Почему кипит фреон в испарителе

Принципы работы холодильной машины

Охлаждение в кондиционерах производится за счет поглощения тепла при кипении жидкости. Когда мы говорим о кипящей жидкости, мы, естественно, думаем, что она горячая. Однако это не совсем верно.

Во-первых, температура кипения жидкости зависит от давления окружающей среды. Чем выше давление, тем выше температура кипения, и наоборот: чем ниже давление, тем ниже температура кипения. При нормальном атмосферном давлении, равном 760 мм рт.ст. (1 атм), вода кипит при плюс 100°С, но если давление пониженное, как например в горах на высоте 7000-8000 м, вода начнет кипеть уже при температуре плюс 40-60°С.

Во-вторых, при одинаковых условиях разные жидкости имеют различные температуры кипения.

Например, фреон R-22, широко используемый в холодильной технике, при нормальном атмосферном давлении имеет температуру кипения минус 4°,8°С.

Если жидкий фреон находится в открытом сосуде, то есть при атмосферном давлении и температуре окружающей среды, то он немедленно вскипает, поглощая при этом большое количество тепла из окружающей среды или любого материала, с которым находится в контакте. В холодильной машине фреон кипит не в открытом сосуде, а в специальном теплообменнике, называемом испарителем. При этом кипящий в трубках испарителя фреон активно поглощает тепло от воздушного потока, омывающего наружную, как правило, оребренную поверхность трубок.

Рассмотрим процесс конденсации паров жидкости на примере фреона R-22. Температура конденсации паров фреона, так же, как и температура кипения, зависит от давления окружающей среды. Чем выше давление, тем выше температура конденсации. Так, например, конденсация паров фреона R-22 при давлении 23 атм начинается уже при температуре плюс 55°С. Процесс конденсации фреоновых паров, как и любой другой жидкости, сопровождается выделением большого количества тепла в окружающую среду или, применительно к холодильной машине, передачей этого тепла потоку воздуха или жидкости в специальном теплообменнике, называемом конденсатором.

Естественно, чтобы процесс кипения фреона в испарителе и охлаждения воздуха, а также процесс конденсации и отвод тепла в конденсаторе были непрерывными, необходимо постоянно "подливать" в испаритель жидкий фреон, а в конденсатор постоянно подавать пары фреона. Такой непрерывный процесс (цикл) осуществляется в холодильной машине.

Наиболее обширный класс холодильных машин базируется на компрессионном цикле охлаждения, основными конструктивными элементами которого являются компрессор, испаритель, конденсатор и регулятор потока (капиллярная трубка), соединенные трубопроводами и представляющие собой замкнутую систему, в которой циркуляцию хладагента (фреона) осуществляет компрессор. Кроме обеспечения циркуляции, компрессор поддерживает в конденсаторе (на линии нагнетания) высокое давление порядка 20-23 атм.

Теперь, когда рассмотрены основные понятия, связанные с работой холодильной машины, перейдем к более подробному рассмотрению схемы компрессионного цикла охлаждения, конструктивному исполнению и функциональному назначению отдельных узлов и элементов.

Схема компрессионного цикла охлаждения

Кондиционер — это та же холодильная машина, предназначенная для тепловлажностной обработки воздушного потока. Кроме того, кондиционер обладает существенно большими возможностями, более сложной конструкцией и многочисленными дополнительными опциями. Обработка воздуха предполагает придание ему определенных кондиций, таких как температура и влажность, а также направление движения и подвижность (скорость движения). Остановимся на принципе работы и физических процессах, происходящих в холодильной машине (кондиционере). Охлаждение в кондиционере обеспечивается непрерывной циркуляцией, кипением и конденсацией хладагента в замкнутой системе. Кипение хладагента происходит при низком давлении и низкой температуре, а конденсация — при высоком давлении и высокой температуре. Принципиальная схема компрессионного цикла охлаждения показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема компрессионного цикла охлаждения

Начнем рассмотрение работы цикла с выхода испарителя (участок 1-1). Здесь хладагент находится в парообразном состоянии с низким давлением и температурой.

Парообразный хладагент всасывается компрессором, который повышает его давление до 15-25 атм и температуру до плюс 70-90°С (участок 2-2).

Далее в конденсаторе горячий парообразный хладагент охлаждается и конденсируется, то есть переходит в жидкую фазу. Конденсатор может быть либо с воздушным, либо с водяным охлаждением в зависимости от типа холодильной системы.

На выходе из конденсатора (точка 3) хладагент находится в жидком состоянии при высоком давлении. Размеры конденсатора выбираются таким образом, чтобы газ полностью сконденсировался внутри конденсатора. Поэтому температура жидкости на выходе из конденсатора оказывается несколько ниже температуры конденсации. Переохлаждение в конденсаторах с воздушным охлаждением обычно составляет примерно плюс 4-7°С.

