3.6.3. Розрахунок і підбір конденсаторів

При проектуванні холодильних установок найчастіше дово­диться підбирати конденсатор за площею поверхні, що передає тепло F_к (м²). Її розраховують, користуючись формулою (3.47),

, (3.47)

 тепловий потік, що проходить через конденсатор, Вт

Коефіцієнт теплопередачі k можна прийняти за табл. 3.10, а середній температурний напір між холодильним агентом, що конденсується, обчислюють за формулою (3.45)

Температуру конденсації приймають залежно від температури охолоджувальної води. Чим менша різниця між температурами води і холодильним агентом, тим нижчі температура і тиск конденсації. При цьому зменшується витрата енергії на роботу машини і збільшується холодопродуктивність. Однак при цьому збільшуються розміри конденсатора і витрачається більше металу. Оптимальну різницю між температурами у теплообмінних апаратах визначають техніко-економічним розрахунком.

У конденсаторах холодильних установок економічно доцільно підтримувати температуру конденсації на 3–5° С вищу за температуру води, що виходить з конденсатора, а температуру нагрівання води в конденсаторі вищу на 2–6° С залежно від типу конденсатора.

За величиною площі поверхні, що передає тепло, підбирають конденсатор у довідниках і каталогах.

Витрату води в конденсаторі за умови, що вся теплота відводиться водою, визначають за формулою

, (3.48)

де V_в витрата води в конденсаторі, м³/с;

с_в  теплоємність води [с_в=4187 Дж/(кгК);

р_в – щільність води (р_в=1000 кг/м³);

 різниця між температурами води на виході з конденса­тора і при вході в нього, °С ( .

Витрата води, що необхідна для зрошувальних конденсаторів, коли теплота відводиться частково повітрям, за заводськими даними складає 0,6–0,8 м³/год на 1 м² поверхні. При цьому витрата свіжої води складає близько 30%, а за наявності градирні  10–12% від загальної кількості циркулюючої води.

Таблиця 3.10

Конденсатор	Коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м^2К)	Примітка
Горизонтальний кожухотрубний:
для хладонів	460-580	Віднесений до оребреної поверхні
Вертикальний кожухотрубний	700-900	
Зрошувальний	700-900	
Випарний	465-580	
З повітряним охолоджуванням (приму­сова циркуляція повітря)	20-45	Віднесений до оребреної поверхні

3.6.4. Камерні батареї

Для охолодження камер застосовують батареї безпосереднього охолодження (випарники). Їх розміщують в охолоджуваному приміщенні біля стін (пристінні батареї) і біля стелі (стельові батареї). Виготовляють батареї з гладких чи оребрених труб. Залежно від конструкції їх поділяють на змійовикові, колекторні і листотрубні.

Змійовикова ребриста батарея-випарник для малих холодильних установок. Батарея-випарник (рис. 3.17) виготовлена з червономідних труб діаметром 18x2 мм, розташованих у два ряди. На труби насаджені латунні чи сталеві штамповані пластинчасті ребра. Такі батареї-випарники виготовляють також з алюмінієвих труб з алюмінієвими ребрами.

Контакт між ребрами і трубою здійснюється протяганням оправлення, діаметр якого більший за внутрішній діаметр труби. Труби випарника послідовно з’єднані припаяними калачами. Батарея має вихідний і вхідний патрубки.

Рис. 3.17. Випарники малих установок для хладона:

а  трубчастий ребристий пристінний; б  алюмінієвий листотрубний

Недолік змійовикових батарей – недостатнє видалення пари холодильного агента, в результаті чого знижується коефіцієнт теплопередачі.

Змійовикові ребристі батареї-випарники бувають незатопленими або сухими (ВРСН  випарник ребристий сухий настінний). Рідкий R подається як зверху (у разі однієї секції випарника), так і знизу (за наявності кількох секцій, з’єднаних послідовно).

При верхньому введенні рідкого R у батарею й відсмоктуванні пари знизу виключається скупчення мастила у випарнику та відбувається повернення його в компресор. Але при цьому випарник менше заповнений рідиною. У верхніх трубках рідини більше, ніж у середніх, а в нижніх – знаходиться тільки пара. При нижньому введенні рідкого хладона випарник краще заповнюється рідиною, у результаті чого коефіцієнт теплопередачі збільшується приблизно на 20%.

Коефіцієнт теплопередачі таких ребристих батарей з природною циркуляцією повітря становить 3–6 Вт/(м²К) при температурному напорі між повітрям і холодильним агентом 12–15° С.

Алюмінієві листотрубні батареї-випарники. Такі випарники (рис. 3.17.б) виготовляють так, як і листотрубні конденсатори. Листотрубні випарники застосовують у домашніх холодильниках і в торговому холодильному устаткуванні. Коефіцієнт теплопередачі листотрубних випарників із природною циркуляцією повітря по обидва боки складає 11–14 Вт/(м²·К).