Выбор стороны подачи хладагента в затопленных испарителях

В затопленных испарителях с принудительной циркуляцией более привычной, можно сказать классической, является нижняя подача. Всплывающие пузыри образующегося пара уносятся вместе с жидкостью обратно в ресивер низкого давления. Кратность циркуляции определяется из задачи и хладагента — так, для R717 (аммиак), эта величина находится в диапазоне порядка 2-4.

Нижняя подача в горизонтальные коллекторы с трубами, ориентированными в вертикальной плоскости, часто используется в аккумуляторах холода на основе льда или, в некоторых случаях, для охлаждения воздуха.

Оттайка горячим газом хорошо сочетается с нижней подачей, когда горячий газ подается сверху так, что поток хладагента при оттаивании противоположен потоку при охлаждении.

Альтернативный способ, а именно верхняя подача хладагента, требует особой конструкции теплообменного аппарата — устройства (или комплекса устройств) для распределения хладагента по патрубкам или каналам. В итоге в процессе парообразования участвует лишь тонкая пленка стекающего хладагента, что позволяет существенно снизить объем заправки хладагента в систему. При существующих тенденциях отката от традиционных ГФУ в пользу более новых хладагентов, зачастую обладающих категорией A2L или A3, снижение массы заправки может выступать серьезным аргументом при проектировании.

Кратность циркуляции хладагента в таких аппаратах, как правило, выше — порядка 6-7 для R717.

На текущий момент наиболее часто встречаются следующие варианты конструкции: межтрубное кипение на горизонтальном пучке труб при распылении хладагента форсунками и внутритрубное на вертикальных трубах при стекании пленки хладагента.

Методы оттаивания воздухом, водой или электронагревом хорошо сочетаются с верхней подачей хладагента, поскольку перед оттаиванием клапан подачи жидкости закрывается, и большая часть жидкого хладагента просто сливается из аппарата до начала подвода теплоты извне.

Вывод:

Преимущества нижней подачи:

1) улучшенные коэффициенты теплоотдачи со стороны хладагента при заданной кратности циркуляции;

2) более равномерное распределение хладагента по различным контурам змеевика.

Преимущества верхней подачи:

1) меньшая заправка хладагента позволяет использовать меньший ресивер низкого давления;

2) естественный слив из змеевика до или во время оттаивания.