При этом температура конденсации примерно на 10-20°С выше температуры атмосферного воздуха.

Затем хладагент в жидкой фазе при высокой температуре и давлении поступает в регулятор потока, где давление смеси резко уменьшается, часть жидкости при этом может испариться, переходя в парообразную фазу. Таким образом, в испаритель попадает смесь пара и жидкости (точка 4).

Жидкость кипит в испарителе, отбирая тепло от окружающего воздуха, и вновь переходит в парообразное состояние.

Размеры испарителя выбираются таким образом, чтобы жидкость полностью испарилась внутри испарителя. Поэтому температура пара на выходе из испарителя оказывается выше температуры кипения, происходит так называемый перегрев хладагента в испарителе. В этом случае даже самые маленькие капельки хладагента испаряются и в компрессор не попадает жидкость. Следует отметить, что в случае попадания жидкого хладагента в компрессор, так называемого "гидравлического удара", возможны повреждения и поломки клапанов и других деталей компрессора.

Перегретый пар выходит из испарителя (точка 1), и цикл возобновляется.

Таким образом, хладагент постоянно циркулирует по замкнутому контуру, меняя свое агрегатное состояние с жидкого на парообразное и наоборот.

Все компрессионные циклы холодильных машин включают два определенных уровня давления. Граница между ними проходит через нагнетательный клапан на выходе компрессора с одной стороны и выход из регулятора потока (из капиллярной трубки) с другой стороны.

Нагнетательный клапан компрессора и выходное отверстие регулятора потока являются разделительными точками между сторонами высокого и низкого давлений в холодильной машине.

На стороне высокого давления находятся все элементы, работающие при давлении конденсации.

На стороне низкого давления находятся все элементы, работающие при давлении испарения.

Несмотря на то, что существует много типов компрессионных холодильных машин, принципиальная схема цикла в них практически одинакова.

Теоретический и реальный цикл охлаждения.

Цикл охлаждения можно представить графически в виде диаграммы зависимости абсолютного давления и теплосодержания (энтальпии). На диаграмме (рис. 2) представлена характерная кривая отображающая процесс насыщения хладагента.

Левая часть кривой соответствует состоянию насыщенной жидкости, правая часть — состоянию насыщенного пара. Две кривые соединяются в центре в так называемой "критической точке", где хладагент может находиться как в жидком, так и в парообразном состоянии. Зоны слева и справа от кривой соответствуют переохлажденной жидкости и перегретому пару. Внутри кривой линии помещается зона, соответствующая состоянию смеси жидкости и пара.

Рассмотрим схему теоретического (идеального) цикла охлаждения с тем, чтобы лучше понять действующие факторы (рис. 3).

Рассмотрим наиболее характерные процессы, происходящие в компрессионном цикле охлаждения.

Сжатие пара в компрессоре.

Холодный парообразный насыщенный хладагент поступает в компрессор (точка С`). В процессе сжатия повышаются его давление и температура (точка D). Теплосодержание также повышается на величину, определяемую отрезком НС`-HD, то есть проекцией линии C`-D на горизонтальную ось.

Конденсация.

В конце цикла сжатия (точка D) горячий пар поступает в конденсатор, где начинается его конденсация и переход из состояния горячего пара в состояние горячей жидкости. Этот переход в новое состояние происходит при неизменных давлении и температуре. Следует отметить, что, хотя температура смеси остается практически неизменной, теплосодержание уменьшается за счет отвода тепла от конденсатора и превращения пара в жидкость, поэтому он отображается на диаграмме в виде прямой, параллельной горизонтальной оси.

Риc. 2. Диаграмма давления и теплосодержания
Рис. 3. Изображение теоретического цикла сжатия на диаграмме "Давление и теплосодержание"

Процесс в конденсаторе происходит в три стадии: снятие перегрева (D-E), собственно конденсация (Е-А) и переохлаждение жидкости (А-А`).

Рассмотрим кратко каждый этап.

Снятие перегрева (D-E).

Это первая фаза, происходящая в конденсаторе, и в течение ее температура охлаждаемого пара снижается до температуры насыщения или конденсации. На этом этапе происходит лишь отъем излишнего тепла и не происходит изменение агрегатного состояния хладагента.

На этом участке снимается примерно 10-20% общего теплосъема в конденсаторе.

Конденсация (Е-А).

Температура конденсации охлаждаемого пара и образующейся жидкости сохраняется постоянной на протяжении всей этой фазы. Происходит изменение агрегатного состояния хладагента с переходом насыщенного пара в состояние насыщенной жидкости. На этом участке снимается 60-80% теплосъема.

Переохлаждение жидкости (А-А`).

На этой фазе хладагент, находящийся в жидком состоянии, подвергается дальнейшему охлаждению, в результате чего его температура понижается. Получается переохлажденная жидкость (по отношению к состоянию насыщенной жидкости) без изменения агрегатного состояния.

