Способы регулирования подачи хладагента
Для поддержания необходимой степени заполнения испарителей жидким хладагентом в холодильных установках предусматриваются регулирующие вентили. Дросселирование жидкого хладагента в регулирующем вентиле сопровождается образованием пара. В безнасосных системах подачи хладагента образующийся при дросселировании пар проходит через испарительную систему. Насосно-циркуляционная система охлаждения обеспечивает отделение пара в циркуляционной ресивере или отделителе жидкости. Один насосный контур может обслуживать целый ряд батарей воздухоохладителя или других охлаждающих устройств. Для регулирования подачи хладагента при этом достаточно контролировать единственный параметр: уровень жидкости в циркуляционном ресивере. Необходимость установки циркуляционного ресивера и насоса несколько усложняет систему. Поэтому насосно-циркуляционные системы охлаждения входят в состав крупных холодильных установок На судах их применяют в основном для охлаждения морозильных аппаратов.
Кожухотрубные испарители и воздухоохладители грузовых помещений на судах имеют безнасосную систему подачи хладагента. По такой же схеме производится подача хладагента в промежуточные сосуды и различные охладители. Преимущество безнасосной системы проявляется во фреоновых холодильных машинах при решении вопроса о возврате масла из испарительной системы в компрессор. Применение охлаждающих устройств змеевикового типа позволяет организовать циркуляцию масла по замкнутому контуру холодильной машины.
При насосной циркуляции фреона масло накапливается в циркуляционном ресивере, несмотря на то что после компрессоров установлены маслоотделители. Для возврата масла к компрессору проводятся специальные мероприятия. Они направлены в основном на выпаривание масло-фреоновой смеси за счет теплоты направляемого на дросселирование хладагента. Наиболее целесообразно для выпаривания использовать верхние слои смеси, находящейся в циркуляционном ресивере. Практически удобнее направить на выпаривание часть жидкости, нагнетаемой фреоновым насосом. Необходимость управления устройствами для отделения масла усложняет не только насосно-циркуляционную систему охлаждения, но и систему автоматизации ее.
Как в насосной, так и в безнасосной системах охлаждения может применяться нижняя или верхняя подача жидкости в охлаждающие устройства змеевикового типа. Иногда змеевики воздухоохладителей располагаются горизонтально. Применение верхней подачи уменьшает инерционность приборов охлаждения, так как при перекрытии линии подачи жидкость сливается из них. В безнасосных системах, кроме того, верхняя подача позволяет уменьшить общее количество заправляемого хладагента. Преимущество аппаратов с нижней подачей хладагента заключается в более полном использовании теплопередающей поверхности, чем в аппаратах с верхней подачей.
Степень, заполнения испарительных систем хладагентом контролируется либо по уровню кипящей жидкости, либо по перегреву отсасываемого пара. Циркуляционный ресивер не создает перегрева пара, поэтому степень заполнения его характеризуется уровнем жидкости. В аппаратах с внутритрубным кипением хладагента, наоборот, отсутствует свободный уровень жидкости. О степени заполнения их можно судить только по перегреву пара. В таких аппаратах, как кожухотрубный испаритель, можно контролировать оба указанных параметра. Следует отметить, что при постоянном уровне жидкости перегрев пара несколько зависит от тепловой нагрузки. В целях обеспечения оптимальных параметров цикла холодильной машины целесообразно регулировать подачу хладагента по перегреву пара. Если учитывать инерционность аппарата, то использование уровня жидкости в качестве регулируемого параметра более оправданно. При этом аппарат быстрее реагирует на возмущающие воздействия.
В теплообменных аппаратах со свободным уровнем кипящей жидкости надо учитывать унос капель с отсасываемым паром, Так, по результатам исследований ВНИКТИ холодпрома заполнение кожухотрубного испарителя аммиаком до уровня оси верхнего ряда труб приводит к влажному ходу компрессора. Установлено, что поднимающиеся капли хорошо смачивают ряд труб, находящихся непосредственно над частично затопленными трубами. Поэтому степень заполнения кожухотрубных испарителей рекомендуется поддерживать на уровне оси второго сверху ряда труб при коридорном расположении и на уровне третьего ряда при шахматном расположении труб.
