотрубні теплообмінники займають меншу площу, і їх вигідно встановлювати на балках перекриття.

При монтажі теплообмінників потрібно враховувати напрям руху робочих середовищ. Гаряча (та, що охолоджується) рідина повинна опускатися (подача зверху), а холодна - підійматися (подача знизу) Пара подається в верхній патрубок міжтрубного простору, конденсат відводиться знизу.


 

 
 

Елементний теплообмінник типу “труба в трубі” містить в собі

Рисунок 7.2.2 – Теплообмінник типу “труба в трубі”.

 

декілька елементів, розташованих один понад другим (рисунок 7.2.2).

Кожний елемент складається з зовнішньої труби 4 і внутрішньої труби 3. Внутрішні труби з’єднані перехідними колінами (калачами) 1, а зовнішні - патрубками 2.

Середовище I рухається по внутрішнім трубам, середовище II - по кільцевим каналам елементів.

Завдяки великій швидкості руху рідини забезпечується висока інтенсивність теплообміну. Недоліки теплообмінника - громіздкість і металоємність. Різновидом елементного теплообмінника є секційний теплообмінник, в одному елементі котрого розташовується до сотні труб.

Як елементні, так секційні теплообмінники застосовуються найчастіше в холодильній техніці. Секційні теплообмінники іноді застосовуються для нагріву питної вди мережною (знесоленою) у системах гарячого водопостачання з районних котелень та тепло пунктів.

У змійовикових теплообмінниках рідина спрямовується у змійовик зверху і, охолоджуючись, опускається до низу. Теплообмінник застосовується як для конденсації пари, так і для нагрівання та охолодження рідин.

Пластинчасті теплообмінники (рисунок 7.2.3) знайшли широке застосування в молочному, пивоварному, виноробному, консервному і інших виробництвах для нагрівання, охолоджування, пастеризації і стерилізації рідин, які не містять у собі твердої фази. Він складається з штампованих пластин 2, які розміщені на горизонтальних штангах 1, кінці котрих закріплені у стійках 3 і 4. За допомогою натискної плити 5 і гвинта 6 пластини щільно притискаються одна до другої через гумові прокладки 7. Прокладки приклеєні по периферії пластин і навкруги отворів для проходження рідини. Робочі поверхні пластин мають рифлену поверхню, що надає їм жорсткість і забезпечує турбулізацію середовищ, що переміщуються повз них.

 
 

 

Рисунок 7.2.3 - Пластинчастий теплообмінник

 

В зібраному теплообміннику поміж пластинами утворюються канали завширшки 2 –3 мм; по парним каналам рухається середовище I, по непарним - середовище II. Теплообмін між ними здійснюється через стінку пластини, товщина якої складає 1 мм.

Переваги пластинчастих теплообмінників:

- більш високий коефіцієнт теплопередачі за рахунок турбулізації потоків і теплообміну в тонкому шарі, що забезпечує зменшення поверхні теплообміну при завданому тепловому навантаженні;

- компактність, зручності при складанні і розкладанні;

- можливість компонування пластин з необхідною поверхнею теплообміну.

Ребристий теплообмінникдля нагрівання і охолодження газів являє собою коробку, всередині якої розміщені трубки, що мають зовні ребра (рисунок 7.2.4).

Оребрення поверхні трубок здійснюється для утворення більшої поверхні контакту стінки з робочім середовищем. Ребристі калорифери виготовляють різних розмірів. Вони відрізняються кількістю трубок, їх довжиною і розмірами коробок.

 

 
 

Рисунок 7.2.4 - Схема теплообмінника з оребреною поверхнею (калорифер)

 

Теплообмінники з оболонками (сорочками)мають циліндричні, сферичні або плоскі подвійні стінки - водяні або парові оболонки, крізь які здійснюється теплообмін.

