Scambiatore di calore a piastre come vaporizzatore e condensatore-2
Gli scambiatori di calore a piastre (PHE) sono stati installati in sistemi di pompe di calore e sistemi di refrigerazione più grandi dagli anni '80. I tecnici della tecnologia che si occupano di questi sistemi devono conoscere alcuni dettagli specifici di come funzionano.
La prima parte di questo articolo riguardava la progettazione PHE, l'assemblaggio e l'assistenza in loco, l'indicazione di perdite, il rischio di congelamento e la resistenza da vibrazioni, pressione e eventi sismici. Questa settimana l'articolo continua le sue discussioni sullo scambiatore di calore a piastre come vaporizzatore e condensatore.
OLIO
Nei sistemi di ammoniaca, piccole quantità di olio possono accumularsi all'ingresso. Lo scarico dell'olio nel punto più basso può essere utilizzato, ma non è obbligatorio. L'olio verrà trascinato nell'ammoniaca ed emergerà con il fluido parzialmente vaporizzato, grazie alle elevate forze di taglio e al flusso turbolento anche a basse velocità.
Il contenuto di olio nei vaporizzatori CFC, tuttavia, influisce sul trasferimento di calore. A concentrazioni di olio normali da circa l'1% al 2%, si ottiene il massimo trasferimento di calore ad una frazione di vapore di uscita di circa 0,7. Piccole concentrazioni di olio possono avere un effetto positivo sul trasferimento di calore; gli effetti della tensione superficiale possono spiegarlo.
Scambiatore di calore a piastre come vaporizzatore sommerso con circolazione a termosifone.
VAPORIZZAZIONE DX
Finora sono stati utilizzati scambiatori di calore a piastre con capacità fino a circa 500 kW mediante espansione diretta (DX). Sono principalmente i PHE brasati utilizzati a queste piccole capacità.
Il puro funzionamento in controcorrente fornisce un surriscaldamento affidabile. La caduta di pressione può essere mantenuta bassa al fine di ridurre al minimo la caduta di temperatura per il refrigerante e mantenere il volume specifico all'uscita il più basso possibile.
La distribuzione del mezzo CFCH (solitamente come miscela bifase dalla valvola di espansione) ai canali PHE è buona a condizione che il numero di canali non sia eccessivo. Con l'espansione diretta, questo è più importante, poiché la distribuzione dei canali è una funzione della relazione tra le perdite di carico tra canale e ingresso-uscita.
Una restrizione aggiuntiva all'ingresso consente l'uso di più canali mantenendo una buona distribuzione. Una limitazione fissa all'ingresso può, tuttavia, portare a difficoltà di controllo; la temperatura di vaporizzazione non può quindi aumentare al massimo al turndown. La valvola di espansione regolata elettronicamente non può impostare facilmente la temperatura all'ingresso del vaporizzatore se viene utilizzata una restrizione fissa.
L'olio nei canali viene trascinato e rimosso dal vaporizzatore. In caso di ribaltamento fisso ridotto, piccole quantità di CFC (H) / olio possono rimanere nel collettore di aspirazione, che ha un volume ridotto.
La regolamentazione della capacità fino a circa il 20% di riduzione può essere generalmente consentita. Il vantaggio è che l'intera superficie di trasferimento del calore è disponibile per il trasferimento del calore al momento del turndown. La temperatura di vaporizzazione può quindi trovarsi al di sopra del punto di progettazione.
Come già notato, è possibile ottenere bassi carichi a piccole velocità nominali, ma le forze di taglio e la turbolenza significano che l'olio sarà ancora spazzato via e fuori dal vaporizzatore.
Le scelte relative al tipo di vaporizzatore e ai calcoli di progettazione vengono effettuati in stretta collaborazione con il progettista dell'impianto di refrigerazione.
