Випарник для побутового холодильника

ВИПАРНИКИ ДЛЯ ПОБУТОВОГО ХОЛОДИЛЬНИКА, ПРИЗНАЧЕННЯ ТА РІЗНОВИДИ

ВИПАРНИК ― теплообмінний апарат, в якому відбувається передача тепла від охолоджуваного об'єкта до испаряющемуся (киплячого) внаслідок цього холодильного агенту. За принципом дії випарники аналогічні конденсаторів, але відрізняються тим, що в конденсаторах холодоагент віддає тепло навколишньому середовищу, а у випарниках поглинає його з охолоджуваного середовища. Випарники, що застосовуються в холодильних агрегатах побутових холодильників, як і конденсатори, поділяють на :

― ребристотрубные;

― листотрубные.

ЛИСТОТРУБНЫЕ випарники найбільш поширені, так як вони зручніше для розміщення харчових продуктів. Випарники ребристотрубного типу встановлюють в абсорбційних холодильниках, не мають морозильних відділень, в двокамерних холодильниках для охолодження високотемпературної камери і при влаштування в них примусової циркуляції повітря в камерах за допомогою вентилятора.

Випарники виготовляють з корозійно стійких матеріалів або їх застосовують для захисту антикорозійні покриття, не надають шкідливого впливу на харчові продукти.

ПРИСТРІЙ РЕБРИСТОТРУБНЫХ ВИПАРНИКІВ.

Ребристотрубные випарники, що застосовуються в абсорбційних холодильних агрегатах, конструюють у вигляді змійовика з сталевої труби з горизонтально розташованими витками, між якими поміщають сталеву коробочку з поличками для ледоформ.В компресійних холодильних агрегатах ребристотрубный випарник являє собою змійовик з оребренной трубки. Для цього часто застосовують алюмінієву профільну трубку з поздовжніми ребрами або з насадженими ребрами з тонких алюмінієвих пластин. Випарники з тонкими пластинчастими ребрами огороджують захисними гратами, оберігає руки від травмування.

ПРИСТРІЙ ЛИСТОТРУБНИХ ВИПАРНИКІВ.

Листотрубные випарники можуть бути трьох видів залежно від способу їх виготовлення:

― з листа із закріпленим на ньому змійовиком із труби;

 
― з двох зварених сталевих листів зі штампованими в них каналами;

― з двох алюмінієвих листів, зварених під тиском з наступним роздмухуванням каналів (прокатно ― зварної метод).

Випарники, зроблені з листа із закріпленим на ньому змійовиком, призначаються для морозильних камер двокамерних холодильників. Алюмінієвого листа надають форму коробки відповідних розмірів і на зовнішніх її сторонах закріплюють змійовик. У кінцевій частині змійовика, соединяющейся зі всмоктувальної трубкою, впаюють ємність у вигляді труби більшого діаметру, призначену для збору пара хладагента (парозбірником)

У побутових холодильниках встановлюють в основному алюмінієві прокатно ― зварні випарники з роздутими каналами. Роблять їх з двох алюмінієвих заготовок товщиною по 3 мм кожна, шириною, що відповідає ширині випарника, і довжиною приблизно в 4 рази менше випарника. Поверхня заготовок ретельно зачищають і на одну із них наносять за трафаретом спеціальною фарбою малюнок каналів, зменшених по довжині в 4 рази. Друкарська фарба складається з речовини , що перешкоджає зварюванні алюмінію. Обидві заготовки, накладені один на одного, пропускають через валки прокатного стану. Внаслідок великого тиску при прокатці обидві заготовки зварюються по всій поверхні , за винятком нанесеного малюнка каналів. При цьому зварений лист тоншає до 1,5 мм, відповідно подовжуючись приблизно в 4 рази. Після зварювання канали роздувають рідиною під тиском 80...100 атм.

Прокатно ― зварні випарники відрізняються різноманітністю малюнків каналів і великою кількістю паралельних потоків ( рис.3.14.а.). Така побудова каналів прийнято у зв'язку з неможливістю отримати парозбірником необхідної ємності, так як при раздуве неминучі розриви його стінок.

На рис.3.14.б. показана схема каналів випарника з використанням одного і того ж каналу для з'єднання випарника з капіляр і всмоктуючим трубопроводом. У цьому випадку капілярна трубка поміщається всередині всмоктуючої і проходить вглиб вхідного каналу, який у цьому місці карбують, відокремлюючи вхідний канал від вихідного. Для захисту від корозії алюмінієві випарники фосфотируют або анодують і покривають міцними і водонепроникними лаками.

