Аналіз випадків аномального переохолодження. Аналіз VRF-систем. Система переохолодження холодоагенту Що таке переохолодження фреону

Carrier

Інструкція з монтажу, налагодження та обслуговування

РОЗРАХУНОК ПЕРЕОХОЛОДЖЕННЯ І ПЕРЕГРІВУ

Переохолодження

1. Визначення

конденсації насиченої парихолодоагенту (Тк)
і температурою в рідинній лінії (Тж):

ПЗ = Тк Тж.

Колектор

температури)

3. Етапи виміру

електронного на рідинну лінію поруч із фільтром
осушувачем. Переконайтеся, що поверхня труби чиста,
і термометр щільно торкається її. Покрийте колбу або
датчик піною, щоб теплоізолювати термометр
від навколишнього повітря.

низького тиску).

тиск у лінії нагнітання.

Вимірювання повинні проводитися, коли агрегат
працює в оптимальних проектних умовах та розвиває
максимальну продуктивність.

4. За таблицею перерахунку тиску в температуру для R 22

знайдіть температуру конденсації насиченої пари
холодоагенту (Тк).

5. Запишіть температуру, виміряну термометром

на рідинній лінії (Тж) і відніміть її з температури
конденсації. Отримана різниця і буде значенням
переохолодження.

6. При правильній заправці системи холодоагентом

переохолодження становить від 8 до 11°С.
Якщо переохолодження виявилося меншим за 8°С, потрібно
додати холодоагенту, а якщо більше 11 ° С видалити
надлишки фреону.

Тиск у лінії нагнітання (за датчиком):

Температура конденсації (з таблиці):

Температура в рідинній лінії (за термометром): 45°С

Переохолодження (з розрахунку)

Додайте холодоагент згідно з результатами розрахунку.

Перегрів

1. Визначення

Переохолодження це різниця між температурою
всмоктування (Тв) та температурою насиченого випаровування
(Ті):

ПГ = Тв Ті.

2. Устаткування для вимірювання

Колектор
Звичайний або електронний термометр(З датчиком

температури)

Фільтр або теплоізолююча піна
Таблиця перерахунку тиску в температуру R 22.

3. Етапи виміру

1. Помістіть колбу рідинного термометра або датчик

електронного на лінію всмоктування поряд з
компресором (10-20 см). Переконайтеся, що поверхня
труби чиста, і термометр щільно торкається її верхньої.
частини, інакше показання термометра будуть неправильними.
Покрийте колбу або датчик піною, щоб теплоізо
лювати термометр від навколишнього повітря.

2. Вставте колектор у лінію нагнітання (датчик

високого тиску) та лінію всмоктування (датчик
низького тиску).

3. Після того, як умови стабілізуються, запишіть

тиск у лінії нагнітання. За таблицею перерахунку
тиску в температуру для R 22 знайдіть температуру
насиченого випаровування холодоагенту (Ті).

4. Запишіть температуру, виміряну термометром

на лінії всмоктування (Тв) 10 20 см від компресора.
Проведіть кілька вимірів та розрахуйте
середню температуру лінії всмоктування.

5. Відніміть температуру випаровування з температури

всмоктування. Отримана різниця і буде значенням
перегріву холодоагенту.

6. При правильному налаштуваннірозширювального вентиля

перегрів становить від 4 до 6°С. При меншому
перегріві у випарник потрапляє дуже багато
холодоагенту, і потрібно прикрити вентиль (повернути гвинт
за годинниковою стрілкою). При більшому перегріві в
випарник потрапляє дуже мало холодоагенту, і
потрібно відкрити вентиль (повернути гвинт проти
стрілки).

4. Приклад розрахунку переохолодження

Тиск у лінії всмоктування (за датчиком):

Температура випаровування (з таблиці):

Температура лінії всмоктування (по термометру): 15°С

Перегрів (з розрахунку)

Відкрийте розширювальний вентиль згідно

результатів розрахунку (надто великий перегрів).

УВАГА

ЗАУВАЖЕННЯ

Після регулювання розширювального вентиля не забудьте
повернути на місце кришку. Змінюйте перегрів тільки
після регулювання переохолодження.

Нагадаємо, що VRF-системи (Variable Refrigerant Flow - системи з змінною витратоюхладагента), є сьогодні найбільш динамічно розвивається класом систем кондиціювання повітря. Світове зростання продажів систем класу VRF щорічно зростає на 20-25%, витісняючи з ринку конкуруючі варіанти кондиціювання. Завдяки чому відбувається це зростання?

По-перше, завдяки широким можливостямсистем Variable Refrigerant Flow: великий вибірзовнішніх блоків - від міні-VRF до великих комбінаторних систем. Величезний вибір внутрішніх блоків. Довжини трубопроводів – до 1000 м (рис. 1).

