Soluții pentru Centre de Date

Un condensator reprezintă aparatul de schimb de căldură. care transferă energia termică din agentul frigorific pentru mediu, cel mai adesea apa sau aerul. Energia termică transferată prin condensatorul de agent frigorific este compus din:

căldura absorbită de evaporatorul circuitului agentului frigorific, și
căldura generată de compresor în timpul comprimării agentului frigorific.

Căldura generată de condensator este aproximativ egală cu capacitatea de răcire a răcitorului de lichid. au crescut cu 30-35%. Deci, pentru căldura totală de frig 10 kW generată de condensator este de aproximativ 13-13.5 kW.

Condensatorul mediu al doilea lucru, adăugarea de agent frigorific poate fi aerul ambiant (condensatoare răcite cu aer) sau lichid (condensatoare răcite cu apă).

Condensatori răcite cu aer

Cele mai utilizate condensatoare răcite cu aer. Ele constau dintr-un schimbător de căldură și un ventilator la un motor electric.

Schimbătorul de căldură este de obicei format din tuburi de cupru cu un diametru de 6 mm și 19 mm, de obicei cu aripioare. Distanța dintre nervuri este în mod normal de 1,5-3 mm.

Cuprul este ușor de prelucrat, nu este supus oxidării, și are performanțe ridicate de conductivitate termică. Alegerea diametrului tuburilor depinde de mulți factori: ușurința prelucrării, pierderea de presiune în conducta de agent frigorific, pierderea de presiune a aerului de răcire din mediu, etc. Tendința actuală este utilizarea tuburilor cu diametru mic.

țevi schimbătoare de căldură ale aripioarelor adesea fabricate din aluminiu. Mai mult decât atât tip fin, și configurația profilului poate fi destul de diverse și afectează în mod semnificativ caracteristicile termice și hidraulice ale schimbătorului de căldură. De exemplu, utilizarea de profil complex cu nervuri imprimeurilor, proeminențe etc. pentru a crea o turbulență mai mare a aerului în apropierea suprafeței nervurii. Acest lucru crește eficiența transferului de căldură între agentul frigorific care curge prin tuburi, iar aerul din exterior. Cu toate că în acest caz este oarecum crescută de rezistență la curgere, care necesită instalarea de fani mai puternice, a realizat o creștere semnificativă a performanțelor mașinii de refrigerare mai mari decât consumul de energie a crescut al instalației.

Compusul tub cu nervuri pot fi formate în două moduri:

sau nervură este doar o deschidere pentru contactul direct cu tub,
sau la marginile de conectare la tubul este guler făcut (flanșă), care mărește suprafața de transfer de căldură.

Avantajul primului exemplu de realizare este simplitatea (costul) de producție, cu toate acestea, datorită contactului liber al nervurilor cu tubul, transferul de căldură este limitată la mediul extern.

Mai mult decât atât, atunci când operează într-un contaminate sau agresive margini atmosferă contur de rezemare la coroziunea tubului poate avea loc. Acest lucru reduce semnificativ suprafața utilă de schimb de căldură, se degradează performanța și crește temperatura de condensare.

Debitul de aer care trece prin schimbătorul de căldură este de obicei de la 1.0 la 3,5 m / s.

Suprafața interioară a tuburilor poate fi, de asemenea ondulat, ceea ce asigură o mai mare turbulență, și, prin urmare, transferul termic de agent frigorific.

Condensatori au de obicei unul sau mai multe rânduri de tuburi (de obicei - la 4) dispuse în direcția de curgere a aerului de răcire a fluxului. Tuburile pot fi dispuse pe un singur nivel sau trepte (decalat) pentru creșterea eficienței transferului de căldură (Fig. 3.10).

Un aspect important este diagrama de mișcare a suportului de lucru în schimbătorul de căldură. refrigerant Cald intră în condensatorul din partea de sus și coboară încet. În partea superioară a schimbătorului de căldură este de răcire mai intensă a agentului frigorific, care este utilizat de aproximativ 5% din suprafața utilă a schimbătorului de căldură. În această porțiune inițială a transferului de căldură schimbător de căldură este foarte importantă datorită diferenței mari de temperatură între agentul frigorific și aerul rece și coeficientul de transfer termic ridicat datorită ratei ridicate a fluxului de agent frigorific.