Теплообмін здійснюється крізь стінку корпусу. В просторі, яке утворено оболонкою і корпусом, рухається нагрівальний або охолоджуючий агент (рисунок 7.2.5)

 
 

 

Рисунок 7.2.5 - Апарат з оболонкою (сорочкою) і якірною мішалкою


 

 


7.2.2 Випарювання. Конденсация

Випарюванням називають процес згущення розчинів шляхом видалення з них частини води випаровуванням. На харчових виробництвах випарюють водні розчини: бурякові соки, сиропи, барду, пектиновий клей, молоко тощо. За допомогою випарювання можна отримати більш концентровані і навіть пересичені розчини, в яких потім виконують кристалізацію, наприклад: розчини сахарози, фруктози, молочного цукру.

Випарювання розчинів відбувається при кипінні. Для нагрівання розчинів до температури кипіння на практиці, як правило, використовують водяну пару, яку називають гріючою або первинною, на відміну від вторинної (сокової), яка утворюється з розчинів, що випарюються (соків).

Випарювання відбувається в випарниках технологічного призначення, які називають випарними апаратами; при випарюванні під вакуумом ці апарати називають вакуум-апаратами. Випарювання під вакуумом застосовують в харчових технологіях для випарювання розчинів з продуктами, які розкладаються при підвищених температурах. При випарюванні під вакуумом зберігається якість продуктів, зменшуються втрати тепла і покращуються умови теплообміну.

Випарювання розчину може здійснюватися в одному випарному апараті (однокорпусні установки) або в ряді послідовно з’єднаних випарних апаратів (багатокорпусна установка). В однокорпусній установці тепло вторинної пари, яка виходить з апарату в технологічному процесі не використовується. В багатокорпусній випарній установці вторинна пара, яка виходить з будь-якого попереднього корпусу є гріючою для наступного, в якому розчин кипить при більш низькому тиску. Цей метод проведення процесу забезпечує значну економію тепла, тому в промисловості він має більше застосування.

За методом ведення процесу розрізняють періодичне і безперервне випарювання. При періодичному процесі в апарат завантажується вихідний розчин, який впарюється до необхідної концентрації. Потім відбувається розвантаження і завантаження нової партії розчину.

При безперервному процесі безперервно підводяться гріюча пара і розчин для випарювання, також безперервно відводиться згущений розчин, вторинна пара і конденсат гріючої пари.


 

Випарні установки

Однокорпусна випарна установка застосовується для згущення відносно невеликих об’ємів розчинів, коли економія тепла не має великого значення.

Схема безперервно діючої однокорпусної випарної установки, яка працює під вакуумом, зображена на рисунку 10.1.

 

Рисунок 10.1 – Схема однокорпусної випарної установки

Вихідний розчин із збірника 1 подається насосом 2 в підігрівач 3, де він нагрівається до кипіння. З підігрівача 3 розчин спрямовується в випарний апарат 4 для згущення. Гріюча пара подається в між трубний простір підігрівача і випарного апарата. Вторинна пара, яка утворюється в апараті, разом з повітрям і газами спрямовується через краплеуловлювач 5 в корпус 6 барометричного конденсатора. В ньому пара конденсується при змішуванні його з водою, а повітря і гази з верхньої частини конденсатора через уловлювач 7 відкачуються вакуум-насосом. Конденсат разом з водою у вигляді так званої барометричної води відводиться з корпусу 6 самопливом через барометричну трубу 8 в барометричний збірник 9. Розчин, який згущений до потрібної концентрації, відкачується насосом 10 в збірник готового продукту.

Якщо випарювання йде при звичайному або декілька підвищеному тиску, в схемі замість барометричного конденсатора встановлюється поверхневий.

Багатокорпусна випарна установка складається з декількох однокорпусних випарних апаратів. В багатокорпусній установці половина корпусів працюють під тиском, а інші – хвостові – в умовах розрідження. Завдяки багатократному використанню тепла значно знижуються питомі витрати гріючої пари. Число корпусів випарної установки розраховується, виходячи з властивостей вихідного розчину. Із збільшенням кількості корпусів зростають температурні втрати, погіршується якість продуктів, на які впливає тривале підігрівання, таких як молоко, фруктові та томатні соки тощо. Тому при згущенні молока і соків використовують вакуум-випарні установки, які мають не більше 2–3 корпусів. При згущенні цукрового соку застосовується установка з 4–5 корпусів, при цьому головні корпуси працюють під надлишковим тиском, а для запобігання пригорання і розкладання цукрів з утворенням забарвлених речовин, концентрований сироп в хвостових корпусах згущують під вакуумом.