По-друге, завдяки високій енергоефективності систем. Інверторний привід компресора, відсутність проміжних теплообмінників (на відміну від водяних систем), індивідуальна витрата холодоагенту – це забезпечує мінімальне енергоспоживання.

По-третє, позитивну роль грає модульність конструкції. Потрібна продуктивність системи набирається з окремих модулів, що дуже зручно і підвищує загальну надійність загалом.

Саме тому сьогодні VRF-системи займають щонайменше 40% світового ринку систем центрального кондиціювання і ця частка з кожним роком зростає.

Система переохолодження холодоагенту

Яка максимальна довжинафреонових трубопроводів може бути у спліт-системи кондиціювання? Для побутових систем продуктивністю до 7 кВт холоду вона становить 30 м. Для напівпромислового обладнання ця цифра може досягати 75 м (інверторний) зовнішній блок). Для спліт-систем це значення максимально, але для систем класу VRF максимальна довжина трубопроводів (еквівалентна) може бути значно більшою — до 190 м (сумарна — до 1000 м).

Очевидно, що VRF-системи принципово відрізняються від спліт-систем з точки зору фреонового контуру, і це дозволяє їм працювати при великих довжинахтрубопроводів. Ця відмінність полягає в наявності спеціального пристроюу зовнішньому блоці, яке називається переохолоджувач холодоагенту або subcooler (рис. 2).

Перш ніж розглянути особливості роботи систем VRF, звернемо увагу на схему фреонового контуру спліт-систем і зрозуміємо, що відбувається з холодоагентом при великих довжинах фреонових трубопроводів.

Холодильний цикл спліт-систем

На рис. 3 зображено класичний цикл фреону в контурі кондиціонера в осях «тиск-ентальпія». Причому це цикл для будь-яких спліт-систем на фреоні R410a, тобто від продуктивності кондиціонера чи марки вигляд цієї діаграми не залежить.

Почнемо з точки D, з початковими параметрами в якій (температура 75 ° C, тиск 27,2 бар) фреон потрапляє в конденсатор зовнішнього блоку. Фреон у Наразі- це перегрітий газ, який спочатку остигає до температури насичення (близько 45 ° C), потім починає конденсуватися і в точці А повністю переходить зі стану газу рідина. Далі відбувається переохолодження рідини до точки А (температура 40 ° C). Вважається, що оптимальна величина переохолодження дорівнює 5 °C.

Після теплообмінника зовнішнього блоку холодоагент надходить на пристрій дроселювання в зовнішньому блоці - терморегулюючий вентиль або капілярну трубку, та його параметри змінюються до точки B (температура 5 ° C, тиск 9,3 бара). Звернемо увагу, що точка знаходиться в зоні суміші рідини і газу (рис. 3). Отже, після дроселювання в рідинний трубопровід надходить саме суміш рідини та газу. Чим більша величина переохолодження фреону в конденсаторі, тим більше частка рідкого фреону надходить у внутрішній блок, тим вищий ККД кондиціонера.

На рис. 3 позначено такі процеси: В-С - процес кипіння фреону у внутрішньому блоці з постійною температурою близько 5 ° C; С-С - перегрів фреону до +10 ° C; С -L - процес всмоктування холодоагенту в компресор (відбуваються втрати тиску в газовому трубопроводіта елементах фреонового контуру від теплообмінника внутрішнього блоку до компресора); L-M - процес стиснення газоподібного фреону в компресорі з підвищенням тиску та температури; М-D – процес нагнітання газоподібного холодоагенту від компресора до конденсатора.

Втрати тиску в системі залежать від швидкості фреону V та гідравлічної характеристики мережі:

Що відбуватиметься з кондиціонером при збільшенні гідравлічної характеристики мережі (внаслідок підвищеної довжини або великої кількості місцевих опорів)? Підвищені втрати тиску у газовому трубопроводі призведуть до падіння тиску на вході до компресора. Компресор почне захоплювати холодоагент меншого тиску і, отже, меншої густини. Витрата холодоагенту впаде. На виході компресор видаватиме менший тиск і відповідно впаде температура конденсації. Знижена температура конденсації призведе до зниженої температури випаровування та обмерзання газового трубопроводу.

Якщо підвищені втратитиску відбуватимуться на рідинному трубопроводі, то процес навіть цікавіший: оскільки ми з'ясували, що в рідинному трубопроводі фреон знаходиться в насиченому стані, а точніше, у вигляді суміші рідини та бульбашок газу, то будь-які втрати тиску призводитимуть до невеликого закипання холодоагенту і збільшення частки газу.

Останнє спричинить різке збільшення обсягу парогазової суміші та збільшення швидкості руху по рідинному трубопроводу. Підвищена швидкість руху знову викликає додаткову втрату тиску, процес стане «лавиноподібним».

На рис. 4 наведено умовний графік питомих втрат тиску залежно від швидкості руху холодоагенту у трубопроводі.