Читайте также  Как переставить дверь на холодильнике Hotpoint Ariston

Переохлаждение хладагента дает значительные энергетические преимущества: при нормальном функционировании понижение температуры хладагента на один градус соответствует повышению мощности холодильной машины примерно на 1% при том же уровне энергопотребления.

Количество тепла, выделяемого в конденсаторе.

Участок D-A` соответствует изменению теплосодержания хладагента в конденсаторе и характеризует количество тепла, выделяемого в конденсаторе.

Регулятор потока (А`-B).

Переохлажденная жидкость с параметрами в точке А` поступает на регулятор потока (капиллярную трубку или терморегулирующий расширительный клапан), где происходит резкое снижение давления. Если давление за регулятором потока становится достаточно низким, то кипение хладагента может происходить непосредственно за регулятором, достигая параметров точки В.

Испарение жидкости в испарителе (В-C).

Смесь жидкости и пара (точка В) поступает в испаритель, где она поглощает тепло от окружающей среды (потока воздуха) и переходит полностью в парообразное состояние (точка С). Процесс идет при постоянной температуре, но с увеличением теплосодержания.

Как уже говорилось выше, парообразный хладагент несколько перегревается на выходе испарителя. Главная задача фазы перегрева (С-С`) — обеспечение полного испарения остающихся капель жидкости, чтобы в компрессор поступал только парообразный хладагент. Для этого требуется повышение площади теплообменной поверхности испарителя на 2-3% на каждые 0,5°С перегрева. Поскольку обычно перегрев соответствуют 5-8°С, то увеличение площади поверхности испарителя может составлять около 20%, что безусловно оправдано, так как увеличивает эффективность охлаждения.

Количество тепла, поглощаемого испарителем.

Участок HB-НС` соответствует изменению теплосодержания хладагента в испарителе и характеризует количество тепла, поглощаемого испарителем.

Реальный цикл охлаждения.

В действительности в результате потерь давления, возникающих на линии всасывания и нагнетания, а также в клапанах компрессора, цикл охлаждения отображается на диаграмме несколько иным образом (рис. 4).

Из-за потерь давления на входе (участок C`-L) компрессор должен производить всасывание при давлении ниже давления испарения.

С другой стороны, из-за потерь давления на выходе (участок М-D`), компрессор должен сжимать парообразный хладагент до давлений выше давления конденсации.

Необходимость компенсации потерь увеличивает работу сжатия и снижает эффективность цикла.

Помимо потерь давления в трубопроводах и клапанах, на отклонение реального цикла от теоретического влияют также потери в процессе сжатия.

Кондиционер с установкой за 25 000 руб.

Настенные кондиционеры Toshiba

Главная функция кондиционера — охлаждение воздуха

Основные функции кондиционера — это охлаждение и обогрев воздуха, уже находящегося внутри помещения. Это означает, что кондиционер в общем случае не производит притока свежего воздуха с улицы или вытяжки воздуха из помещения. Для задач вытяжки и притока служит вентиляционное оборудование.

Охлаждение воздуха в кондиционерах происходит при помощи компрессионного цикла охлаждения.

Температура кипения

Температура кипения жидкости зависит от давления окружающей среды. Чем ниже это давление, тем ниже температура кипения.

Например, общеизвестно, что вода закипает при температуре 100С. Но это происходит лишь при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.). При повышении давления температура кипения возрастет, а при его понижении (например, высоко в горах) вода закипит при температуре гораздо ниже 100С. В среднем, при изменении давления на 27 мм .рт. ст. температура кипения изменится на 1С.

Различные жидкости кипят при разных температурах даже при одинаковом внешнем давлении.

  • Например, жидкий азот кипит при температуре около -77;С, а фреон R-22, который применяется в холодильной технике — при температуре -40.8С (при нормальном атмосферном давлении).

Теплота парообразования

При испарении жидкости теплота поглощается из окружающей среды. При конденсации пара тепло, напротив, выделяется. Теплота парообразования жидкостей очень велика.

  • Например, энергия, нужная для испарения 1 г воды при температуре 100С (539 калорий/г), значительно больше энергии, необходимой для нагревания этой воды от 0;С до 100С (100 калорий/г)!

Если жидкий фреон поместить в открытый сосуд (с атмосферным давлением и комнатной температурой), то он сразу же вскипит, поглощая при этом большое количество теплоты из окружающей среды.

Это явление и используется в холодильной машине. Только в ней фреон превращается в пар в специальном отделении — испарителе. Трубки испарителя обдуваются потоком воздуха. Кипящий фреон поглощает тепло из этого воздушного потока, охлаждая его.

Но в холодильной машине невозможно только испарять фреон, поглощая тепло. Ведь тогда в ней образуется большое количество паров и потребуется подводить все новый и новый жидкий фреон постоянно. Поэтому в холодильной машине производится и обратный процесс конденсации — превращения из пара в жидкость.