Următoarea secțiune în principal de răcire este de aproximativ 85% din întreaga suprafață utilă a schimbătorului de căldură, vaporizat proces freon condensare are loc la aproape temperaturi constante.

Restul de 10% din suprafața de schimb de căldură utilă folosită pentru „răcire suplimentară“ agent frigorific. Cantitatea de căldură retrasă în această zonă este de aproximativ 5% din indicele total de căldură, care este asociat cu o mică diferență de temperatură între agentul frigorific în fază lichidă au trecut, iar aerul suflat.

Temperatura de condensare mai mare decât temperatura mediului ambiant cu aproximativ 10-20 ° C, iar temperatura aerului care iese din schimbătorul de căldură la 3-5,5 ° C sub temperatura de condensare.
Cifrele absolute de temperatură de condensare în mod tipic 42-55 ° C

Fig. 3.10. Schema de aer condensator răcit.

1 - tub de cupru;
2 - fin

condensatoare răcite cu apă

Condensator răcit cu apă la Variantei sa împărțit în următoarele grupe principale:

condensatoare coajă și tub;
condensatori de „tub în tub“;
condensatoare placă.

Condensatorii din primul grup sunt cele mai frecvent utilizate pe instalații electrice de înaltă și medie, în timp ce altele - în setările de consum redus de energie și de mediu.

Shell și condensatoare tub

Efectuate într-o carcasă cilindrică de oțel, ambele capete, care sunt sudate tubesheets de oțel. Ele sunt presate tuburi de cupru. Pentru plăcile tubulare sunt atașate cap cu duze de admisie și de evacuare pentru conectarea la sistemul de răcire a apei (fig. 3. 13).

Fig. 3.13. Schema tub condensator pachet cu apă de răcire.

În porțiunea superioară a carcasei conductei situată pentru alimentarea cu agent frigorific vaporos cald furnizat de compresor. Duza de evacuare inferioară instalată de agent frigorific lichid.
vapori de agent frigorific la cald scaldă tubul și umple spațiul dintre tuburi și carcasă.

Apa rece este alimentat de dedesubt prin tuburi și iese prin porțiunea de carcasă superioară. contact la cald cu vapori de agent frigorific tuburile prin care circulă apa rece, este răcit, condensat și se acumulează în partea inferioară a condensatorului. absoarbe căldura din agentul frigorific de apă iese din condensator la o temperatură mai mare decât la intrare. Plot „răcire suplimentară“, dacă este cazul, este compus din pachetul de tuburi, situat în partea inferioară a condensatorului și separat de tuburile rămase ale peretelui despărțitor metalic. În acest caz, apa rece care intră în condensator, în prima porțiune trece prin „răcire suplimentară“.

tuburile condensatorului sunt de obicei realizate din cupru și au un diametru nominal de 3/4 „și 1“ (20 și 25mm). La exterior ei au aripioare care îmbunătățesc schimbul de căldură între agentul frigorific și apa din interiorul tuburilor.

De obicei, apa este utilizată în condensatoare sistemului de reciclare a apei. Temperatura de condensare a agentului frigorific la aproximativ 5 ° C peste temperatura apei la ieșirea condensatorului. De exemplu, atunci când temperatura apei la ieșirea condensatorului 35 ° C Temperatura de condensare a agentului frigorific R-22 este de aproximativ 40 ° C În aceste condiții, o scădere a temperaturii în condensator nu depășește 5 ° C

Pentru a transmite 1 kW de căldură de la agentul frigorific care curge apă debitul de apă necesar în jur de 170 l / h.

Condensatorii de „tub în tub“

Aceste condensatoare sunt formate într-un tub în spirală, care este dispus coaxial în celălalt tub. Agentul frigorific poate fi deplasat pe tubul interior, iar lichidul de răcire - de către exterior sau invers (Figura 3.14.).

