Випарник - типи та принцип роботи, ТЕПЛОТА - все для теплоенергетика та теплотехніка
Випарник – це серце теплообмінника.
Випарники застосовуються в кондиціонерах, приладах для створення мікроклімату та регулювання параметрів повітряного середовища різноманітних приміщень. Іншою областю є застосування випарників у різноманітних холодильниках, призначених для побутових потреб або що використовуються у промислових умовах для забезпечення виробничих процесів.
Найважливішою функцією згаданого обладнання є охолодження різноманітних газових та рідинних середовищ. У цьому пристрої застосовується так зване робоче середовище: повітря, вода або суміш різних незамерзаючих рідин антифризів.
Випарники можуть відрізнятисяза конструкціями. Існують конструкції для рідинних середовищ і, окремі - для газових середовищ. У першому випадку випарники поділяються на кожухотрубні та пластинчасті.
Кожухотрубний випарник за конструкцією нагадує старовинний паровий котел, що використовувався на рубежі 19 - 20 століть. Він складається із сталевого циліндра, всередині якого знаходяться трубопроводи, виготовлені з міді чи мідного сплаву. Діаметр труб зазвичай не перевищує 25 мм. Трубки мають радіатори для прискорення процесів тепловіддачі. Фактично це теплообмінник. По трубах протікає робоче середовище, а із зовнішнього боку труб протікає вода, що охолоджується. Напрямок води, що охолоджується, забезпечується перпендикулярним по відношенню до трубопроводів за допомогою розділових перегородок. При необхідності швидкість протікання охолоджуваної води регулюється в межах 0,5 - 3 метри в секунду. Робоче середовище може бути досить різноманітним. Потужність випарників вищезгаданого типу може досягати 250 кВт.
Пластинчасті випарники також використовуються длярідинних середовищ. Відмінність їх у тому, що випарники конструктивно виконані як сталевих пластин, набраних пакетами як «ялинки». Робоче середовище і вода, що охолоджується, взаємодіють по різних циркуляційних незалежних один від одного контурах. Така конструкція забезпечує дуже високу ефективність та швидкість теплопередачі, вона досить компактна і має невелику вагу. Випробування показали, що подібна конструкція стійкіша до пошкоджень у разі аварій.
Випарники для газових середовищ, конструктивно не відрізняються від кожухотрубних випарників. Діаметри трубок менші і досягають величини не більше 13 мм. Трубки також мають радіатори для поліпшення процесів теплопередачі. Радіатори найчастіше виготовляються із алюмінію.
Для потужних холодильних установок іноді застосовують багатоступінчасте охолодження, що полягає у використанні декількох контурів, що охолоджують, причому кожен контур виконується незалежним від іншого, щоб підвищити надійність і безаварійність установки.
У процесі багаторічної практики було встановлено таке емпіричне правило: найбільш оптимальні параметри роботи випарних установок багатоконтурних досягаються при потужності не більше 7 кВт на кожен контур.
До швидкості закінчення повітряного потоку в газових випарниках також висувають жорсткі вимоги. Вона не повинна перевищувати 3 метри на секунду. В іншому випадку, на виході теплообмінника можуть накопичуватися продукти конденсату, що може призводити до зайвих забруднення та необхідності скорочення інтервалів між профілактичними очищеннями.