При конденсации любой жидкости выделяется теплота, которая поступает затем в окружающую среду. Температура конденсации, как и температура кипения, зависит от внешнего давления. При повышенном давлении конденсация может происходить при весьма высоких температурах.

  • К примеру, фреон R-22 начинает конденсироваться при +55С, если находится под давлением 23 атмосферы (около 17,5 тыс. мм рт. ст.).

Холодильная машина

В холодильной машине фреон конденсируется в специальном отделении — конденсаторе. Тепло, выделившееся при конденсации, удаляется потоком охлаждающей жидкости или воздуха.

Поскольку холодильная машина должна работать непрерывно, то в испаритель должен постоянно поступать жидкий фреон, а в конденсатор — его пары. Этот процесс — циклический, ограниченное количество фреона циркулирует по холодильной машине, испаряясь и конденсируясь.

Энтальпия хладагента

Происходящий в холодильной машине цикл охлаждения удобно изображать графически. На диаграмме показано соотношение давления и теплосодержания (энтальпии) хладагента.

Энтальпия — это функция состояния, приращение которой при процессе с постоянным давлением равно теплоте, полученной системой.

На диаграмме показана кривая насыщения хладагента.

  • Левая ветвь кривой соответствует насыщенной жидкости
  • Правая часть соответствует насыщенному пару.
  • В критической точке ветви кривой соединяются, и вещество может находиться и в жидком, и в газообразном состоянии.
  • Внутри кривой — зона, соответствующая смеси пара и жидкости.
  • Слева от кривой (в области меньшей энтальпии) — переохлажденная жидкость.
  • Справа от кривой (в области большей энтальпии) — перегретый пар.

Теоретический цикл охлаждения несколько отличается от реального. В действительности происходят потери давления на разных этапах перекачки хладагента, снижающие эффективность охлаждения. Это не учитывается в идеальном цикле

Теоретический цикл охлаждения

В компрессоре

Холодный насыщенный пар хладагента поступает в компрессор холодильной машины (точка С1). В процессе сжатия его давление и температура повышаются (точка D). Энтальпия тоже повышается на величину, равную проекции линии С1-D. На схеме это отрезок НС1-НD.

Конденсация

В конце цикла сжатия хладагента горячий пар попадает в конденсатор. Здесь при постоянных температуре и давлении происходит конденсация, и горячий пар превращается в горячую жидкость. Хотя температура практически постоянна, энтальпия уменьшается при фазовом переходе, а выделившееся тепло отводится от конденсатора. Этот процесс отображается на диаграмме в виде отрезка, параллельного горизонтальной оси (давление постоянно).

Процесс в конденсаторе холодильной машины происходит в три этапа: снятие перегрева (D-Е), конденсация (Е-А) и переохлаждение жидкости (А-А1). Участок диаграммы D-А1 соответствует изменению энтальпии хладагента в конденсаторе и показывает, какое количество тепла выделяется в ходе данного процесса.

  • Снятие перегрева.
    В этом процессе температура пара снижается до температуры насыщения. Излишнее тепло отводится, но изменения агрегатного состояния не происходит. На этом этапе снимается около 10 — 20% тепла.
  • Конденсация
    На этом этапе происходит изменение агрегатного состояния хладагента. Температура при этом остается постоянной. На этом этапе снимается около 60 — 80% тепла.
  • Переохлаждение жидкости
    В этом процессе жидкий хладагент охлаждается, при этом получается переохлажденная жидкость. Агрегатное состояние не изменяется.
    Переохлаждение жидкости на этом этапе позволяет повысить производительность холодильной машины. При постоянном уровне энергопотребления понижение температуры на 1 градус повышает производительность холодильной машины на 1%.

Регулятор потока

Переохлажденная жидкость с параметрами точки А2 поступает на регулятор холодильной машины. Он представляет собой капиллярную трубку или терморегулирующий расширительный клапан. В регуляторе происходит резкое снижение давления. Непосредственно за регулятором начинается кипение хладагента. Параметры получившейся смеси пара и жидкости соответствуют точке В.

В испарителе

Смесь пара и жидкости (точка В) попадает в испаритель холодильной машины, где поглощает тепло от окружающей среды и полностью переходит в пар (точка С1). Этот процесс происходит при постоянной температуре, но энтальпия при этом увеличивается.

На выходе испарителя парообразный хладагент немного перегревается (отрезок С1-С2), чтобы капли жидкости испарились полностью. Для этого приходится увеличивать площадь теплообменной поверхности испарителя (на 4-6% на каждый градус перегрева). Обычно перегрев составляет 5-8 градусов, и увеличение площади теплообмена достигает 20%.

В испарителе холодильной машины энтальпия хладагента изменяется на величину НВ-НС2, равную проекции кривой испарения на горизонтальную ось.