Якщо, наприклад, втрати тиску при довжині трубопроводів 15 м становлять 400 Па, то зі збільшенням довжини трубопроводів удвічі (до 30 м) втрати збільшуються над удвічі (до 800 Па), а сім раз — до 2800 Па.

Тому просте збільшення довжини трубопроводів вдвічі щодо стандартних довжин для спліт-системи з On-Off-компресором фатально. Витрата холодоагенту впаде в кілька разів, компресор перегріватиметься і дуже скоро вийде з ладу.

Холодильний цикл VRF-систем з переохолоджувачем фреону

На рис. 5 схематично зображено принцип роботи переохолоджувача холодоагенту. На рис. 6 зображено той же холодильний цикл на діаграмі «тиск-ентальпія». Розглянемо докладно, що ж у нас відбувається з холодоагентом під час роботи системи Variable Refrigerant Flow.

1-2: Рідкий холодоагент після конденсатора у точці 1 ділиться на два потоки. Більшість проходить через протиточний теплообмінник. У ньому відбувається охолодження основної частини холодоагенту до +15 ... +25 ° C (залежно від його ефективності), яка далі надходить в рідинний трубопровід (точка 2).

1-5: Друга частина потоку рідкого холодоагенту з точки 1 проходить через ТРВ, його температура знижується до +5 ° C (точка 5), надходить на той же протиточний теплообмінник. В останньому відбувається його кипіння та охолодження основної частини холодоагенту. Після кипіння газоподібний фреон відразу надходить на всмоктування компресора (точка 7).

2-3: На виході із зовнішнього блоку (точка 2) рідкий холодоагент проходить через трубопроводи внутрішнім блокам. При цьому теплообміну з довкіллямпрактично не відбувається, а ось частина тиску губиться (точка 3). У деяких виробників дроселювання проводиться частково у зовнішньому блоці системи VRF, тому тиск у точці 2 менший, ніж на нашому графіку.

3-4: Втрати тиску холодоагенту в електронному регулювальному вентилі (ЕРВ), що розташовується перед кожним внутрішнім блоком.

4-6: Випаровування холодоагенту у внутрішньому блоці.

6-7: Втрати тиску холодоагенту при його поверненні у зовнішній блок газового трубопроводу.

7-8: Стиснення газоподібного холодоагенту в компресорі.

8-1: Охолодження холодоагенту в теплообміннику зовнішнього блоку та його конденсація.

Розглянемо докладніше ділянку від точки 1 до 5. У системах VRF без переохолоджувача холодоагенту процес з точки 1 відразу переходить в точку 5 (по синій лінії рис. 6). Питома величина продуктивності холодоагенту (що надходить до внутрішніх блоків) пропорційна довжині лінії 5-6. У системах, де переохолоджувач є, корисна продуктивність холодоагенту пропорційна лінії 4-6. Порівнюючи довжини лінії 5-6 та 4-6, стає зрозумілою робота переохолоджувача фреону. Підвищення ефективності охолодження циркулюючого холодоагенту відбувається як мінімум на 25%. Але це не означає, що продуктивність усієї системи стала більшою на 25%. Справа в тому, що частина холодоагенту не надійшла до внутрішніх блоків, а відразу пішла на всмоктування компресора (лінія 1-5-6).

Саме в цьому полягає баланс: на яку величину підвищилася продуктивність фреону, що надходить до внутрішніх блоків, настільки ж зменшилася продуктивність системи в цілому.

Так у чому тоді сенс застосування переохолоджувача холодоагенту, якщо загальну продуктивністьсистеми VRF не збільшує? Щоб відповісти на це питання, знову повернемося до рису. 1. Сенс застосування переохолоджувача – зниження втрат на довгих трасах систем Variable Refrigerant Flow.

Справа в тому, що всі характеристики VRFсистем наводяться за стандартної довжини трубопроводів 7,5 м. Тобто порівнювати VRF-системи різних виробниківза даними каталогу не зовсім коректно, оскільки реальні довжини трубопроводів будуть набагато більшими - як правило, від 40 до 150 м. Чим більше відрізняється довжина трубопроводу від стандартної, тим більше втратитиску в системі, тим більше відбувається закипання холодоагенту в рідинних трубопроводах. Втрати продуктивності зовнішнього блоку за довжиною наводяться на спеціальних графіках у сервіс-мануалах (рис. 7). Саме за цими графіками необхідно порівнювати ефективність роботи систем за наявності переохолоджувача холодоагенту та за його відсутності. Втрати продуктивності VRF-систем без переохолоджувача на довгих трасах становлять до 30%.

Висновки

1. Переохолоджувач холодоагенту є найважливішим елементомдля роботи систем VRF. Його функціями є, по-перше, збільшення енергетичної ємності холодоагенту, що надходить до внутрішніх блоків, по-друге, зменшення втрат тиску в системі на довгих трасах.

2. Не всі виробники систем VRF постачають свої системи переохолоджувачем холодоагенту. Особливо часто виключають переохолоджувач ОЕМ-бренди для здешевлення конструкції.

