При использовании терморегулирующего вентиля
Слишком большой поток хладагента, проходящий через вентиль, приводит к повышению давления испарения (рис. 3.2.22). Причины могут быть следующими:
неточно отрегулирован ТРВ;
Неисправности, которые могут возникнуть из-за избыточного количества хладагента в установке, использующей ТРВ в качестве регулятора потока хладагента:
• отказ компрессора;
• снижение холодопроизводительности;
• уменьшение рабочего тока компрессора;
• срабатывание датчика высокого давления.
При использовании капиллярной трубки Слишком большой поток хладагента, проходящий через капиллярную трубку, приводит к повышению давления испарения (рис. 3.2.23). Причина — избыточное количество хладагента в установке. Неисправности, которые могут возникнуть из-за избыточного количества хладагента в установке с капиллярной трубкой в качестве регулятора потока хладагента: отказ компрессора;
снижение холодопроизводительности;
• уменьшение рабочего тока компрессора; срабатывание датчика высокого давления.
Низкое давление испарения ("слабый" испаритель)
Падение давления испарения может происходить из-за того, что в испарителе не происходит достаточный теплообмен (рис. 3.2.24). Причины могут быть следующие:
недостаточный поток воздуха проходит через испаритель;
а) засорен воздушный фильтр;
б) соскальзывает ремень вентилятора;
в) вентилятор испарителя вращается в обратную сторону;
г) засорен испаритель.
низкая температура воздуха на входе в испаритель. Неисправности, которые могут возникнуть при низком давлении испарения:
• срабатывание датчика низкого давления; отказ компрессора;
снижение холодопроизводительности; уменьшение рабочего тока компрессора.
Posts Tagged ‘вентиль’
Высокое давление конденсации и испарения
Понедельник, июля 5, 2010Развитие холодильной техники
Воскресенье, сентября 27, 2009Естественное охлаждение воздуха как самопроизвольная передача теплоты окружающей среде (воздуху, воде, грунту) может быть использовано только в холодное время года. В теплый период года, когда потребность в охлаждении наиболее велика, применяют искусственные способы охлаждения. При этом могут использоваться как природные источники холода, например артезианская вода и лед, так и искусственные источники холода — холодильные машины. Первые установки использования льда для целей кондиционирования воздуха работали еще в XIX в. Фредерик Тьюдор, известный как «Ледовый король мира», впервые в Бостоне использовал природный лед для охлаждения воздуха. Принцип работы такой установки основан на аккумулировании естественного холода: водный лед заготавливают зимой, чтобы в летнее время использовать для охлаждения. Впоследствии стали получать искусственный лед с помощью холодильных машин. Первые заводы по выработке искусственного льда появились в 1865 и 1867 гг. в Сан Антонио в Техасе (США). Теплота плавления льда составляет 336 кДж/кг. Лед таял в специальных танкерах, охлаждая разбрызгиваемую по ледяной поверхности талую воду; собирающаяся в поддоне танкера талая вода забиралась насосом и прогонялась через воздухоохладитель. В 1936 г. подобная установка была запроектирована А. А. Гоголиным для охлаждения воздуха льдом в кафе Главхладопрома в Москве на улице Горького. Применение льда для кондиционирования воздуха оказалось невыгодно по сравнению с прямым использованием холодильных машин.
Принцип получения искусственного холода в холодильных машинах основан на простых физических процессах изменения фазового и термодинамического состояния рабочих веществ с определенными теплофизическими свойствами: испарение, конденсация, расширение и сжатие. Рабочие вещества, используемые в холодильной технике, называют холодильными агентами. В парокомп-рессионной холодильной машине сжатие холодильного агента осуществляется в компрессоре, для чего используется механическая энергия. В пароэжекторных и абсорбционных холодильных машинах в качестве источника внешней энергии используют вторичную теплоту — горячую воду, пар, отходящие газы, имеющие температуру выше температуры окружающей среды. После конденсации паров рабочего вещества его давление должно быть снижено до давления испарения, что возможно осуществить путем адиабатного расширения в детандере или дросселирования в капиллярной трубке или терморегулирующем вентиле. Над созданием первых холодильных машин работали многие изобретатели, инженеры и ученые. Английский физик и химик Бойль и немецкий физик Герике в конце XVII в. установили, что вода в разряженном пространстве при давлении ниже атмосферного испаряется при низких температурах. В 1777 г. Нерн показал, что в условиях вакуума вода замерзает, если удалять образующиеся водяные пары (пары поглощались серной кислотой). Эти открытия позволили англичанину Лесли построить в 1810 г. первую машину для производства искусственного льда из воды.