Реальный цикл охлаждения

Реальный цикл охлаждения имеет некоторые отличия от идеального. Это происходит за счет потерь давления, возникающих на линии всасывания и нагнетания холодильной машины, а также в клапанах компрессора. Поэтому отображение реального цикла на диаграмме связи давления и энтальпии несколько иное.

Читайте также  Как определить утечку фреона в холодильнике

Из-за потерь давления на входе в компрессор всасывание должно проходить при давлении, которое ниже давления испарения (отрезок C1-L). Кроме того, из-за потерь давления на выходе компрессору приходится сжимать пар хладагента до давления, которое выше давления конденсации (M-D1). Таким образом, работа сжатия увеличивается. Такая компенсация потерь давления в реальной холодильной машине снижает эффективность цикла.

Кроме потерь давления в трубопроводе, есть и другие отклонения от идеального цикла. Во-первых, реальное сжатие хладагента в компрессоре не может быть строго адиабатическим (без подвода и отвода тепла). Поэтому работа сжатия оказывается выше теоретически рассчитанной. Во-вторых, в компрессоре холодильной машины имеются механические потери энергии, что приводит к увеличению необходимой мощности электродвигателя.

Эффективность цикла охлаждения холодильной машины

Отображение на диаграмме:
C1-L — потеря давления при всасывании
M-D1 — потеря давления при выходе
HD-HC1 — теоретическое изменение энтальпии (теплосодержания) при сжатии
HD1-HC1 — реальное изменение энтальпии (теплосодержания) при сжатии
C1D — теоретическое сжатие
LM — реальное сжатие

Для выбора лучшего из циклов охлаждения необходимо оценивать их эффективность. Обычно показателем эффективности цикла холодильной машины служит КПД или коэффициент термической (термодинамической) эффективности.
Коэффициент термической эффективности — это:

  • отношение изменения энтальпии хладагента в испарителе (НС-НВ) к изменению энтальпии в процессе сжатия (HD-HC).
  • или: соотношение мощности охлаждения и электрической мощности, которую потребляет компрессор холодильной машины.

Например, если коэффициент термической эффективности какой-либо холодильной машины равен 2, то на каждый кВт потребляемой электроэнергии эта машина производит 2 кВт холода.

Почему кипит фреон в испарителе

Группа: Участники форума
Сообщений: 115
Регистрация: 9.6.2010
Из: Украина Днепропетровск
Пользователь №: 60619

не понял!? У меня уставка +5,машина регулирует температуру по выходящей воде, гистерезис на вкл.выкл. 0.5, следовательно при достижении заданной температуры и остановке машины температура на выходе воды с испарителя составляет +4.5. Судя по вашему совету получается температура перегрева — 0.5 — 2.5. Как то странно!

airwave

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 1670
Регистрация: 17.7.2007
Из: Msk
Пользователь №: 10062

Да ляпнул не подумавши.
Слушайте лучше мну.
аварийный ПГН в Матвеях (он же Дайкин, он же Жора, Гога и т.п. ) задается юзером или по дефолту на фабрике.
Пох какая у вас цифра установлена в контроллере, но по факу ПГН для R134a должон быть не ниже 20К, шоп винты не рассыпались.
Падение ПГН ниже этой цифры свидетельствует по пролете жидкаря через испаритель.
Открытый на 100% ТРВ, низкий расход воды (гликоля), слабая тепловая нагрузка на испаритель и т.д. и т.п.

Сообщение отредактировал airwave — 6.6.2011, 7:42

Ludvig

Просмотр профиля

Группа: Banned
Сообщений: 3427
Регистрация: 27.5.2010
Из: Москва
Пользователь №: 58872

alexey_d

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 115
Регистрация: 9.6.2010
Из: Украина Днепропетровск
Пользователь №: 60619

что то у меня или лыжи не едут или лето на улице! Насколько я понимаю перегрев фреона это разница температур между линией всасывания и температурой по шкале на манометрах!? И как же можно получить перегрев в 20К если рабочее давление чиллера на R134 порядка 2,3-2.8 очей что равняется около +3 +7, прибавляем к +20К получаем температуру всаса +23+27! Вопрос! откуда возьмётся такая температура если рабочая температура воды +7+9.

P.S. Если не прав прошу поправить!

Сообщение отредактировал alexey_d — 6.6.2011, 20:46

yawin

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 30
Регистрация: 14.4.2008
Пользователь №: 17747

Господа вы читать умеете
low discharge superheat alarm- низкий перегрев нагнетания

AIRWAVE вам все правильно толкует — он вам про Фому ,а вы ему про Ерему.

v-david

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 4313
Регистрация: 10.3.2010
Из: Зеленоград
Пользователь №: 48108

HellHound

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 167
Регистрация: 10.10.2008
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 23849

На конденсаторе переохлаждение.
Перегрев нужен для определения "количества"(нехватки) фреона в испарителе, а переохлаждение на конденсаторе.
И сняв эти данные с установки можно определить, что с ней происходит.