Випарна установка з чотирьох корпусів, яка використовується в цукробуряковому виробництві для згущення соку від 14–15% до 65% сухих речовин зображена на рисунку 10.2.

 

 

 

Рисунок 10.2 – Випарна установка з чотирьох корпусів

В цій установці корпуси працюють при температурі, яка зменшується таким чином: від 1260С в першому корпусі до 900С в останньому, який працює в умовах розрядження.

Вихідний розчин в підігрівачі 1 попередньо підігрівається вторинною парою з першого корпусу. Потім в підігрівачі 2 гріючою парою підігрівається до температури кипіння і спрямовується в сепараційний простір першого корпуса. Перший корпус обігрівається гріючою парою, яка проходить через інжектор 3. Вторинна пара з першого корпусу через уловлювач 4 йде на нагрівання розчину в другому корпусі. Згущений розчин проходить послідовно всі корпуси і відкачується насосом 5 із останнього корпуса. Конденсат чистої гріючої пари з підігрівача 2 і першого випарного апарата повертають в котельню для живлення котлів, а конденсат вторинної пари використовують для технологічних цілей.

Конструктивні схеми випарних апаратів

Відомо багато конструкцій випарних апаратів, більше 30 з них випускаються серійно. Класичним випарним апаратом є апарат з вертикальними кип’ятильними трубами і центральною циркуляційною трубою (рисунок 10.3).

Рисунок 10.3 – Вертикальний випарний апарат з природною циркуляцією.

Основними конструктивними елементами цього апарата є гріюча камера 4, яка складається з пучка труб 5 та центральної циркуляційної труби 3, які закріплені в двох трубних решітках 6, сепараційної камери 2 і сепаратора 1. Природна циркуляція розчину виникає за рахунок різниці густини рідини в циркуляційній трубі 3, де рідина майже не кипить, і парорідинної емульсії в малих трубках. Гріюча пара (п) поступає в верхню частину гріючої камери, конденсат (к) видаляється знизу. З верхньої частини гріючої камери видаляються гази, які не сконденсувалися (г). Свіжий розчин (р) поступає в апарат над трубною решіткою і видаляється у вигляді згущеного розчину (ср) з нижньої частини апарата.

На рисунках 10.4 і 10.5 зображені деякі конструктивні схеми випарних апаратів.

Рисунок 10.4 – Конструктивні схеми випарних апаратів (І)

Рисунок 10.5 – Конструктивні схеми випарних апаратів (ІІ)

На рисунку 10.4а зображений випарний чан відкритого типу для періодичного уварювання невеликих порцій високов’язких продуктів кондитерського виробництва, томатних паст тощо. Для таких продуктів використання трубчатих випарників недоцільно. При завантаженні апарата верхня напівсфера піднімається; мішалка приводиться у обертання двигуном через редуктор. Нижня на півсфера обладнана паровою оболонкою (сорочкою).

На рисунку 10.4б апарат має виносний кип’ятильник; в ньому використовується штучне прискорення руху за допомогою насоса. Цим досягається покращення циркуляції, особливо при випарюванні концентрованих розчинів. Перегрітий розчин активно кипить в сепараторі; Рідина відділяється від пари за допомогою щитків та відбивачів.

На рисунку 10.4в зображена схема апарата з високою поверхнею нагрівання. При цьому трубчатий підігрівач винесений з корпусу апарата і слугує для перегрівання розчину, який закипає в сепараторі. Пара через уловлювач відводиться з розширеної частини сепаратора, а розчин під напором стовпа рідини висотою h повертається в контур циркуляції.