Кондиціонер

Заправка кондиціонера фреоном може здійснюватися кількома способами, кожен з них має свої переваги, недоліки та точність.

Вибір методу заправки кондиціонерів залежить від рівня професіоналізму майстра, необхідної точності та інструментів, що використовуються.

Також необхідно пам'ятати про те, що не всі холодоагенти можна дозаправляти, а лише однокомпонентні (R22) або умовно ізотропні (R410a).

Багатокомпонентні фреони складаються із суміші газів з різними фізичними властивостями, які при витоку випаровуються нерівномірно і навіть при невеликому витоку їх склад змінюється, тому системи на таких холодоагентах необхідно повністю перезаправляти.

Заправка кондиціонера фреоном за масою

Кожен кондиціонер заправлений на заводі певною кількістю холодоагенту, маса якого вказана в документації на кондиціонер (також вказана на шильдику), там же вказана інформація про кількість фреону, яку треба додати додатково на кожен метр фреонової траси (зазвичай 5-15 гр.)

При заправці цим методом необхідно повністю звільнити холодильний контур від фреону, що залишився (у балон або стравти в атмосферу, екології це анітрохи не шкодить - про це читайте в статті про вплив фреону на клімат) і відвакуумувати. Після залити в систему вказану кількість холодоагенту за вагами або за допомогою заправного циліндра.

Переваги цього методу в високої точностіта достатню простоту процесу заправки кондиціонера. До недоліків відносяться необхідність евакуації фреону та вакуумування контуру, а заправний циліндр, до того ж має обмежений обсяг 2 або 4 кілограми та великі габарити, що дозволяє використовувати його в основному в стаціонарних умовах.

Заправка кондиціонера фреоном з переохолодження

Температура переохолодження – це різниця між температурою конденсації фреону, визначеною за таблицею або шкалою манометра (визначається за тиском зчитаним з манометра, приєднаного до магістралі високого тиску безпосередньо на шкалі або за таблицею) і температурою на виході з конденсатора. Температура переохолодження зазвичай повинна бути в межах 10-12 0 C ( точне значеннявказують виробники)

Значення переохолодження нижче даних значень вказує на нестачу фреону; він не встигає достатньо охолодитися. У цьому випадку його треба дозаправити

Якщо переохолодження вище зазначеного діапазону, значить у системі надлишок фреону і його необхідно злити до досягнення оптимальних значеньпереохолодження.

Заправити цим способом можна за допомогою спеціальних приладів, які відразу визначають величину переохолодження та тиск конденсації, а можна і за допомогою окремих приладів-манометричного колектора та термометра.

До переваг цього методу відноситься достатня точність заправки. Але на точність даного методувпливає забрудненість теплообмінника, тому до заправки даним методом необхідно очистити (промити) конденсатор зовнішнього блоку.

Заправка кондиціонера холодоагентом з перегріву

Перегрів-це різниця між температурою випаровування холодоагенту визначеної за тиском насичення в холодильному контурі і температурою після випарника. Практично визначається шляхом вимірювання тиску на всмоктувальному вентилі кондиціонера і температури трубки, що всмоктує, на відстані 15-20 см від компресора.

Перегрів зазвичай знаходиться в межах 5-7 0 C (точне значення вказує виробник)

Зниження перегріву говорить про надлишок фреону – його необхідно злити.

Переохолодження вище норми свідчить про нестачу холодоагенту-системунеобхідно заправляти до досягнення необхідної величини перегріву.

Цей метод досить точний і його можна суттєво спростити, якщо використовувати спеціальні прилади.

Інші методи заправлення холодильних систем

Якщо в системі є оглядове віконце, то за наявності бульбашок можна судити про нестачу фреону. В цьому випадку заправляють холодильний контур до зникнення потоку бульбашок, робити це потрібно порціями, після кожної чекати стабілізації тиску та відсутності бульбашок.

Також можна заправляти за тиском, домагаючись при цьому температур конденсації та випаровування зазначених виробником. Точність цього залежить від чистоти конденсатора і випарника.

Підвищення ефективності роботи холодильної

установки за рахунок переохолодження холодоагенту

ФГОУ ВПО «Балтійська державна академіярибопромислового флоту»,

Росія, *****@***ru

Зменшення споживання електричної енергіїє дуже важливим аспектомжиття у зв'язку з енергетичною ситуацією, що склалася в країні і в світі. Зниження енергоспоживання холодильними установками можна досягти підвищенням холодопродуктивності холодильних установок. Останнє може бути здійснено за допомогою різних видів переохолоджувачів. Таким чином, розглянуто різні видипереохолоджувачів і розроблений найбільш ефективний.