Fig. 3.14. Schema condensator de tip „țeavă în țeavă“

agent frigorific aflux
de evacuare a apei
flux de apă
desecare

Întreaga construcție poate fi realizată din cupru, sau tubul interior poate fi de cupru, iar exterior - oțelul.

Deoarece suprafața exterioară și interioară a tuburilor poate avea aripioare, ceea ce mărește eficiența transferului de căldură. Cele două lichide curg se deplasează unul către celălalt. Apa vine din partea de jos și din partea de sus, se deplasează lichidul de răcire în direcția opusă.
Acest tip de condensator este utilizat în echipamente și unități de aer condiționat autonome pentru apa de răcire de putere redusă. Datorită faptului că acest tip de condensator este o construcție dintr-o bucată, tub de purificare prin care circulă apa, poate fi realizată numai prin mijloace chimice.

condensatoare placă

Acest tip de schimbător de căldură este caracterizat prin aceea că circulația fluidelor are loc între plăcile de oțel inoxidabil, plasate „spic“ (fig. 3.15).

În interiorul schimbătorului de căldură creează două circuite independente de circulație (un agent frigorific și apă de răcire) se deplasează unul către celălalt. schimbătoare de căldură cu plăci au o performanță termică foarte mare, ceea ce a dus la distribuirea lor pe scară largă în setările de mare și consum redus de energie. Eficiența ridicată a acestor schimbătoare de căldură este combinată cu dimensiuni compacte și greutatea redusă, mici diferențe de temperatură între două lichide care crește eficiența instalației, mai puține agent frigorific.

Schimbătoare de căldură cu plăci sunt utilizate ca condensatoare și ca evaporatoare.

Fig. 3.15. placă condensator Schema

Tabel. 3.16 sunt valorile mai frecvente ale temperaturii apei utilizate în condensatoare și temperatura de condensare corespunzătoare.

Tabelul 3.16. Temperatura apei la intrarea în condensator și temperatura de condensare

Temperatura de intrare a apei, ° C

Temperatura de condensare, ° C

factor de colmatarea

Ancrasarea Indicele caracterizează rezistența termică provocată de depunerea de nămol conținut în apă, pe pereții interiori ai tuburilor. Rezultatul este redus de transfer de căldură.

Contaminarea tuburilor duce la o temperatură medie mai mare și crește cantitatea de lichid de răcire necesară pentru a răci o cantitate predeterminată de agent frigorific. Rezultatul este creșterea presiunii în circuitul de condensare și, în consecință, - consumul de energie al procesului.

problema poluării conducte este un mare obstacol în calea utilizării schimbătoare de căldură în zone cu duritate ridicată a apei.

În conformitate cu standardul ARI Standard 590 specificațiile răcitor trebuie să corespundă unui condensator de poluare:
8,8 × 10 -5 (m 2 · ° C / W)

Pentru alți factori de poluare este necesară ajustarea caracteristicilor răcitoare de lichid. Tabel. 3.18 factorii de corecție indicate de eficiență de mașini frigorifice pentru diferiți factori de poluare.

Se observă că, în tabelul. 3.18 rapoarte sunt de obicei utilizate pentru a regla performanța de răcire și căldură a centralelor de mare putere.

Pentru plantele mici și mijlocii putere ca punct de pornire condensator placă curată luat și vaporizatorul, iar valorile factorilor de corecție enumerați în Tabelul corespund. 3. 19.

Documentația tehnică a echipamentului necesar este o metodă de caracteristici de conversie în funcție de factorul de contaminare.

Tabel. 3.20 ratele de contaminare indicate asociate cu diferite tipuri de apă utilizate.

Pentru a reduce poluarea la un nivel minim posibil adesea recomandat pentru a stabili debitul de apă la un nivel mai mare de 1 m / s. De asemenea, este recomandat să curățați periodic conducta prin mijloace mecanice sau chimice.

Tabelul 3.18. Stabilirea coeficienților de corecție de performanță de răcire în funcție de factorul de agățare

factor ancrasare,
m 2 · ° C / W

Frigorifieră Coeficientul de corecție

factor de corecție
consumul de energie al compresorului