Сообщение отредактировал HellHound — 7.6.2011, 8:42

v-david

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 4313
Регистрация: 10.3.2010
Из: Зеленоград
Пользователь №: 48108

HellHound

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 167
Регистрация: 10.10.2008
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 23849

v-david

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 4313
Регистрация: 10.3.2010
Из: Зеленоград
Пользователь №: 48108

LordN

Просмотр профиля

Группа: Модераторы
Сообщений: 10167
Регистрация: 3.7.2004
Из: Томск
Пользователь №: 32

ПГ — эт за испарителем
ПО — это за конденденсаторм
ПГН — эт на выхлопе компрессора

первые два от газа практически не зависят, тока от самой ХМ. чюдьчюдь.
последний — только от типа газа.
кактатак.

v-david

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 4313
Регистрация: 10.3.2010
Из: Зеленоград
Пользователь №: 48108

HellHound

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 167
Регистрация: 10.10.2008
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 23849

airwave

Просмотр профиля

Группа: Участники форума
Сообщений: 1670
Регистрация: 17.7.2007
Из: Msk
Пользователь №: 10062

Принцип работы холодильной машины

Каков принцип действия холодильной машины , и какие процессы происходят во время её работы. Для конечного потребителя холодильного оборудования, человека, которому необходим искусственный холод на его предприятии, будь это хранение или заморозка продукции, кондиционирование помещения или охлаждение молока , воды и т.д., не обязательно детально знать и понимать теорию фазовых превращений в холодильном оборудовании. Но основные знания в этой сфере помогут ему в правильном выборе необходимого холодильного оборудования и поставщика.

Холодильная машина предназначена для забора тепла (энергии) от охлаждаемого тела. Но по закону сохранения энергии, тепло просто так никуда не исчезнет, следовательно, взятую энергию необходимо перенести (отдать).

Процесс охлаждения основан на физическом яв лении поглощения тепла при кипении (испарении) жидкости (жидкого хладагента). Компрессор холодильной машины предназначен для отсасывания газа из испарителя и сжатия, нагнетания его в конденсатор. При сжатии и нагревании паров хладагента мы сообщаем им энергию (или тепло), охлаждая и расширяя, мы отбираем энергию. Это основной принцип, на основе которого происходит перенос тепла и работает холодильная установка. В холодильном оборудовании для переноса тепла применяют хладагенты.

схема холодильной машины

Холодильный компрессор 1 отсасывает газообразный хладагент (фреон) из испарителей (теплообменник или возду­хоохладитель) 3, сжимает его и нагнетает в конденсатор 2 (воздушный или водяной). В конденсаторе 2 хладагент конденсируется (охлаждается потоком воздуха от вентилятора или потоком воды) и переходит в жидкое состояние. Из конденсатора 2 жид­кий хладагент (фреон) попадает в ресивер 4, где происходит его накопление. Также ресивер необходим для постоянного поддержания необходимого уровня хладагента. Ресивер оснащен запорными вентилями 19 на входе и выходе. Из ресивера хладагент поступает в фильтр-осушитель 9, где происходит удаление остатков влаги, приме­сей и загрязнений, после этого проходит через смотровое стекло с индикатором влажности 12, соленоид­ный вентиль 7 и дросселируется терморегулирующим вентилем 17 в испаритель 3.

Терморегулирующий вентиль применяется для регулирования подачи хладагента в испаритель

В испарителе хладагент кипит, забирая тепло от объекта охлаждения. Пары хладагента из испа­рителя через фильтр на всасывающей магистрали 11, где происходит очис­тка их от загрязнений, и отделитель жидкости 5 поступают в компрессор 1. Затем цикл работы холо­дильной машины повторяется.

Отделитель жидкости 5 предотвращает попадание жидкого хладагента в компрессор.

Для обеспечения гарантированного возврата масла в картер компрес­сора на выходе из компрессора устанавливаться маслоотделитель 6. При этом масло через запорный вентиль 24, фильтр 10 и смотровое стекло 13 по линии возврата масла поступает в компрессор.

Виброизоляторы 25, 26 на всасывающей и нагнетательной магистралях обес­печивают гашение вибраций при работе компрессора и препятствуют их распространению по холо­дильному контуру.

Компрессор оснащён картерным нагревателем 21 и двумя запорными вентилями 20.

Картерный нагреватель 21 необходим для выпаривания хладагента из масла, предотвращения конденсации хладагента в картере компрессора во время его стоянки и поддержания необходи­мой температуры масла.

В холодильных машинах с полугерметичными поршневыми компрессорами, у которых в системе смазки используется масляный насос, применяется реле контроля давления масла 18. Это реле предназначено для аварийного отключения компрессора в случае снижения давления масла в системе смазки.

