Передача тепла в испарителях. Холодопроизводительность Теплопроводность испарителя

  

Вся электронная библиотека >>>

 Холодильники и кондиционеры  >>>

 

 

 

 Холодильная техника и кондиционирование воздуха


Раздел: Бытовая техника

 

Передача тепла в испарителях

  

Передача тепла из охлаждаемого пространства к хладагенту в испарителе происходит двухступенчато: тепло из охлаждаемого пространства поглощается металлом, из которого изготовлен испаритель; тепло передается через металл и поглощается хладагентом в испарителе.

Передача тепла от воздуха в охлаждаемом пространстве к металлу, из которого изготовлен испаритель, зависит от нескольких факторов: состояния открытой поверхности испарителя (блестящее или тусклое, шероховатое или гладкое); разности температур между окружающим воздухом и поверхностью испарителя; скорости движения потока воздуха, переносящего тепло, в охлаждаемом пространстве; теплопроводности металла, из которого изготовлен испаритель; толщины слоя инея на испарителе.

Разность температур между воздухом и поверхностью испарителя— очень важный фактор. Если разность невелика, то интенсивность передачи тепла будет низкой.

Скорость движения потока воздуха, переносящего тепло в охлаждаемом пространстве, зависит от Конструкции испарителя. Когда воздух, находящийся в контакте с испарителем, охлаждается, он замещается теплым воздухом. Если циркуляция воздуха чем-либо ограничивается, тепло к охладителю будет передаваться не полностью и температура не будет поддерживаться на требуемом уровне. Если воздух циркулирует свободно, количество тепла, передаваемое от воздуха, увеличится в 4—6 раз по сравнению с передачей тепла от неподвижного воздуха. В большинстве .установок обеспечивается принудительный обдув поверхности испарителя, в результате чего холодопроизво- дительность его увеличивается более чем в 20 раз по сравнению с холодопроизводительностью испарителя с естественной конвекцией.

Передача тепла от поверхности испарителя к хладагенту является важнейшим фактором, так как именно хладагент поглощает тепло. Интенсивность теплопередачи от поверхности испарителя к хладагенту зависит от следующих факторов: площади поверхности испарителя; разности температур между охлаждаемой средой и кипящим хладагентом; скорости движения потока хладагента в трубах испарителя (при нормальных условиях— чем больше скорость, тем выше интенсивность теплопередачи) ; отношения площади основной поверхности к площади дополнительной; состояния хладагента (испаритель с выходом сухого насыщенного пара или затопленный испаритель); отсутствия масляной пленки; интенсивности отвода парообразного хладагента; охлаждаемой среды (тепловой поток от жидкости к испарителю почти в пять раз интенсивнее, чем от воздуха к испарителю); температуры точки росы воздуха на входе (если температура в испарителе ниже температуры точки росы воздуха на входе, происходит отвод скрытого и сухого тепла).

Холодопроизводительность испарителя пропорциональна площади его поверхности. Если площадь поверхности небольшая, производительность будет низкой. Поэтому змеевик испарителя оребряют.

Отношение основной поверхности к дополнительной — это отношение площади поверхности труб к площади поверхности ребер испарителя. Испарители изготовляют для различных целей и поэтому необходимо рассчитывать площадь поверхности испарителя для данной установки.

Если холодильный агрегат работает ненормально и отсасывает пара хладагента меньше, чем его образуется в испарителе, то давление в нем повысится и процесс кипения замедлится. При повышении давления увеличивается температура кипения хладагента и соответственно повышается температура в испарителе. Разность между температурой циркулирующего воздуха и температурой в испарителе уменьшится. В результате значительно снизится интенсивность охлаждения. В домашнем холодильнике температура кипения хладагента обычно равна примерно — 15 °С.'Если мы примем среднюю температуру в холодильнике равной 7 °С, то разность между температурой в охлаждаемом пространстве и температурой хладагента в испарителе составит 22 °С.

 

Теплопроводность испарителя

 

Металлы характеризуются высокой теплопроводностью. В связи с этим в качестве проводников тепла используют металлы, а неметаллы (асбест, пробку и стекло)—в качестве изоляции, так как они плохо проводят тепло. Способность проводить тепло выражается коэффициентом теплопроводности, который равен количеству тепла, проходящему через единицу поверхности материала в единицу времени при температурном градиенте 1 °С. Этот коэффициент обозначается символом Я.

Медь характеризуется значительно более высоким коэффициентом теплопроводности по сравнению с другими металлами. Сталь имеет значительно более низкую теплопроводность, чем медь. Однако в испарителях можно использовать сталь, так как толщина элементов испарителя относительно небольшая. Максимальный тепловой поток обеспечивается при использовании меди, но из-за сопротивления окисной пленки на поверхности металла теплопередача медного испарителя только на 10—20 % выше, чем стального.

В холодильной технике и в системах кондиционирования воздуха в качестве изоляционных материалов используют многие неметаллы, например асбест, пробку и минеральную вату. Это обусловлено их низким коэффициентом теплопроводности.

 

Интенсивность передачи тепла

 

В затопленном испарителе интенсивность передачи тепла приблизительно на 50 % выше, чем в сухом испарителе. В сухом испарителе хладагент находится в виде тумана (в парообразном состоянии), и поэтому нет такого контакта с трубами, как у жидкого агента в затопленном испарителе. Затопленный испаритель с естественной циркуляцией воздуха имеет коэффициент теплопередачи 17 Вт/(м2-°С), а сухой испаритель 8,5—11,4 Вт/(м2«°С).

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Холодильная техника и кондиционирование воздуха

 

Смотрите также:

 

Теплопроводность. Передача тепла теплопроводностью. Тепловой...

Теплопроводность — это передача тепла от одной частицы тела к другой, находящейся в непосредственной близости от нее. Теплопередача путем теплопроводности в чистом виде возможна только в твердых телах.

 

Немного о теории теплопередачи

Передача тепла через стены осуществляется главным образом вследствие теплопроводности. Количество тепла, проходящего через стену, зависит от коэффициента теплопроводности материала Я. Чем он выше...

 

Холодильники компрессионного типа. Устройство и ремонт холодильника...

ИСПАРИТЕЛЬ. В испарителе происходит передача тепла от охлаждаемого объекта к испаряющемуся (кипящему) вследствие этого холодильному агенту.

 

Конвекция представляет собой перенос тепла от одного места к другому...

Передача тепла может происходить путем излучения, конвекции и теплопроводности.
Так как воздух является плохим проводником тепла, теплопередача от наружной стены к спокойному наружному воздуху происходит относительно медленно.

 

ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЬ. Устройство воздухоохладителя. Холодоносителем...

Холодоносителем служит холодная вода или рассол. В автономных кондиционерах воздух охлаждается в испарителях холодильной машины. В центральном кондиционере воздух охлаждается непосредственно в испарителе, являющемся секцией В. В зависимости от нач...

 

Охлаждающие устройства систем оборотного водоснабжения

По способу передачи тепла охладители, применяемые в системах оборотного водоснабжения, разделяются на испарительные и поверхностные (радиаторные). В испарительных охладителях охлаждение воды происходит в результате ее испарения при непосредственном...