холодопродуктивність, переохолодження, регенеративний теплообмінник, переохолоджувач, міжтрубне кипіння, кипіння всередині труб

За рахунок переохолодження рідкого холодоагенту перед дроселюванням може бути досягнуто значного підвищення ефективності роботи холодильної установки. Переохолодження холодоагенту можна досягти за рахунок установки переохолоджувача. Переохолоджувач рідкого холодильного агента, що йде з конденсатора при тиску конденсації до регулюючого вентиля, призначений для його охолодження нижче за температуру конденсації. Існують різні способипереохолодження: за рахунок кипіння рідкого холодильного агента при проміжному тиску, за рахунок пароподібного агента, що виходить з випарника, та за допомогою води. Переохолодження рідкого холодильного агента дозволяє збільшити продуктивність холодильної установки.

Одним із видів теплообмінних апаратів, призначених для переохолодження рідкого холодоагенту, є регенеративні теплообмінники. В апаратах цього виду переохолодження холодильного агента досягається за рахунок пароподібного агента, що виходить з випарника.

У регенеративних теплообмінниках відбувається теплообмін між рідким холодильним агентом, що йде з ресивера до регулюючого вентиля, і пароподібним агентом, що виходить з випарника. Регенеративні теплообмінники використовуються для виконання однієї або кількох таких функцій:

1) підвищення термодинамічної ефективності холодильного циклу;

2) переохолодження рідкого холодильного агента для запобігання пароутворенню перед регулюючим вентилем;

3) випаровування невеликої кількості рідини, що виноситься з випарника. Іноді при використанні випарників затопленого типу багатий на олію шар рідини навмисно відводять у всмоктувальну лінію для забезпечення повернення олії. У цих випадках регенеративні теплообмінники є випаровуванням рідкого холодильного агента з розчину.

На рис. 1 представлена ​​схема встановлення РТ.

Рис.1. Схема встановлення регенеративного теплообмінника

Fig. 1. scheme of installation of the regenerative heat exchanger

Найпростіша форма теплообмінника виходить при металевому контакті (зварюванні, пайці) між рідинним та паровим трубопроводами для забезпечення протитечії. Обидва трубопроводи покриваються ізоляцією як єдине ціле. Для забезпечення максимальної продуктивності рідинна лінія повинна бути розміщена нижче всмоктуючої, оскільки рідина у трубопроводі, що всмоктує, може текти вздовж нижньої утворюючої .

Найбільшого поширення у вітчизняній промисловості та за кордоном набули кожугоспмійникові та кожухотрубні регенеративні теплообмінники. У малих холодильних машинах, що випускаються зарубіжними фірмами, іноді використовуються змійникові теплообмінники спрощеної конструкції, в якій рідинна трубка навивається на всмоктувальну. Фірма «Данхем-Баш» (Dunham-Busk, США) для покращення теплопередачі навитий на всмоктуючу лінію рідинний змійовик заливає алюмінієвим сплавом. Всмоктувальна лінія забезпечується внутрішніми гладкими поздовжніми ребрами, що забезпечують хорошу тепловіддачу до пари при мінімальному гідравлічному опорі. Ці теплообмінники призначені для холодопродуктивності установок менше 14 кВт.

Для установок середньої та великої продуктивності широко застосовуються кожугоспмійникові регенеративні теплообмінники. В апаратах цього типу рідинний змійовик (або кілька паралельних змійовиків), навитий навколо витіснювача, поміщений у циліндричний посуд. Пара проходить у кільцевому просторі між витіснячем і кожухом, при цьому забезпечується повніше омивання парою поверхні рідинного змійовика. Змійовик виготовляється з гладких, а частіше з оребрених зовні труб.

При використанні теплообмінників типу труба в трубі (як правило, для малих холодильних машин) особливу увагуприділяють інтенсифікації теплообміну в апараті. З цією метою або застосовують оребрені труби, або використовують всілякі вставки (дротяні, стрічкові і т. д.) у паровій області або в паровій та рідинній областях (рис. 2).

Рис.2. Регенеративний теплообмінник типу «труба в трубі»

Fig. 2. Regenerative heat exchanger type “pipe in pipe”

Переохолодження за рахунок кипіння рідкого холодильного агента при проміжному тиску може здійснюватися у проміжних судинах та економайзерах.

У низькотемпературних холодильних установках двоступінчастого стискування робота проміжної судини, що встановлюється між компресорами першого і другого ступенів, багато в чому визначає термодинамічність і економічність роботи всієї холодильної установки. Проміжний посуд виконує такі функції:

1) «збивши» перегріву пари після компресора першого ступеня, що призводить до зменшення роботи, що витрачається ступенем високого тиску;

2) охолодження рідкого холодоагенту перед надходженням його до регулюючого вентиля до температури, близької або рівної температури насичення при проміжному тиску, що забезпечує зниження втрат у регулювальному вентилі;

3) часткове відділення олії.

Залежно від типу проміжної судини (змійникова або беззмійникова) здійснюється схема з одно- або двоступінчастим дроселюванням рідкого холодоагенту. У безнасосних системах кращим є застосування проміжних змійникових судин, в яких рідина знаходиться під тиском конденсації, що забезпечує подачу рідкого холодоагенту в випарну систему багатоповерхових холодильників.

Наявність змійовика виключає також додаткове замаслювання рідини у проміжній посудині.

У насосно-циркуляційних системах, де подача рідини до випарної системи забезпечується за рахунок напору насоса, можуть бути застосовані беззмійникові проміжні судини. Використання в даний час у схемах холодильних установок ефективних масловідділювачів (промивних або циклонних на стороні нагнітання, гідроциклонів - у випарній системі) також уможливлює застосування беззмійникових проміжних судин - апаратів більш ефективних і більш простих в конструктивне виконання.

Переохолодження водою може досягатися у протиточних переохолоджувачах.

На рис. 3 показаний двотрубний протиточний переохолоджувач. Він складається з однієї або двох секцій, зібраних із послідовно включених подвійних труб (труба у трубі). Внутрішні труби з'єднані чавунними калачами, зовнішні – зварені. Рідка робоча речовина протікає в міжтрубному просторі в протитік воді, що охолоджує, що рухається по внутрішніх трубах. Труби – сталеві безшовні. Температура виходу робочої речовини з апарату зазвичай на 2-3 °С вище температури охолоджувальної води, що надходить.

труба в трубі"), в кожну з яких через розподільник подається рідкий холодоагент, а в міжтрубний простір надходить холодильний агент з лінійного ресивера, основним недоліком є ​​обмежений термін служби через швидкий вихід з ладу розподільника. Проміжний посуд, у свою чергу, можна використовувати лише для систем охолодження, що працюють на аміаку.

Мал. 4. Ескіз переохолоджувача рідкого фреону з кипінням у міжтрубному просторі

Fig. 4. Смітник суперкулера з стиранням liquid Freon in intertubes space

Найбільш підходящим пристроєм є переохолоджувач рідкого фреону з кипінням міжтрубному просторі. Схема такого переохолоджувача представлена ​​на рис. 4.

Конструктивно він являє собою кожухотрубний теплообмінний апарат, в міжтрубному просторі якого кипить холодильний агент, труби надходить холодоагент з лінійного ресивера, переохолоджується і потім подається до випарника. Основним недоліком такого переохолоджувача є спінювання рідкого фреону за рахунок утворення масляної плівки на поверхні, що призводить до необхідності наявності спеціального пристрою для видалення масла.

Таким чином, була розроблена конструкція, в якій пропонується рідкий холодильний агент, що переохолоджується, з лінійного ресивера подавати в міжтрубний простір, а в трубах забезпечити (шляхом попереднього дроселювання) кипіння холодильного агента. Це технічне рішенняпояснюється рис. 5.

Мал. 5. Ескіз переохолоджувача рідкого фреону з кипінням усередині труб

Fig. 5. Смітник supercooler with boiling of liquid Freon inside pipes

Дана схема пристрою дозволяє спростити конструкцію переохолоджувача, виключаючи з неї пристрій видалення масла з поверхні рідкого фреону.

Пропонований переохолоджувач рідкого фреону (економайзер) являє собою корпус, що містить пакет теплообмінних труб з внутрішнім оребренієм, а також патрубок для входу холодоагенту, патрубок для виходу охолодженого холодоагенту, патрубки для входу сдросельного холодоагенту.

Конструкція, що рекомендується, дозволяє уникнути спінювання рідкого фреону, підвищити надійність і забезпечити більш інтенсивне переохолодження рідкого холодоагенту, що, у свою чергу, веде до збільшення холодопродуктивності холодильної установки.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Зеліковський по теплообмінних апаратах малих холодильних машин. - М: Харчова промисловість, 19с.

2. Іони виробництва холоду. - Калінінград: Кн. вид-во, 19с.

3. Данилова апарати холодильних установок. - М: Агропромиздат, 19с.

IMPROVING THE EFFICIENCY OF REFRIGERATING PLANTS DUE SUPERCOOLING OF REFRIGERANT

N. V. Lubimov, Y. N. Slastichin, N. M. Ivanova

Supercooling liquid freon у front evaporator дозволяє вдосконалення рефрижерації capacity of refrigerating machinery. Для цієї мети ми можемо використовувати regenerative heat exchangers і supercoolers. Але більш ефективним є supercooler з стиранням liquid Freon inside pipes.

kefrigerating capacity, supercooling, supercooler

2.1. НОРМАЛЬНА РОБОТА

Розглянемо схему на рис. 2.1, що представляє конденсатор повітряного охолодження при нормальній роботів розрізі. Припустимо, що в конденсатор надходить холодоагент R22.

Крапка А.Пари R22, перегріті до температури близько 70°С, залишають патрубок нагнітаючий компресора і потрапляють в конденсатор при тиску близько 14 бар.

Лінія А-В.Перегрівання пари знижується при постійному тиску.