На рисунку 10.5а показаний довготрубний однопрохідний апарат. Розчин поступає знизу в кип’ятильні труби довжиною близько 7 м і випарюється в тонкому шарі, підіймаючись вгору у вигляді тонкої плівки по внутрішній поверхні трубок. Зверху трубок розташований відбійний зонт, який гасить фонтани розчину з трубок, і сепаратор відцентрового типу.

На рисунку 10.5б зображений апарат, який може використовуватися для розчинів, що кристалізуються (наприклад, цукрози, глюкози, фруктози тощо). Особливості цього апарата: високий рівень розчину, який створює підвищені швидкості циркуляції; велике затоплення поверхні нагрівання; наявність над нею гідродинамічного стабілізатору з концентричних кільцевих елементів, які не обігріваються. Стабілізатор забезпечує визначений рух потоку в вертикальному напрямку і зменшує втрати енергії на перемішування розчину. Завдяки цьому покращується використання напору для створення швидкості циркуляції.

Конденсація

Конденсація – це процес переходу пари або стисненого до критичного стану газу в рідкий стан. Зрідження пари досягається її охолодженням, а газу – стисненням з наступним охолодженням.

Процес конденсації широко застосовується в харчових виробництвах, наприклад, для зрідження пари води, спирту, вуглекислого газу, аміаку і фреонів в холодильних установках, а також для створення визначеного розрідження в випарний фільтраційних, сушильних та інших вакуум-установках.

Апарати, в яких відбувається конденсація, називають конденсаторами. В якості охолоджуючого агента в них використовується вода, рідше повітря та інші холодоносії. Розрізняють поверхневі конденсатори і конденсатори змішування. В поверхневих конденсаторах пара або гази, які конденсуються, та вода для охолодження розділені стінкою, яка проводить тепло, і конденсація відбувається на внутрішній або зовнішній поверхні холодної стінки. В конденсаторах змішування пара конденсується в результаті безпосереднього контакту її з водою.

Поверхневі конденсатори застосовують в тих випадках, коли необхідно отримати конденсат в чистому вигляді або сконденсувати пару органічних рідин (спирту, ацетону, бензину). За будовою ці конденсатори аналогічні поверхневим теплообмінникам. Найбільше використання для конденсації знайшли апарати типу “труба в трубі”, кожухотрубні та зрошувальні. На рисунку 10.6 зображений вертикальний кожухотрубний конденсатор, який використовується в молочній промисловості.


 

 

Рисунок 10.6 – Вертикальний кожухотрубний конденсатор

Вторинна пара з вакуум-апарату поступає через патрубок 1 в між трубний простір, де конденсується. Конденсат тонкою плівкою покриває зовні трубки 2 і стікає донизу, звідки відкачується насосом через патрубок 3. В парі міститься повітря, яке також видаляється з конденсатора через патрубок 4 вакуум-насосом або ежектором. Охолоджуюча вода рухається всередині багатоходового трубного пучку, входить і виходить через патрубки 5. Необхідно щоб охолоджуюча вода уходила із конденсатора з якнайбільшою температурою. Це зменшує витрати води, а гаряча вода може бути використана для технологічних цілей. Конденсатор дає чистий конденсат для подальшого використання.

На рисунку 10.7 показаний елементний конденсатор холодильної установки, в ньому зріджується пара аміаку. Всередині труби великого діаметру вміщені 5–7 труб меншого діаметру, які за вальцьовані в трубних решітках. Елементи трубного простору з’єднані калачами; між трубний простір з’єднаний патрубками. Пара аміаку подається зверху в між трубний простір, конденсується, проходячи послідовно через всі елементи, і у вигляді рідини стікає в ресивер. Через трубний простір протікає охолоджуюча вода.

Рисунок 10.7 – Елементний конденсатор

Конденсатори цього типу важкі та громіздкі, але забезпечують надійну роботу при порівняно високому тиску. Їх встановлюють поза будівлями, що приводить к тому, що режим їх роботи залежить від атмосферних умов.

В промисловості застосовують також зрошувально-випарні конденсатори, де пара конденсується всередині труб, які зрошуються зовні водою, яка випаровується за рахунок теплоти конденсації пари.

Конденсатори змішування – використовують для конденсації водяної пари, яка не застосовується в виробництві. Вони встановлюються на установках, які працюють під вакуумом (випарювання, висушування, фільтрування тощо). Такі конденсатори забезпечують виробництво гарячою водою (на цукрових заводах). В залежності від способу виведення води і газів з цих апаратів розрізняють конденсатори змішування мокрі і сухі (рисунок 10.8).

Рисунок 10.8 – Конденсатори змішування

З мокрого конденсатора змішування (рисунок 10.8а) конденсат, вода і гази разом відкачуються мокроповітряним насосом. Більш широке використання знайшли сухі (барометричні) конденсатори (рисунок 10.8б, в, г), в яких охолоджуюча вода разом з конденсатом відводяться знизу конденсатора самопливом, а гази – з верхньої частини відкачуються вакуум-насосом. Витрати енергії на сухі конденсатори значно менші, ніж на мокрі.

В барометричному конденсаторі вода і пара рухаються протитоком. В корпусі 2 вміщено 5–7 тарілок або поличок 1, які забезпечують тісний контакт води з парою. Повітря через уловлювач 3 відкачується вакуум-насосом. Вода і конденсат через барометричну трубу 4 збираються в барометричному збірнику 5 і далі перекачуються згідно призначення. На схемі зображено різні конструкції тарілок (рисунок 10.8в). На рисунку 10.8г зображений двохступінчастий барометричний конденсатор. На практиці для створення в конденсаторі необхідного вакууму температуру барометричної води підтримують близько 45–460С. Якщо виробництву необхідна частина барометричної води з більш високою температурою (55–650С), то конденсацію здійснюють в двох послідовно з’єднаних корпусах. В перший корпус подають лише частину необхідної води, в ній відбувається часткова конденсація пари з отриманням більш гарячої води, а в другому корпусі відбувається вже повна конденсація пари, що залишилася, і вже тут одержують теплу воду.


 

основи холодильної техніки

Штучний холод широко використовують в харчові промисловості. Великого значення набуває впровадження методів швидкого заморожування кулінарних виробів, плодів, овочів, соків та інших продуктів. У порівнянні з іншими способами консервування (сушіння та стерилізація) продуктів, що швидко псуються, їх охолодження є найбільш економічним і зручним способом, при якому найбільш повно зберігаються смакові Властивості продуктів харчування і вітамінів, що містяться в цих продуктах. Холодильна техніка часто застосовується в молочній, м’ясній та рибній галузях харчової промисловості.

Отримання штучного холоду можливо з використанням суміші льоду і солі, твердої вугільної кислоти та за допомогою холодильних установок компресійного або абсорбційного типу. Машинне охолодження базується на властивості ряду легко киплячих зріджених газів (аміаку, фреону 12, фреону 22 тощо) при випаровуванні поглинати із зовнішнього середовища велику кількість тепла.

Охолодження – це процес відбирання тепла від тіла або середовища, який супроводжується уповільненням руху молекул в них і зниженням температури.

Для безперервного охолодження за допомогою сталої кількості холодоагенту необхідно, щоб, віднявши тепло від середовища, що охолоджується, і змінивши свій агрегатний стан, холодоагент знов повертався у свій попередній стан, тобто здійснював при цьому круговий процес.

Холодильні машини, в яких для отримання холоду використовують процес кипіння рідини (аміаку, фреонів тощо), поділяються на парові компресійні машини, що працюють з витратою механічної енергії; та абсорбційні і пароежекторні машини, що працюють з витратами тепла.

Холодильна машина – це комплекс машин і апаратів, що здійснюють цикл холодильного агента, в ході якого знижується температура об’єкту, що охолоджується.

Апаратурні схеми компресійних холодильних установок

В промисловості широко використовуються дві схеми компресійного охолодження холодильних камер; безпосереднім випарюванням і охолодженням за допомогою розсолу.