Холодильные машины стали применяться на практике, когда вместо воды были найдены более эффективные рабочие вещества. В 1834 г. английский врач Перкинс построил холодильную машину, работающую на этиловом эфире, использование которого позволило получить низкие температуры при давлениях более высоких, чем при использовании воды. Машина Перкинса была прообразом современной парокомпрессионной холодильной машины. Она состояла из сосуда, в котором кипел вследствие подвода теплоты от внешней среды эфир (испаритель), насоса (компрессор), сжимающего и направляющего пары эфира в змеевик (конденсатор), в котором при более высоком давлении и более высокой температуре происходила конденсация паров. Сконденсировавшийся жидкий эфир через специальный дроссельный вентиль направлялся в сосуд, где кипел при низкой температуре. В 1871 г. Телье построил машину, работающую на метиловом эфире. В 1872 г. Бойлю был выдан патент на аммиачную холодильную машину. В 1881 г. Линде одновременно с Видхаузеном построил утле-кислотную холодильную машину.
Прецизионные кондиционеры непосредственного испарения
Четверг, сентября 17, 2009Прецизионные кондиционеры непосредственного испарения являются наиболее простыми и поэтому самыми распространенными (рис. 6.3.51). Во внутреннем блоке, находящемся в помещении, расположены компрессор (5), испаритель (1), терморе-гулирующий вентиль (2), центробежный вентилятор (4) и система автоматического управления. Выносной конденсатор {3) охлаждается наружным воздухом с помощью осевого вентилятора. Так как компрессор располагается внутри помещения, то температура наружного воздуха не влияет на работу кондиционера, в результате чего точность поддержания температуры повышается.
На рис. 6.3.51, # представлен кондиционер с промежуточным теплообменником. Одна часть теплообменника служит конденсатором системы непосредственного испарения, а вторая часть (7) входит в систему водяного (этиленгликолевого) контура. Этиленгликоль отбирает тепло конденсатора и передает его на наружный теплообменник (6). Наружный теплообменник охлаждается потоком воздуха от осевого вентилятора. Обычно в промежуточном контуре используется раствор этиленгликоля, температура замерзания которого и определяет допустимый диапазон использования кондиционера (как правило, -40 °С).
Промежуточный контур снижает холодопроизводительность системы примерно па 5-7 %. Между конденсатором и наружным теплообменником необходимо устанавливать водяной насос, что ведет к повышению теплообмена.
Докипатель
Четверг, сентября 17, 2009В докипателе происходит испарение жидкого хладагента (если по каким-либо причинам он не испарился в испарителе) и отделение от него масла. Из докипателя масло через фильтр и капиллярную трубку поступает в картер компрессора. На выходе жидкостной линии установлен трехходовой сервисный вентиль, позволяющий подключить манометрический коллектор.
Соленоидный клапан SV1 служит для открытия канала охлаждения компрессора при его перегреве, а соленоидный клапан SV2 — для регулировки производительности кондиционера методом байпасирования хладагента.
В режиме нагрева процесс идет в обратном направлении (по пунктирной стрелке).
Гидравлические схемы компрессорно-конденсаторных блоков различных типоразмеров могут иметь отклонения от описанной выше, которые не носят принципиального характера.
Схема электрическая компрессорно-конденсаторного блока полупромышленного кондиционера приведена на рис. 6.2.5.