В зависимости от применяемых приборов регулирование подачи хладагента может быть непрерывным или позиционный. Для позиционного регулирования чаще всего используют сигнализаторы уровня, воздействующие на электромагнитный вентиль. Позиционное регулирование подачи хладагента по перегреву пара возможно с применением дифференциального логометра, контролирующего разность между температурами отсасываемого пара и кипящей жидкости. Наиболее широкое распространение имеет способ непрерывного регулирования подачи хладагента по перегреву пара с помощью терморегулирующих вентилей. Для непрерывного регулирования подачи хладагента подуровню жидкости применяют поплавковые регулирующие вентили. Вместо них могут быть применены температурные регуляторы уровня, выполненные в виде ТРВ с электрообогревом термобаллона.
Позиционное регулирование подачи хладагента по уровню кипящей жидкости приводит к частым срабатываниям электромагнитного вентиля. В судовых условиях на частоту срабатываний помимо фактического уровня хладагента влияет еще качка судна. Все это повышает износ подвижных частей. Для дистанционной передачи сигнала о значениях уровня чаще всего применяются сигнализаторы уровня поплавкового типа. Зазор между поплавком и стенками поплавковой камеры должен быть небольшим. Нередко этот зазор заполняется маслом, и поплавoк может прилипать к стенкам камеры. По указанным, причинам надежность контура двухпозиционного регулирования уровня оказывается невысокой.
Широкому распространению способа непрерывного регулирования додачи хладагента по перегреву пара, способствует компактность и надежная работа терморегулирующих вентилей. Чаще всего применяют ТРВ с внешним уравниванием. Это обусловлено сравнительно низкими температурами кипения хладагента, при которых изменению температуры насыщения на 1°С соответствует весьма малое изменение давления. Поэтому падение давления в аппарате Оказывает заметное влияние на температуру кипящего хладагента. Часто теплообменные аппараты выполняют в виде параллельных змеевиков. Гидравлическое сопротивление каждого из них невелико, но расхождения в этих сопротивлениях могут быть сравнительно большими. Чтобы обеспечить равномерную подачу хладагента во все змеевики, после ТРВ устанавливают гидравлический распределитель («паук»). Он обеспечивает достаточно большое и одинаковое сопротивление по каждому каналу. Сумма сопротивлений распределителя и змеевика получается примерно одинаковой по всем каналам. Давление хладагента после ТРВ оказывается значительно выше давления кипения в змеевиках. В связи с этим внутреннее уравнивание давлений невозможно.
Основной недостаток способа регулирования подачи хладагента по перегреву пара заключается в неполном использовании теплопередающей поверхности. Особенно низкая интенсивность теплопередачи оказывается при верхней подаче хладагента. При параллельном включении секций она может быть вдвое ниже, чем в аппаратах затопленного типа. Исследования переходных процессов указывают на повышенную склонность ТРВ в неустойчивой работе при верхней подаче хладагента. Поэтому на судах чаще применяют аппараты с нижней подачей хладагента. Несмотря на некоторое влияние гидростатического столба жидкости, работа их оказывается более эффективной. Горизонтальное расположение змеевиков исключает отрицательное, влияние гидростатического столба жидкости и не создает предпосылок к ухудшению устойчивости работы ТРВ. Это подтверждает эксплуатация морозильных аппаратов LBH-31, 5 с горизонтальным расположением змеевиков воздухоохладителя.
Пропорциональное регулирование подачи хладагента с помощью поплавковых регуляторов уровня находит широкое применение. Оно обеспечивает хорошее качество регулирования в высокую надежность. Некоторые недостатки обусловлены повышенными габаритами поплавковых регулирующих вентилей. Более компактными являются температурные регуляторы уровня, выполненные на базе ТРВ. Они обеспечивают надлежащее качество регулирования. Из-за повышенной чувствительности горизонтально расположенного термобаллона к изменениям уровня характеристика их близка к релейной. Некоторое сглаживание характеристики обеспечивается сравнительно большой инерционностью термобаллона.
Используемая литература: Ейдвюс А. И. Системы и средства автоматизации судовых
холодильных установок. М.: Легкая и пищевая пром-сть,
1983.— с.
Скачать реферат:
Пароль на архив: privetstudent.com