Крапка Ст.З'являються перші краплі рідини R22. Температура дорівнює 38°С, тиск, як і раніше, близько 14 бар.

Лінія В-С.Молекули газу продовжують конденсуватись. З'являється все більше і більше рідини, залишається менше і менше пари.
Тиск і температура залишаються постійними (14 бар і 38°С) відповідно до співвідношення "тиск-температура" для R22.

Крапка З.Останні молекули газу конденсуються за температури 38°С, крім рідини в контурі нічого немає. Температура та тиск залишаються постійними, становлячи близько 38°С та 14 бар відповідно.

Лінія C-D. Весь холодоагент сконденсувався, рідина під дією повітря, що охолоджує конденсатор за допомогою вентилятора, продовжує охолоджуватися.

Точка D. R22 на виході з конденсатора лише у рідкій фазі. Тиск, як і раніше, близько 14 бар, але температура рідини знизилася приблизно до 32°С.

Поведінка сумішевих холодоагентів типу гідрохлорфторугперодів (ГХФУ) з великим температурним глайдом див. у пункті Б розділу 58.
Поведінка холодоагентів типу гідрофторвуглеців (ДФУ), наприклад, R407C і R410A див. у розділі 102.

Зміну фазового стану R22 в конденсаторі можна подати так (див. рис. 2.2).

Від А до Ст. Зниження перегріву парів R22 від 70 до 38°С (зона А-В є зоною зняття перегріву в конденсаторі).

У точці з'являються перші краплі рідини R22.
Від В до С. Конденсація R22 при 38 ° С та 14 барах (зона В-С є зоною конденсації в конденсаторі).

У точці С сконденсувалася остання молекула пари.
Від З до D. Переохолодження рідкого R22 від 38 до 32°С (зона C-D є зоною переохолодження рідкого R22 в конденсаторі).

Протягом цього процесу тиск залишається постійним, рівним показанню манометра ВД (у разі 14 бар).
Розглянемо тепер, як поводиться при цьому повітря, що охолоджує (див. рис. 2.3).

Зовнішнє повітря, що охолоджує конденсатор і надходить на вхід з температурою 25°С, нагрівається до 31°С, відбираючи тепло, що виділяється холодоагентом.

Ми можемо уявити зміни температури охолоджуючого повітря при його проходженні через конденсатор та температуру конденсатора у вигляді графіка (див. рис. 2.4) де:

tae- Температура повітря на вході в конденсатор.

tas-температура повітря на виході з конденсатора.

tK- температура конденсації, яка зчитується з манометра ВД.

А6(читається: дельта ця) різниця (перепад) температур.

У загальному випадкуу конденсаторах з повітряним охолодженнямперепад температур повітрям А0 = (tas - tae) має значення від 5 до 10 До (у прикладі 6 До).
Значення різниці між температурою конденсації та температурою повітря на виході з конденсатора також має порядок від 5 до 10 К (у прикладі 7 К).
Таким чином, повний температурний напір ( tK - tae) може становити від 10 до 20 К (як правило, його значення знаходиться поблизу 15 К, а в нашому прикладі він дорівнює 13 К).

Поняття повного температурного напору дуже важливе, оскільки даного конденсатора ця величина залишається майже постійної.

Використовуючи величини, наведені у наведеному вище прикладі, можна говорити, що для температури зовнішнього повітря на вході в конденсатор, що дорівнює 30°С (тобто tae = 30°С), температура конденсації tk повинна бути дорівнює:
tae + Дбповн = 30 + 13 = 43 ° С,
що відповідатиме показанню манометра ВД близько 15,5 бар для R22; 10,1 бар для R134a та 18,5 бар для R404A.

2.2. ПЕРЕОХОЛОДЖЕННЯ В КОНДЕНСАТОРАХ З ПОВІТРЯНИМ ОХОЛОДЖЕННЯМ

Однією з найбільш важливих характеристикпри роботі холодильного контуру, поза сумнівом, є ступінь переохолодження рідини на виході з конденсатора.

Переохолодженням рідини називатимемо різницю між температурою конденсації рідини при даному тиску і температурою самої рідини при цьому ж тиску.

Ми знаємо, що температура конденсації води за атмосферного тиску дорівнює 100°С. Отже, коли ви п'єте склянку води, що має температуру 20°С, з позиції теплофізики ви п'єте воду, переохолоджену на 80 К!

У конденсаторі переохолодження визначається як різниця між температурою конденсації (зчитується з манометра ВД) та температурою рідини, що вимірюється на виході з конденсатора (або в ресивері).

У прикладі, наведеному на рис. 2.5, переохолодження П/О = 38 - 32 = 6 К.
Нормальна величина переохолодження холодоагенту в конденсаторах з повітряним охолодженням знаходиться, як правило, в діапазоні від 4 до 7 К.

Коли величина переохолодження виходить за межі звичайного діапазону температур, часто вказує на аномальний перебіг робочого процесу.
Тому нижче ми проаналізуємо різні випадкианомального переохолодження.

2.3. АНАЛІЗ ВИПАДКІВ АНОМАЛЬНОГО ПЕРЕОХОЛОДЖЕННЯ.

Одна з найбільших складнощів у роботі ремонтника полягає в тому, що він не може бачити процесів, що відбуваються всередині трубопроводів та в холодильному контурі. Проте, вимірювання величини переохолодження може дозволити отримати відносно точну картину поведінки холодоагенту всередині контуру.

Зауважимо, більшість конструкторів вибирають розміри конденсаторів з повітряним охолодженням таким чином, щоб забезпечити переохолодження на виході з конденсатора в діапазоні від 4 до 7 К. Розглянемо, що відбувається в конденсаторі, якщо величина переохолодження виходить за межі цього діапазону.

А) Знижене переохолодження (зазвичай, менше 4 К).

На рис. 2.6 наведено відмінність у стані холодоагенту всередині конденсатора при нормальному та аномальному переохолодженні.
Температура в точках tB = tc = tE = 38 ° С = температурі конденсації tK. Вимірювання температури в точці D дає значення tD = 35 °С, переохолодження 3 К.

Пояснення.Коли холодильний контур працює нормально, останні молекули пари конденсуються в точці С. Далі рідина продовжує охолоджуватися і трубопровід по всій довжині (зона C-D) заповнюється рідкою фазою, що дозволяє досягати нормальної величини переохолодження (наприклад, 6 К).

У разі нестачі холодоагенту в конденсаторі, зона C-D залита рідиною не повністю, є тільки невелика ділянкацієї зони, повністю зайнятий рідиною (зона E-D), та її довжини недостатньо, щоб забезпечити нормальне переохолодження.
В результаті, при вимірюванні переохолодження в точці D, ви обов'язково отримаєте його значення нижче за нормальне (у прикладі на рис. 2.6 - 3 К).
І чим менше буде холодоагенту в установці, тим менше буде його рідкої фази на виході з конденсатора і тим меншим буде його ступінь переохолодження.
У межі, при значній нестачі холодоагенту в контурі холодильної установки, на виході з конденсатора буде знаходитися парорідкісна суміш, температура якої дорівнюватиме температурі конденсації, тобто переохолодження є дорівнює О К (див. рис. 2.7).

Таким чином, недостатня заправка холодоагенту завжди призводить до зменшення переохолодження.

Звідси випливає, що грамотний ремонтник не буде без оглядки додавати холодоагент в установку, не переконавшись у відсутності витоків і не впевнившись, що переохолодження аномально низько!

Зазначимо, що в міру дозаправки холодоагенту в контур рівень рідини в нижній частині конденсатора буде підвищуватися, викликаючи збільшення переохолодження.
Перейдемо тепер до розгляду протилежного явища, тобто надто великого переохолодження.

Б) Підвищене переохолодження (зазвичай, більше 7 к).

Пояснення.Вище ми переконалися, що нестача холодоагенту в контурі призводить до зменшення переохолодження. З іншого боку, надмірна кількість холодоагенту накопичуватиметься в нижній частині конденсатора.

В цьому випадку довжина зони конденсатора, повністю залита рідиною, збільшується і може займати весь ділянка E-D. Кількість рідини, що знаходиться в контакті з повітрям, що охолоджує, зростає і величина переохолодження, отже, теж стає більше (у прикладі на рис. 2.8 П/О = 9 К).

На закінчення вкажемо, що вимірювання величини переохолодження ідеальні для діагностики процесу функціонування класичної холодильної установки.
В ході детального аналізу типових несправностейми побачимо, як у кожному конкретному випадку безпомилково інтерпретувати дані цих вимірів.

Занадто мале переохолодження (менше 4 К) свідчить про нестачу холодоагенту в конденсаторі. Підвищене переохолодження (більше 7 К) вказує на надлишок холодоагенту в конденсаторі.

Під дією сили тяжіння рідина накопичується в нижній частині конденсатора, тому вхід пари в конденсатор завжди повинен розташовуватися зверху. Отже, варіанти 2 і 4 щонайменше є дивним рішенням, яке не буде працездатним.

Різниця між варіантами 1 і 3 полягає, головним чином, у температурі повітря, що обдуває зону переохолодження. У 1-му варіанті повітря, яке забезпечує переохолодження, надходить у зону переохолодження вже підігрітим, оскільки воно пройшло через конденсатор. Найбільш вдалою слід вважати конструкцію 3-го варіанта, тому що в ній реалізований теплообмін між холодоагентом та повітрям за принципом протитечії.

Цей варіант має найкращі характеристикитеплообміну та конструкції установки в цілому.
Подумайте про це, якщо ви ще не вирішили, який напрямок проходження повітря, що охолоджує (або води) через конденсатор вам вибрати.