На трехфазный двигатель компрессора СМ напряжение подается пускателем 52С по команде датчика температуры, расположенного во внутреннем блоке.
Электромагнитные катушки (трансформаторы тока) СТ1 и СТ2 предназначены для исключения ошибки при определении фазировки напряжения питания компрессора. Если фазы подключены неправильно, система автоматики разомкнет пускатель 52С.
Нагреватель поддона картера СН, служащий для подогрева масла и удаления жидкого фреона из масла, включается только тогда, когда компрессор не работает, но питание на кондиционер подается.
Электромагнитные катушки SV1 и SV2 включают соответствующие соленоидные клапаны охлаждения компрессора и регулировки производительности.
Датчик 63Н1 расположен на нагнетательном патрубке компрессора и служит для защиты при превышения температуры компрессора.
Датчик 63Н2 поддерживает постоянным давление конденсации путем регулировки скорости вращения вентиляторов обдува конденсатора (вентиляторы FM01 и FM02).
Варистор Vao защищает электронные элементы от повреждения при превышении напряжения питающей сети.
Компрессорно-конденсаторные блоки сплит-систем
Четверг, сентября 17, 2009Компрессорно-конденсаторные блоки сплит-систем имеют однотипную конструкцию, но различное исполнение в зависимости от производительности.
Схема гидравлическая полупромышленного кондиционера приведена на рис. 6.2.4.
Производятся кондиционеры, работающие только на охлаждение или в режимах как охлаждения, так и нагрева (тепловой насос). Производительность полупромышленных кондиционеров фирмы Mitsubishi Heavy Industries лежит в пределах от Рис. 6.2.2. 5 до 30 кВт. При необходимости их можно комплектовать до 130 кВт.
Компрессорно-кондснсаторный блок состоит из компрессора, теплообменника, четырехходового клапана, докипателя (аккумулятор), капиллярных трубок, шумоглушителя, фильтров, соленоидных клапанов, вентилей для подключения фреоновой магистрали (сервисные вентили), обратных клапанов.
Применяются поршневые, ротационные или спиральные компрессоры производительностью от 5 до 30 кВт. В режиме охлаждения кондиционер работает следующим образом. В компрессоре хладагент сжимается до давления 15-20 бар. Сжатый газ температурой 70-90 °С через глушитель (рис. 6.2.4, сплошная стрелка) и четырехходовой клапан поступает в теплообменник, где, охлаждаясь до температуры 35-40 "С, преобразуется в жидкость. Теплообменник состоит из двух частей: основного теплообменника и переохладителя. Из теплообменника жидкий хладагент, пройдя капиллярную трубку, фильтр и сервисный вентиль, по фреоновой магистрали поступает в теплообменник внутреннего блока, где испаряется при температуре 4-5 "С, отбирая тепло из помещения. Из внутреннего блока по фреоновой магистрали газообразный хладагент через четырехходовой клапан поступает в докипатель (аккумулятор).
Пульсации ТРВ
Четверг, сентября 17, 2009Пульсации ТРВ показывают, что его пропускная способность больше пропускной способности испарителя. Так как температура испарителя пульсирует, то пульсируют и другие параметры холодильной машины (давление нагнетания, ток компрессора, температура воздуха, проходящего через испаритель). При появлении пульсаций регулировочный винт следует закрывать, поворачивая на 1/4—1/2 оборота. После каждого изменения настройки следует выждать 15—20 минут. Закрывать ТРВ до исчезновения пульсаций плюс 1/2 оборота.
В таком случае ТРВ будет настроен на необходимый перегрев, а заполнение испарителя будет оптимальным.
При настройке может возникнуть ситуация, при которой возникшие пульсации прекратить будет невозможно, даже полностью закрыв регулировочный вентиль. Это означает, что производительность ТРВ больше производительности испарителя. Устранить недостаток можно путем замены дюзы или ТРВ. Если при вращении регулировочного винта пульсации не возникают, то это означает, что производительность ТРВ меньше производительности испарителя ("слабый ТРВ").
Устранение неисправности "слабый ТРВ"
1. Прежде всего необходимо убедиться, что ТРВ выбран правильно. Термобаллон ТРВ должен быть заполнен тем же хладагентом, который используется в холодильной машине. Тип хладагента указывается на корпусе термосифона, иногда в виде цветного кода (R12 — желтый, R22 — зеленый, R502 — фиолетовый). Если в холодильной машине заправлен переходной хладагент, то необходимо уточнить у поставщика хладагента, каким типом ТРВ необходимо комплектовать холодильную установку.
2. Убедиться, что установка заправлена достаточным количеством хладагента. Это определяется по отсутствию пузырьков газа в смотровом стекле жидкостной магистрали. При наличии пузырьков необходимо включить установку на 15-20 мин и добавлять хладагент, соблюдая правила, изложенные в разделе 12.
3. Проверить:
3.1. Чистоту фильтров.
3.3. Правильность выполнения монтажа ТРВ (раздел 12).
3.2. Отсутствие повреждений терморегулирующего тракта ТРВ
(термобаллон, капиллярная трубка).
3.4. Величину давления конденсации. При низком давлении на
входе ТРВ его производительность снизится.
4. При необходимости заменить дросселирующий узел (дюзу) или
ТРВ.
Терморешулирующий вентиль с внешним урвниванием
Четверг, сентября 17, 2009Испарители средней и большой мощности состоят из нескольких параллельно соединенных секций. Это связано с тем, что обеспечить равномерное испарение хладагента на большой длине трубы (более 5 м) не представляется возможным.
Кроме того, с возрастанием длины трубки испарителя возрастают потери.
Чтобы не ставить в каждой секции
свои ТРВ, входы всех секций соеди-
няют общим распределителем жид-
кости (2), а выходы объединяют в
один коллектор (4) (рис. 4.3.12).
Распределитель (2) должен быть вы-
полнен таким образом, чтобы в каж-
Рис. 4.3.12. Многосекционный ДУЮ секцию испарителя (5) через
трубки (3) попало одинаковое количество хладагента. Однако при этом
из-за падения давления на распределителе (примерно 1,0 бар) изменяется величина перегрева.
Это связано с тем, что на выходе распределителя давление равно 3,6 бара (-2 °С). Чтобы обеспечить температуру термобаллона, равную 1ГС, последняя капля жидкости должна испариться раньше, например, в точке Л. В этом случае перегрев составит не 7 К, а 13 К, испаритель запитывается хуже, холодопроизводительность его уменьшается. Следовательно, потеря давления в тракте испарителя ведет к уменьшению производительности испарителя. Верхний предел потерь давления АР в испарителе для различных хладагентов, допускающих ТРВ с внутренним уравниванием, приведен в таблице 4.3.1.
Терморегулирующий вентиль с внутренним выравниванием
Четверг, сентября 17, 2009Терморегулирующий вентиль (ТРВ) предназначен для регулировки количества хладагента, подаваемого в испаритель, в зависимости от температуры перегретого пара на выходе испарителя.
Задача ТРВ заключается в подаче в испаритель такого максимального количества хладагента, которое при данных условиях может полностью испариться. При этом на выходе испарителя пар должен иметь температуру на 4-7 К выше температуры испарения, соответствующей значению давления, которое показывает манометр всасывания.
Следует подчеркнуть, что ТРВ не поддерживает постоянное давление всасывания, а регулирует расход хладагента через испаритель, обеспечивает полное испарение хладагента и исключает причины, приводящие к гидроудару.
Преимущества холодильных машин с терморегулирующими вентилями:
• испаритель быстро и полностью заполняется хладагентом;
• при изменении условий работы из испарителя выходит только газ;
• в одной и той же установке можно предусмотреть несколько разных испарителей со своими ТРВ.
Терморегулирующий вентиль устанавливается между конденсатором или жидкостным ресивером и испарителем.
Внутренний объем ТРВ (рис. 4.3.3) состоит из 2 зон: со стороны входа — зона высокого давления (2), со стороны выхода — зона низкого давления (9\ Эти зоны соединяются между собой дроссельным отверстием (5), величина открытия которого зависит от положения запорной иглы (4). В свою очередь положение запорной иглы устанавливается сильфоном (6), нижняя часть которого перемещается при изменении давления находящегося в нем фреона. Сильфон (6) соединен с термобаллоном (7) посредством капиллярной трубки (8). Давление паров хладагента в испарителе F0 и сила пружины (3) действуют на сильфон (6) и стремятся закрыть дроссельное отверстие. Давление паров в термобаллоне (7) F6, который закреплен на трубопроводе, выходящем из испарителя, стремится открыть дроссельное отверстие ТРВ.
Разность давлений, которая определяет перегрев между давлением в испарителе и давлением в термобаллоне (7), позволяющим открыть ТРВ, может быть приведена к желаемой величине поджатием пружины (3), путем вращения винта (1). ТРВ открывается, когда перегрев превышает заданный, и закрывается, когда перегрев уменьшается.
Если давление Р0 = 4,6 бара, а регулировочная пружина создает усилие в 1,4 бара, то эти два давления суммируются и создают давление закрытия, равное 6 бар. Следовательно, ТРВ не может открыться до тех пор, пока давление в термобаллоне не превысит 6 бар, то есть пока температура хладагента в термобаллоне не достигает 11 "С (если баллон заправлен хладагентом R22). Когда температура термобаллона превысит 11 "С, давление открытия станет больше 6 бар и ТРВ откроется. Если температура термобаллона опустится ниже 11 °С, давление в нем станет меньше 6 бар и ТРВ закроется.
Таким образом, настройка регулировочной пружины на давлении 1,4 бара позволяет поддерживать постоянно разницу в 7 X между температурой испарения и температурой пара на выходе испарителя.
Замена хладагента R22 хладагентом R407C
Четверг, сентября 17, 20091. Перед заменой хладагента R22 хладагентом R407C необходимо заменить масло в компрессоре, фильтр-осушитель и ТРВ.
2. Проверить совместимость прокладок и уплотнителей с полиэфирным синтетическим маслом.
3. Слив масла из герметичных агрегатов небольшой мощности требует демонтажа компрессора. Масло сливается через линию всасывания. В крупных системах масло сливают из маслоотделителя и самых низких точек агрегата, если там есть вентили. Для удаления остаточного количества масла систему промывают хладагентом R22 с полиэфирным маслом следующим образом:
• подобрать полиэфирное масло, вязкость которого эквивалентна вязкости удаляемого;
• залить в систему полиэфирное масло в количестве, равном слитому;
заправить систему хладагентом R22 и включить на 24-48 часов. Повторную промывку делают 2-3 раза.
4. Заменить фильтры-осушители. Фильтры, применяемые в системах с R22, использовать с R407C нельзя, так как они поглощают R32.
5. Вакуумирование производится по стандартной методике до остаточного давления 1,5 мбара. При вакуумировании и заправке хладонов R407C или R410A необходимо пользоваться отдельными манометрическим коллектором, шлангами, вакуумным насосом.
6. Заправку производить хладагентом в жидкой фазе. Баллоны с R407C оборудованы специальным патрубком, вмонтированным в днище. С этого патрубка через жидкостный вентиль подается жидкая фаза хладагента. Рекомендуется сначала заправить 80 % массы хладагента на линию высокого давления при выключенном компрессоре. Остальной хладагент заправляют в линию всасывания (при неработающем компрессоре!).
Замена хладагента R12 хладагентом R134A
Четверг, сентября 17, 2009При замене хладагента R12 хладагентом R134a следует исходить из следующих положений.
1. Холодопроизводительность R134a ниже R12 на 5-7 %. Сохранить холодопроизводительность можно путем замены компрессора.
2. Необходимо заменить минеральное масло на полиэфирное. Остатки минерального масла не должны превышать 5 %.
3. При наличии в холодильной системе гибких шлангов их необходимо заменить медными трубами. Это связано с большей текучестью R134a.
4. Паять медные трубы необходимо только в среде инертного газа, не допуская образования внутри холодильного контура окислов меди.
5. Необходимо установить прокладки стойкие к R134a (материал полихлорпрен, полиэтиленовая ткань EF DM, хлорсодержащий полиэтилен).
6. Адсорбенты, используемые в фильтрах-осушителях, необходимо заменить, так как эфирные масла очень гигроскопичны. Они быстро насыщаются влагой, как только откроется канистра. Канистру с эфирным маслом не следует оставлять открытой более 5-10 минут. Масло из канистры необходимо использовать сразу полностью. Нельзя брать пятилитровую канистру и использовать только часть масла. R134a требует большей степени осушения. Масса адсорбента должна быть увеличена на 20 %, а сам адсорбент — иметь более мелкое молекулярное сито.
7. Операции вакуумирования должны производиться особенно тщательно. Фильтры-осушители должны обладать антикислотными свойствами, так как смесь "эфир+НРС+вода" образует крайне агрессивную фторводородную кислоту. Вакуумирование должно производиться до 1,5 мбара двухступенчатым вакуумным насосом. Для вакуумирования систем с R134a нельзя применять вакуумные насосы, которые ранее использовались для вакуумирования контуров с хлорсодержащими хладагентами.
8. Антиокислительные и антифрикционные добавки улучшают качество масел. Однако различные производители примешивают добавки зачастую несовместимые. Поэтому доливать можно только то масло, которое есть в системе.
9. При ретрофите хладагента R12 хладагентом R134a можно не менять основные агрегаты (конденсатор, испаритель и др.), но обязательно следует поменять:
• ТРВ, на маркировке которого должно быть указано, что он предназначен для R134a;
• капиллярную трубку, которая должна быть на 10-15 % длиннее, чем в случае применения хладагента R12;
• электроклапаны, обратные клапаны, регуляторы давления с учетом новых значений расходов и потерь давлений. Эти элементы на R134a имеют большие потери давления (рис. 3.3.5).
10. Необходимо применять манометры, отградуированные под
R134a.
11. Заправочные емкости и принадлежности должны использовать-
ся только для одного хладагента. Нельзя применять для R134a
инструмент, у которого был даже незначительный контакт с R12 или минеральным маслом.
12. Течеискагели должны реагировать на фтор (старые реагируют на хлор). Чувствительность их должна быть на порядок выше (-0,5 г/год). Для поиска утечек R134a можно использовать ультрафиолетовые лампы. В хладагент добавляют присадку, которая смешивается с полиэфирным маслом. В случае утечки вытекающее из контура масло с присадкой в ультрафиолетовых лучах начинает светиться. Ультрафиолетовые лампы старого образца для R134a не годятся.
13. Удаление хладагента R12 производится обычным образом, изложенными выше методами. Остаточное содержание R12 в контуре не должно превышать 0,02 %.
14. Заправку хладагентом R134a можно производить как в жидком, гак и газообразном состоянии. Масса R134a, требуемая для заправки холодильной системы, меньше чем R12 на 10-12 %. Заправка системы производится в несколько этапов. Сначала рекомендуется заправить 75 % R134a от полной заправки. Жидкий хладагент вводят в линию нагнетания при неработающем компрессоре. Если в агрегате в линии нагнетания нет клапана Шредера, то заправлять нужно небольшими порциями, желательно через дросселирующий вентиль. Затем необходимо выждать некоторое время, чтобы произошло выравнивание давления. Второй этап — запуск системы и дозаправка газовой фракцией R134a через линию всасывания. При этом необходимо обязательно взвешивать хладагент. Окончательное количество заправленного хладагента можно определять по смотровым стеклам или по степени перегрева. В процессе заправки нужно измерять давление всасывания и ток компрессора.