 
Сучасний рівень виробництва алюмінієвих випарників забезпечує їх антикорозійну стійкість і експлуатаційну надійність, проте звертатися з алюмінієвими випарниками треба акуратно, щоб не пошкодити захисне покриття і тонкі стінки каналів. З'єднують алюмінієвий випарник (також конденсатор) з мідними трубопроводами через попередньо зварені між собою встик мідний та алюмінієвий трубки. Таку мідно - алюмінієву трубку однієї (алюмінієвої ) стороною приварюють до випарника ( конденсатора), а інший (мідного) припаюють до мідного трубопроводу.

Стик разом зварювання мідно ― алюмінієвої трубки захищають від корозії. це зробити необхідно, оскільки в разі зволоження трубки в місці стику виникає ЕРС (електрорушійна сила) від гальванічної пари мідь ― алюміній, в результаті чого алюміній зруйнується. Для захисту стику використовують плівки або трубки із пластмаси, щільно облягаючі стик і оберігають його від зволоження. У побутових холодильниках старих моделей з невеликими морозильними відділеннями встановлювали листотрубные випарники, штамповані з нержавіючої сталі. Дві заготовки такого випарника зі штампованими полуканалами в кожній зварювали між собою: по периметру ― безперервним герметичним швом, між каналами ― точками. Після зварювання випарника надавали відповідну форму.

У першій частині (по ходу руху холодоагенту) штампованого випарника канали розташовані у вигляді змійовика (рис.3.15), останній виток якого переходить в паралельні струмки, що укладаються на виході в загальний парозбірником.

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА У ВИПАРНИКАХ І ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЯХ.

Тепло у випарнику передається холодоагенту від охолоджуваного середовища (розсіл, повітря) через стінку труби. Ефективність такої теплопередачі залежить від багатьох факторів і в першу чергу, від характеру кипіння самого хладагента. Можливі два режими кипіння:

― пухирчастий

― плівковий.

Пузирчастий режим кипіння виникає і підтримується, коли в ряді точок теплопередаючої поверхні утворюються окремі бульбашки пари, які відриваються від поверхні і піднімаються вгору. Точками або центрами пароутворення є бульбашки газів, легко виділяються з рідини на поверхні теплообміну, а також горбки і мікронерівності теплопередаючої поверхні. При такому кипінні значна частина поверхні покрита рідиною. Однак це спостерігається при гарній змочуваності поверхні і при невеликій різниці температур поверхні нагріву t і насичення утворюються пари to. Ця різниця температур T = t ― to і характеризує інтенсивність процесу кипіння і тепловіддачі. Чим більше Т, тим більше центрів пароутворення і тим частіше бульбашки пари відриваються від поверхні. Можуть збільшуватися і розміри бульбашок. Збільшення перепаду температур понад 30º С викликає зменшення коефіцієнта тепловіддачі, так як бульбашки зливаються на поверхні і утворюють ділянки, покриті паровий плівкою. Ця плівка нестійка, піднімається вгору великими бульбашками, але сама її наявність відокремлює рідина від теплої поверхні і різко збільшує термічний опір до теплопереходу. Це і є плівковий режим кипіння. Аналогічний процес може виникнути і при менших температурних напорах, але при замасляній поверхні, тобто коли рідкий холодоагент погано змочує поверхню теплообміну, та й сама масляна плівка володіє термічним опором.

На характері кипіння позначаються і фізико ― хімічні властивості рідини ― щільність, теплота пароутворення, коефіцієнт теплопровідності та ін.

Во вторую  очередь эффективность теплопередачи зависит от интенсивности теплоотдачи со   стороны охлаждаемой среды  (воздуха, рассола), а так же в меньшей степени от величины термического сопротивления стенки теплообменника. Здесь сказываются особенности конструкции испарителя (воздухоохладителя), быстрота удаления образующегося пара с теплопередающей поверхности, скорость движения охлаждаемого воздуха или рассола. Скорость движения воды и рассола в трубах составляет 0,4...1 м /с на стороне всасывания и 0,7... 1,3 м/с на стороне нагнетания. Расчетные скорости в аммиачных трубопроводах 10... 25 м/с, в хладоновых 8...18 м/с,для рідкого хладона -12 ---1...1,25 м/с.