В случае установки агрегата на улице он должен быть допол­нительно укомплектован гидравлическим регулятором давления конденсации, для обеспечения стабильной работы в зимних условиях и поддержания необходимого давления конденсации в холодное время года.

Читайте также  Сколько раз в год нужно размораживать холодильник Атлант

Реле высокого давления 14 управляют включением/выключением вентиляторов конденсатора, для поддержания необходимого давления конденсации.

Реле низкого давления 15 управляет включением/выключением компрессора.

Аварийное реле высокого и низкого давлений 16 предназначено для аварийного отключения компрессора в случае пониженного или повышенного давления.

Описание принципа работы холодильной установки

Обычному человеку, как правило, нет необходимости разбираться в принципе действия холодильной машины, для него важен результат. Результатом работы холодильной установки является: охлажденные продукты – от замороженных овощей, до мясо-молочной продукции или например охлажденный воздух, если речь идет о сплит-системах.

Другое же дело, когда холодильные машины выходит из строя и для проведения ремонта холодильных установок требуется вызов специалиста. В данном случае уже было бы не плохо разбираться в принципе работы таких агрегатов. Хотя бы для того, чтобы понимать необходимость замены или ремонта составляющей холодильной машины.

Основное назначение холодильной установки – это забор тепла от охлаждаемого тела и перенос этого тепла или энергии другому объекту или телу. Для понимания процесса требуется уяснить простую вещь – если мы нагреваем или сжимаем тело, то мы сообщаем этому телу энергию (или тепло), охлаждая и расширяя, мы отбираем энергию. Это основной принцип, на основе которого и построен перенос тепла.

В холодильной машине для переноса тепла применяются хладагенты – рабочие вещества холодильной машины, которые при кипении и в процессе изотермического расширения отнимают теплоту от охлаждаемого объекта и затем после сжатия передают её охлаждающей среде за счёт конденсации

принцип работы холодильной установки

Холодильный компрессор 1 отсасывает газообразный хладагент – фреон из испарителей 3, сжимает его и нагнетает в конденсатор 2. В конденсаторе 2 фреон конденсируется и переходит в жидкое состояние. Из конденсатора 2 жидкий хладагент попадает в ресивер 4, где происходит его накопление. Ресивер оснащен запорными вентилями 19 на входе и выходе. Из ресивера хладагент поступает в фильтр-осушитель 9, где происходит удаление остатков влаги, примесей и загрязнений, после этого проходит через смотровое стекло с индикатором влажности 12, соленоидный вентиль 7 и дросселируется терморегулирующим вентилем 17 в испаритель 3.

В испарителе хладагент кипит, забирая тепло от объекта охлаждения. Пары хладагента из испарителя через фильтр на всасывающей магистрали 11, где они отчищаются от загрязнений, и отделитель жидкости 5 поступают в компрессор 1. Затем цикл работы холодильной установки повторяется.

Отделитель жидкости 5 предотвращает попадание жидкого хладагента в компрессор. Для обеспечения гарантированного возврата масла в картер компрессора, на выходе из компрессора устанавливаться маслоотделитель 6. При этом масло через запорный вентиль 24, фильтр 10 и смотровое стекло 13 по линии возврата – поступает в компрессор.

Виброизоляторы 25, 26 на всасывающей и нагнетательной магистралях гасят вибрации при работе компрессора и препятствуют их распространению по холодильному контуру.

Компрессор оснащён картерным нагревателем 21 и двумя запорными вентилями 20. Картерный нагреватель 21 выпаривает хладагент из масла, предотвращая конденсацию хладагента в картере компрессора во время его стоянки и поддержания заданной температуры масла.

В холодильных машинах с полугерметичными поршневыми компрессорами, у которых в системе смазки установлен масляный насос, используется реле контроля давления масла 18. Задача этого реле – отключить компрессор в случае снижения давления масла в системе смазки.

В случае установки агрегата на улице он должен быть дополнительно укомплектован гидравлическим регулятором давления конденсации, для обеспечения стабильной работы в зимних условиях и поддержания необходимого давления конденсации в холодное время года.

Реле высокого давления 14 управляют включением/выключением вентиляторов конденсатора, для поддержания необходимого давления. Реле низкого давления 15 управляет включением/выключением компрессора.

Аварийное реле высокого и низкого давлений 16 предназначено для аварийного отключения компрессора в случае пониженного или повышенного давления.

