1.2 Вибір типу випарника та його місце в технологічній схемі

Випарник є однією з найважливіших частин холодильної машини, в якому робоче речовина кипить за рахунок теплоти, що підводиться від джерела низької температури. Утворений при кипінні холодильного агента пар відсмоктується з випаровувача компресором для здійснення подальших процесів циклу холодильної машини. В Україні і закордоном виготовляють велику кількість випарників різних конструкцій.

В залежності від покладеного в основу принципу випарники діляться на ряд груп за характером охолоджуваного джерела: 1) випарники для охолодження рідких холодоносія; 2) випарники для охолодження повітря; 3) випарники для охолодження твердих середовищ; 4) випарники-конденсатори.

В залежності від умов циркуляції охолоджувальної рідини: 1) із закритою системою циркуляції охолоджувальної рідини (кожухотрубні і кожухозмієвикові); 2) з відкритим рівнем охолоджуваної рідини (вертикально-трубні, панельні).

За характером заповнення робочою речовиною: 1) затоплення;

2) незатоплені.

Випарники можуть підрозділятися і на інші групи (в залежності від того, на якій поверхні відбувається кипіння робочої речовини; за характером руху робочої речовини та ін.).

В технологічній схемі виробництва морозива випарник має досить важливе значення. Він виконує роль апарата, який відводить тепло із холодильної камери, що дає можливість швидко і при низький температурі загартувати морозиво.

Для даного процесу нам потрібен випарник, який максимально відповідає вимогам, які поставлені технологічними умовами, а саме: 1) швидко відвести теплоту з повітря; 2) низька температура використання; 3) використання аміаку в якості хладоагенту; 4) невеликі габарити. Виходячи з цього, вибираємо повітроохолоджувач підвісний типу НВО, який працює на аміаку.

2 Технічні вимоги до випарника

Температура кипіння хладоагента , К 225;

Тиск в трубному просторі, МПа 0,045;

Зовнішній діаметр труб , м 0,022;

Зовнішній діаметр труб , м 0,0196;

Висота ребер , м 0,130;

Шаг ребер u, м 0,012;

Товщина ребер δ, м 0,0003;

Крок труб по фронту , м

Крок труб в глибину , м

Хладоагент

Тип розташування труб: коридорне.

3 Опис та обґрунтування вибраної конструкції випарника

3.1 Опис конструкції, основних складальних одиниць та деталей апарата

Метою даної роботи є визначення теплопритоків в холодильній камері, теплоту, яку необхідно відвести у випарнику, теплообмінної поверхні повітроохолоджувача, об’ємного витрату повітря й аміаку. Для дослідження запропонована установка показана на рисунку 3.1.

1 – вентиль; 2 – колектор; 3 - оребрений трубний пучок; 5 – електродвигун;

6 - високонапірний вентилятор; 4 – піддон; 11 - дренажний пристрій;

7 - датчик вимірювання швидкості; 8,9 - температурні датчики; 10 - нагрівний елемент

Рисунок 3.1 - Повітроохолоджувач холодильної установки

Повітроохолоджувач працює таким чином. Холодильний агент по системі трубопроводів через вентиль 1 і колектор 2 надходить у трубний простір оребреного пучка 3, де кипить при зниженому тиску. В результаті наявності вологи у повітрі в холодильній камері на трубному пучку 3 висаджується іній, який з часом перетворюється на снігову шубу, що погіршує теплообмін та знижує ефективність холодильної установки. Високонапірний вентилятор 6 із електродвигуном 5 створює інтенсивний потік повітря між ребрами трубного пучка 3 і процес наростання шуби сповільнюється через здування інею. При наростанні снігової шуби погіршується теплообмін між киплячим холодильним агентом та повітрям, що проходить через повітроохолоджувач, і температура повітря змінюється. Температура холодильного агенту фіксується температурним датчиком 9, температура повітря – датчиком 8, швидкість повітря – датчиком вимірювання швидкості 7. При досягненні заданої різниці температур або визначеного значення швидкості повітря, видається сигнал на відтавання, яке забезпечується вмиканням нагрівного елементу 10. Вода від снігової шуби, що відтанула, збирається в піддон 4 та виходить через дренажний пристрій 11.