Охолодження безпосереднім випарюванням холодоагенту – апаратурна схема цього процесу з використанням аміаку в якості холодоагенту зображена на рисунку 11.1.


 

 

 

Рисунок 11.1 – Апаратурна схема охолодження камер випарюванням аміаку

Випарник 1 призначений для випарювання в ньому рідкого холодоагенту і встановлений безпосередньо у приміщенні, що охолоджується. Холодоагентом може бути аміак або фреони. З випарника 1 пара аміаку засмоктуються компресором 6 і стискаються в ньому до тиску 0,8–1,2 МПа (при цьому температура аміаку підвищується до 80–1350С). Пройшовши через масловідокремлювач 5, пара поступає в між трубний простір кожухотрубного теплообмінника 4, в якому віддає тепло охолоджуючій воді, конденсується і охолоджується до 35–150С. Охолоджений рідкий аміак з нижньої частини конденсатора подається через вентиль 3, що може регулюватися, у відокремлював рідини 2 і випарник 1. Кількість аміаку, що подається у випарник, залежить від кількості тепла, яку необхідно відвести із холодильної камери.

У вентилі 3 відбувається дроселювання рідини, внаслідок чого тиск рідкого аміаку падає від тиску конденсації (0,8–1,2 МПа) до тиску випарювання (0,3–0,1 МПа), при цьому відповідно знижується температура.

Такі установки, у порівнянні з розсільними, мають простішу схему, меншу витрату енергії і метала на обладнання. Недоліком цього способу є шкідлива дія аміаку при проникненні його у приміщення, що охолоджується.

Охолодження камер розсолом – це більш безпечний для обслуговування і збереження продуктів спосіб. В такій установці за допомогою аміачної холодильної машини охолоджується розсіл, який поступає в розсільні батареї холодильних камер. Найчастіше в якості розсолів використовуються водні розчини хлориду натрію (до температур не нижче –160С) або хлориду кальцію (до температур не нижче –450С). Цей спосіб охолодження більш складний; при його використанні витрачається більше енергії на охолодження. Крім того, розсоли викликають корозію апаратури.

Багатоступінчасті холодильні машини – використовуються для отримання відносно низьких температур (від –400С до –800С). Найчастіше використовують двохступінчасті компресійні холодильні установки.

Абсорбційні холодильні установки

На різницю від компресійних холодильних установок отримання холоду в абсорбційних холодильних установках здійснюється не шляхом витрат механічної енергії, а за рахунок використання тепла димових газів або відпрацьованої пари. У якості холодоагенту в цих установках найчастіше використовують аміак, при цьому отримують температури до –500С. В якості абсорбенту використовують воду. Аміак активно абсорбується водою з виділенням тепла; при розчиненні у воді пари аміаку відбувається виділення теплоти пароутворення (близько 1260 кДж/кг). Але ця теплота витрачається при випарюванні аміаку, тому в випарнику відбувається інтенсивне поглинення тепла із зовнішнього середовища (рисунок 11.3)

Рисунок 11.3 – Схема абсорбційної холодильної машини

Аміак у вигляді пари, який виділився із водно аміачного розчину в кип’ятильнику 1, поступає в конденсатор 2, де конденсується, віддаючи тепло охолоджуючій воді. Зріджений аміак проходить через дроселюючий вентиль 3 і випаровується у випарнику 4, сприймаючи тепло із зовнішнього середовища (холодильної камери). Із випарника аміак у вигляді газу спрямовується в абсорбер 5, де поглинається водою з утворенням концентрованого (близько 50%) розчину. Отриманий розчин нагнітається насосом 6 через теплообмінник 7 в кип’ятильник 1. Тут, за рахунок нагрівання водяною парою більша частина аміаку випаровується і у вигляді пари поступає в конденсатор 2. Збіднений водно аміачний розчин (20%) відводиться із кип’ятильника в абсорбер для збагачення.

Для такої установки потрібні менші затрати і менш складне обладнання, ніж для компресійних установок. Витрати енергії потрібні тільки для насоса для водно аміачного розчину.


 





sdamzavas.net - 2020 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...