7.2. Поддержание параметров при оптимальном режиме работы хладоновых установок

Оптимальный режим характеризуется определенными значениями перепадов температур между средами в теплообменных аппаратах, температурами перегрева пара на всасывании в компрессор и нагнетания.
Температура кипения хладона. В системах непосредственного охлаждения разность температур воздуха в охлаждаемом помещении и кипения в камерных приборах принимается в пределах: в установках большой производительности 7…10°С; в установках малой производительности 12…20°С, вследствие того, что для малых установок нецелесообразно применение большой теплопередающей поверхности испарителя.
В испарителях, предназначенных для охлаждения хладоносителя, разность между средней температурой хладоносителя и кипением хладагента следующая: в оросительных испарителях 6…7 °С; в затопленных испарителях 4…6 °С. Перепад между воздухом охлаждаемого помещения и хладоносителем в камерных приборах составляет 7…10°С.
Температуру кипения определяют по двухшкальному манометру, установленному на испарителе, температуру камеры — по термометру, установленному на 2/3 высоты от пола в средней части камеры. Средняя температура хладоносителя равна полусумме температур входящего в испаритель хладоносителя и выходящего из него.
Температура пара, поступающего в компрессор (перегрева пара). Зависит от степени заполнения испарителя хладоном, теплопередающей поверхности теплообменника и значений температур t и tк .
Перегрев пара до теплообменника целесообразно поддерживать минимальным с целью организации устойчивого возврата масла в компрессор: в системах с верхней подачей хладона 5…10°С; в затопленных змеевиковых батареях 2…3 °С; в кожухотрубных затопленных испарителях 1…1,5 °С.
Перегрев пара после теплообменника должен быть возможно большим для увеличения коэффициента подачи (рис. 87) и лучшего отделения масла от хладона.

Изменение подачи компрессора в зависимости от перегрева всасываемого пара

Рекомендуемые перегревы пара указаны в табл. 54 и 55.
Температуру всасывания определяют по термометру, установленному на всасывающей линии на расстоянии 0,2— 0,3 м до запорного всасывающего вентиля компрессора.

Показатели оптимального режима установки, работающей на хладоне-12

Показатели оптимального режима установки, работающей на хладоне-22

Температура конденсации. Параметры конденсации самоустанавливаются в зависимости от плотности теплового потока, температуры и расхода воды или воздуха, проходящих через аппарат.
При расчете конденсатора разность между температурой конденсации и средней температурой воды в кожухотрубном конденсаторе принимают 4…6 °С; разность температур конденсации и средней температуры окружающего воздуха в воздушном конденсаторе 11…17°С.
Перепад между температурами воды, выходящей из конденсатора и входящей в него, должен быть при оборотном водоснабжении 2…4 °С, при проточном водоснабжении 6…8°С.
С уменьшением температуры конденсации увеличивается холодопроизводительность установки. Однако при низких температурах и давлениях конденсации осложняется подача жидкого хладона в испарительную систему. Поэтому при очень низких температурах окружающей среды для поддержания давления конденсации не менее 0,4 МПа уменьшают расход воды, проходящей через конденсатор, а при воздушном охлаждении отключают вентиляторы конденсаторов.
Температура конденсации определяется по двухшкальному манометру, установленному на конденсаторе.
Верхний предел температуры конденсации для хладона-12 составляет 60 °С, а для хладона-22 — 40 °С.
Температура нагнетания компрессора. Она дает возможность с высокой точностью судить как о техническом состоянии установки, так и возникновении различного рода неполадок в ее работе.
Максимально допустимая температура нагнетания не должна превышать: 125 °С — для поршневых компрессоров, работающих на хладоне-12; 140 °С — на хладоне-22; 90 °С — для винтовых компрессоров.
Показатели нормальной работы хладоновой машины. При установившейся работе поршневого компрессора должны быть следующие показатели:
температура картера не должна превышать температуру воздуха машинного отделения более чем на 25…30 °С;
температура цилиндровых крышек должна быть близка к температуре нагнетательного трубопровода;
температура смазочного масла во время работы должна быть не выше 55 °С и может превышать температуру картера только на 3…4 °С;
температура сальника не должна превышать 60 °С;
система смазки должна обеспечивать разность давлений масла в сальнике и картере в пределах 0,05—0,15 МПа для низкооборотных компрессоров и 0,2—0,3 МПа — для высокооборотных;
уровень масла в картере должен поддерживаться на 3/4 высоты смотрового стекла.

Основными причинами увеличения температуры отдельных частей компрессора являются поломка пластин нагнетательных клапанов; негерметичность байпаса или перепускного предохранительного клапана; задиры на поверхности гильзы или поломка поршневых колец; неплотность прилегания пластин нагнетательного клапана; нарушение возврата масла в картер; повышение перегрева пара хладагента, поступающего в компрессор; засорение рубашки компрессора или прекращение подачи охлаждающей воды; применение масла, не соответствующего техническим требованиям.
Компрессор должен работать без стука в шатунно-поршневой группе. Появление стука свидетельствует о неисправности самого компрессора: появление увеличенных зазоров, недостаточная величина мертвого пространства, поломка пластин или пружин клапанов или других деталей.
К появлению стуков может привести попадание в цилиндры жидкого хладона или масла.
При появлении стуков компрессор нужно немедленно остановить!

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: