Где мерить температуру испарения фреона. Отклонения от оптимального режима работы промышленной холодильной установки, их выявление и устранение
Эксплуатация оборудования в режимах, отличных от оптимальных (например, в условиях повышенных температур окружающей среды), влияет на экономичность и безопасность работы холодильной установки.
В статье рассмотрены отклонения от оптимального режима работы установки, описаны условия их выявления и устранения.
Данный материал является в большей степени ответом на вопросы, поступающие в редакцию , в частности: "На сколько процентов падает холодопроизводительность моей установки при такой жаре, и что делать? ".
Статья будет полезна специалистам, занятым на эксплуатации промышленного холодильного оборудования.
Основные показатели работы холодильной установки - холодопроизводительность, расход электроэнергии, удельный расход электроэнергии, расход воды - зависят от температурного режима работы холодильной установки.
Наиболее часто встречающимися отклонениями, влияющими на экономичность и безопасность работы холодильной установки, являются:
повышенная температура конденсации пара в конденсаторе;
повышенная или чрезмерно высокая температура пара на нагнетательной стороне компрессора.
Пониженная температура кипения*.
Работа холодильной установки при пониженной температуре кипения, кроме последствий, указанных выше, может вызвать замерзание хладоносителя в испарителе, подмерзание охлажденных грузов, находящихся около охлаждающих приборов, увеличение усушки продуктов, а также ухудшение смазки фреоновых компрессоров.
Температура кипения является самоустанавливающимся параметром. Величина ее определяется теплопритоком к испарителю, холодопроизводительностью компрессоров, интенсивностью теплообмена в испарителе и требуемой температурой охлаждаемого объекта.
Понижение температуры кипения происходит в том случае, когда при снижении тепловой нагрузки производительность включенных в работу компрессоров оказывается больше производительности охлаждающих приборов. В этом случае надо выключить часть компрессоров. При работе компрессоров с регулируемой производительностью необходимо включить автоматическую систему регулирования холодопроизводительности и следить за исправностью ее работы.
Понижение температуры кипения, вызванное ухудшением интенсивности теплообмена в испарителе, объясняется многими причинами.
При недостатке хладагента в системе происходит неполное заполнение испарителя, и часть его теплопередающей поверхности не используется. Основными признаками недостаточного количества хладагента являются низкий его уровень в линейном ресивере (или конденсаторе), а также периодическое оттаивание регулирующего вентиля при увеличении степени его открытия. В таком случае система должна быть пополнена хладагентом. Недостаточное количество хладагента в испарительной системе может явиться следствием неправильной регулировки его подачи. В этом случае необходимо обеспечить требуемое заполнение испарительной системы путем большего открытия регулирующего вентиля или соответствующей настройкой приборов автоматики.
Снеговая шуба, оседающая на наружной поверхности охлаждающих приборов, а также замасливание их внутренней поверхности значительно ухудшают теплообмен и приводят к пониженной температуре кипения. Проведение периодических оттаиваний охлаждающих приборов позволяет не только освобождать их от снеговой шубы, но и выпускать скопившееся масло. Причиной значительного ухудшения теплообмена воздухоохладителей может быть уменьшение скорости циркулирующего воздуха или полное прекращение его циркуляции из-за зарастания воздухоохладителя или воздуховодов снеговой шубой, неудачной конструкции системы циркуляции воздуха, неисправности вентиляторов или их электродвигателей.
При затопленных аммиачных испарителях (кожухотрубные, панельные испарители, коллекторные батареи и т. п.) температура кипения может понизиться в случае скопления в их нижней части большого количества масла, которое, занимая часть аппарата, уменьшает активную теплопередающую поверхность.
В аппаратах для охлаждения хладоносителя при недостаточной его концентрации на трубах испарителя происходит намерзание ледяной корочки, которая, являясь термическим сопротивлением, служит причиной понижения температуры кипения. Уменьшение циркуляции хладоносителя из-за значительного засорения трубопроводов, фильтров, выхода из строя насосов, мешалок или их электродвигателей также понижает температуру кипения.
Повышенная температура конденсации**.
Повышенная температура конденсации приводит к уменьшению холодопроизводительности установки, увеличению потребляемой мощности и снижению технико-экономических показателей ее работы.
Температура конденсации является самоустанавливающимся параметром. Величина температуры конденсации, при которой происходит самоустановление, зависит от производительности включенных компрессоров, теплопередающих свойств конденсатора и средней температуры охлаждающей среды. Снижение повышенной температуры конденсации может быть осуществлено способами, описанными выше. В некоторых случаях для снижения температуры конденсации у холодильной установки с воздушными конденсаторами при высоких температурах воздуха целесообразно производить разбрызгивание воды.
Повышенная температура конденсации при оборотном водоснабжении может быть вызвана неудовлетворительной работой водоохладительного устройства (градирни). Мероприятия, направленные на улучшение его работы, сводятся к увеличению подачи циркулирующей воды и улучшению ее распределения, а также к увеличению количества воздуха, проходящего через градирню.
Повышение давления конденсации может быть вызвано ухудшением теплопередачи в конденсаторах в результате:
исключения из активного теплообмена части поверхности конденсаторов из-за их переполнения жидким хладагентом (недостаточная емкость линейных ресиверов, переполнение системы или малая подача в испарительную систему);
наличия в конденсаторе неконденсирующихся примесей (воздух и продукты разложения масла);
уменьшения поверхности конденсаторов, по причине неправильно проведенного ремонта прохудившихся труб (заглушение их вместо замены новыми);
ухудшения теплообмена в связи с загрязнением поверхности труб водяным камнем, отложением ила, водорослей;
ухудшения распределения охлаждающей воды из-за загрязнения форсунок и распределителей у вертикальных, оросительных н испарительных конденсаторов.
В автоматизированных холодильных установках повышенное давление конденсации может быть вызвано дефектами работы водорегуляторов.
Повышенная температура пара после его сжатия в компрессоре.
Превышение действительной температуры нагнетаемого пара по сравнению с ее оптимальными значениями может явиться следствием повышенного перегрева*** всасываемого пара, чрезмерного понижения температуры кипения, плохого охлаждения и неисправностей компрессора, наличия в системе неконденсирующихся газов. Повышенный перегрев пара на всасывании зависит от недостаточной подачи хладагента в систему, большой протяженности всасывающих трубопроводов и плохого качества их теплоизоляции.
Наиболее часто встречаются следующие неисправности компрессора, вызывающие повышенную температуру нагнетания:
значительный износ цилиндра компрессора, вызывающий большой пропуск пара через поршневые кольца, а также неплотности нагнетательных или всасывающих клапанов;
недостаточная подача воды в охлаждающую рубашку компрессора или отложение водяного камня на его стенках, ухудшающее теплообмен через стенки рубашки;
нарушение смазки поверхности цилиндра и разогрев ее из-за повышенного трения поршневых колец о его стенки.
У компрессоров с обильной циркуляционной смазкой (винтовые и ротационные) температура пара после его сжатия зависит не столько от температуры всасываемого пара, сколько от температуры и количества впрыскиваемого масла.
Влажный ход компрессора.
Влажный ход компрессора происходит при сжатии влажного пара. Это одна из наиболее опасных ненормальностей работы холодильных установок.
Температура жидкого хладагента при сжатии не повышается, поэтому происходит сильное охлаждение сжимаемой смеси, а также цилиндров и всей группы движения компрессора.
Первым признаком влажного хода компрессора является резкое снижение температуры конца сжатия. Сильное охлаждение компрессора может привести к замерзанию воды в охлаждающей рубашке и разрыву блока цилиндров. Повышение вязкости масла и уменьшение зазоров приводит к интенсивному износу компрессора. Резкое охлаждение цилиндра с температур около 130-150 °С до -20 ÷ -30 °С (при попадании в разогретый компрессор порции жидкого хладагента) может служить причиной так называемого теплового удара, в результате которого при наличии трещин в металле разрушается нагнетательная полость компрессора. Если количество жидкого хладагента превышает объем мертвого пространства компрессора, то возникает опасность гидравлического удара. Нагнетательные клапаны поршневого компрессора оказывают значительное сопротивление потоку жидкого хладагента, что приводит к чрезмерному повышению давления в цилиндре компрессора и возникновению разрушающих усилий на шатуннокривошипный механизм. Относительная величина мертвого объема поршневых компрессоров составляет около 2-4%. Геометрическое изменение объема пара винтовых и ротационных компрессоров находится в пределах 2,6-5,0. Поэтому к моменту соединения нагнетательной полости компрессора с выпускным окном объем этой полости составляет примерно 20-40% от первоначального. Кроме того, у винтовых и ротационных компрессоров сечение выпускных окон имеет большую площадь, чем сечение нагнетательных клапанов поршневых компрессоров. Поэтому они менее чувствительны к влажному ходу.
Признаки влажного хода компрессора:
отсутствие перегрева всасываемого пара;
снижение температуры нагнетаемого пара;
изменение звука работающего компрессора: звонкий стук клапанов переходит в глухой и в цилиндре появляются стуки;
обмерзание цилиндров и картера компрессора.
Основные причины, вызывающие попадание в компрессор влажного пара:
избыточная подача жидкого хладагента в испарительную систему;
вскипание жидкости в затопленных испарителях при резком снижении в них давления или при резком повышении тепловой нагрузки;
конденсация пара во всасывающем трубопроводе при длительной стоянке или низкой температуре воздуха и плохой теплоизоляции трубопровода.
Наличие мешков во всасывающих трубопроводах повышает опасность, при скапливании в них жидкого хладагента и масла в компрессор может попасть большая порция жидкости, приводящая к гидравлическому удару.
При возникновении влажного хода немедленно закрывают всасывающий вентиль компрессора и прекращают подачу жидкого хладагента в испарительную систему. Приоткрывать всасывающий вентиль следует так, чтобы в компрессоре не было стуков. Если в компрессор попало значительное количество жидкого хладагента и компрессор сильно обмерз, то в некоторых случаях целесообразно приоткрыть байпас, соединяющий всасывающую и нагнетательную линии. В этом случае в цилиндры будет поступать пар с более высокой температурой, чем из всасывающего трубопровода, и компрессор может быть быстрее приведен в рабочее состояние. Закрывать нагнетательный вентиль в этом случае категорически запрещается.
Фото 1. Фрагмент варианта внешнего вида фреоновой промышленной холодильной установки
на винтовом компрессоре "Bitzer" (Германия): (холодопроизводительность Q 0 = 229 кВт при температуре кипения t 0 = +5 °С и температуре конденсации t к = 45 °С)* Температура кипения. Температуру кипения t 0 определяют по мановакуумметру, присоединенному к всасывающему трубопроводу компрессора. При снижении температуры кипения холодопроизводительность установки снижается. Мощность, потребляемая компрессором, а зависимости от температуры кипения - может как увеличиваться, так и снижаться. В условиях, обычных для холодильных установок (t 0 ≤ 10 °С, t к > 25 °С) с понижением температуры кипения мощность понижается, а в установках кондиционирования воздуха - повышается. Максимумы мощности соответствуют примерно P k /p 0 =3 .
Изменение температуры кипения на 1°С в среднем приводит к изменению холодопроизводительности компрессора на 4-5%, изменению потребляемой мощности на 2% и изменению удельного расхода электроэнергии на 2-3%.
Температурный напор, т. е. разность между температурой воздуха в охлаждаемом объекте и температурой кипения или хладоносителя, принимается в пределах 7-10 °C. Однако в некоторых случаях экономически оправданными являются как напоры 5 °С (камеры для фруктов), так и 12-20 °С (судовые и бытовые установки). Для испарителей, в которых производится охлаждение жидкостей, разность между средней температурой охлаждаемой жидкости и температурой кипения принимается в пределах 4-6 °С. Наиболее целесообразным с экономической точки зрения является температурный напор для аммиачных испарителей 3-4 °С, для фреоновых 4-5 °С .
** Температура конденсации. Температура конденсации tк определяется по температурной шкале манометра, измеряющего давление в конденсаторе.
Увеличение температуры конденсации на 1 °С приводит к снижению холодопроизводительности на 1-2%, увеличению мощности на 1-1,5% и возрастанию удельного расхода электроэнергии на 2-2,5%.
Разность между температурой конденсации и средней температурой воды принимается в пределах 4-6 °С, что соответствует температуре конденсации на 2-4 °С, превышающей температуру отходящей из конденсатора воды. Имеется тенденция к снижению температурного перепада; в аммиачных кожухотрубных конденсаторах этот перепад следует принимать равным от 2 до 3 °С.
Нагрев воздуха в воздушных конденсаторах принимается равным 5-6 °С, а температурный перепад в пределах от 6 до 9 °С. Меньшее значение этого перепада соответствует большей стоимости электроэнергии, и наоборот.
*** Во фреоновых холодильных установках, оборудованных теплообменниками, перегрев пара на всасывающей стороне находится в пределах от 10 до 45 °С. Для низкотемпературных холодильных установок, снабженных несколькими теплообменниками, этот перегрев может быть значительно выше. Перегрев пара хладагента в испарителе в большинстве случаев нежелателен, однако в испарителях с ТРВ (в малых холодильных машинах) устанавливается минимальный перегрев, необходимый для работы ТРВ (3-4 °С) .
Литература
1. Эксплуатация холодильников. Быков А.В. Изд-во "Пищевая промышленность", 1977 г.
пониженная температура кипения хладагента в испарительной системе;
В рассмотренном примере температура конденсации фреона равна 25 С, а температура вторичного пара 20 С.
Лука нов И. И. Исследование теплообмена при конденсации фреона.
Во многих случаях предусмотрен обогрев картера для устранения конденсации фреона в компрессоре в зимних условиях во время нерабочей части цикла.
Схема каскадного цикла. Температура испарения аммиака должна быть, разумеется, ниже температуры конденсации фреона.
Для экономии воды при стоянке компрессора, а также во избежание конденсации фреона в цилиндрах предусмотрен электромагнитный вентиль ЗСВ, открывающийся при пуске компрессора и закрывающийся при его остановке. В случае индивидуального водяного насоса электромагнитный вентиль не ставят, а управление передают на насос. При централизованной оборотной системе водоснабжения вентиль ЗСВ может устанавливаться только на линии подачи воды в охлаждающие рубашки компрессора.
Схема установки с.| Схема нового комбинированного цикла. Это условие выполняется при давлении фреонового пара около 1 5 МПа и температуре конденсации фреона около 15 С.
Заданный диапазон температур может быть обеспечен фреоновой двухступенчатой машиной с номинальной холодопроизводительностью 4500 каал / ч при температуре кипения фреона - 70 и температуре конденсации фреона - f - 25 С.
С применением накатных труб значительно увеличивается их поверхность, что особенно важно для фреоновых аппаратов в связи со сравнительно небольшими коэффициентами теплоотдачи при кипении и конденсации фреона.
Регулирование температуры в этом диапазоне обеспечивается фреоновыми агрегатами с ориентировочной холодопроизводительностью около 4000 ккал / ч при температуре кипения фреона - 15 С и температуре конденсации фреона 30 С.
При нормальном установившемся режиме работы установки температура кипения фреона-12 должна быть примерно на 3 - 5 С ниже средней температуры рассола (воды); температура конденсации фреона на 3 - 5 С выше температуры воды, выходящей из конденсатора, а температура хладоносителя (средняя) на 8 - 10 С ниже температуры воздуха в охлаждающих помещениях.
Обязанностью обслуживающего персонала при эксплуатации холодильной фреоновой установки является периодический контроль плотности соединений, выпуск воздуха из водяных и рассольных аппаратов, наблюдение за температурой кипения и конденсации фреона, то же, хл а доносителя и охлаждающей воды, наблюдение за температурой нагнетания, давлением и уровнем масла.
Отрицательные температуры в заданном диапазоне могут быть обеспечены фреоновым агрегатом с ориентировочной холодопроизводительностью около 4000 ккал / ч при температуре кипения, фреона - 35 С и температуре конденсации фреона - - 30 С.
Критические давления фреонов в 4 - 8 раз, теплота парообразования примерно в 13 раз, коэффициент теплопроводности и поверхностное натяжение в 7 раз, теплоемкость и кинематическая вязкость в 5 раз меньше, чем у воды. Это обусловливает ряд особенностей процессов теплообмена при кипении и конденсации фреонов в сравнении с хорошо исследованной в этом смысле водой.
Изменение тепловой экономичности водо-фреоновых установок при начальных параметрах фреонового цикла (Роф 15 - 10е Па. ф 120 С в зависимости от температуры конденсации фреона. При равных начальных и конечных параметрах водо-фрео-новые установки имеют тепловую экономичность ниже базовых паротурбинных установок. Для достижения равной экономичности при равных начальных параметрах пара температура конденсации фреона должна быть ниже температуры конденсации водяного пара у турбин К-1200-240 на 16 - 20 С, у турбин К-800-240на 17 С, у турбин насыщенного пара на 8 - 12 С.
Температура окружающего воздуха является одним из основных факторов, влияющих на работу холодильника. С повышением температуры воздуха ухудшаются условия охлаждения конденсатора, что приводит к повышению давления конденсации фреона и в результате к снижению холодопроизводительности компрессора. Одновременно увеличивается приток внешнего тепла в холодильную камеру, повышается давление и температура кипения фреона в испарителе. Все это ухудшает охлаждение испарителя и холодильной камеры. Холодильный агрегат работает с большим коэффициентом рабочего времени, повышается потребляемая мощность двигателя, увеличивается расход электроэнергии.
Возможность конденсации фреона в маслоотделителе повышается при наличии в конденсаторе воздуха, что часто бывает при работе низкотемпературных машин с вакуумом на стороне всасывания. При наличии воздуха в конденсаторе парциальное давление фреона в маслоотделителе выше, чем в конденсаторе, поэтому конденсация фреона в маслоотделителе происходит при более высокой температуре и возможна при сравнительно теплой воде.
Горизонтальный кожухотрубный конденсатора. Во фреоновых конденсаторах используются красномедные трубы, на наружной поверхности которых накатываются спиральные ребра. Необходимость оребрения поверхности фреоновых конденсаторов со стороны холодильного агента вызвана тем, что коэффициенты теплоотдачи значительно меньше при конденсации фреонов, чем охлаждающей воды. Применение медных труб объясняется чистотой поверхности, отсутствием коррозии, легкостью накатки ребер, меньшими потерями напора воды. Но при этом увеличивается стоимость конденсатора, усиливается коррозия стальных трубных решеток в месте стыка с медными трубами, особенно при охлаждении морской водой. Для придания трубной решетке полной коррозионной устойчивости против морской воды на фигурную стальную поверхность наносится слой меди значительной толщины.
Секция противоточного переохладителя. В автономных кондиционерах получили применение двухтрубные конденсаторы, представляющие собой две трубки, вставленные друг в друга и согнутые в змеевик. Иногда наружная трубка за - меняется резиновым шлангом. В этом случае конденсация фреона происходит во внутренней трубке. Внутри спирального змеевика в таком конденсаторе размещается герметичный компрессор, что способствует компактному расположению всего оборудования.
Расчетная схема тепловых потоков в ребристой и гладкой системах. В случае применения высокотеплопроводных материалов это явление также имеет место, но величины термического сопротивления и температурного перепада в стенке невелики, их увеличение не оказывает существенного воздействия на суммарное термическое сопротивление пар-охлаждающая вода. В результате фактор локализации потоков тепла существенно не сказывается на общей эффективности латунных или медных мелковолнистых труб при конденсации на них водяного пара. Вместе с тем для случая конденсации фреонов, где коэффициент теплоотдачи со стороны пара сравнительно невелик (см. ), нержавеющие мелковолнистые трубы будут достаточно эффективными, так как в этом случае доля термического сопротивления стенки в общем термическом сопротивлении мала.
Большинство фреонов, применяемых в качестве пропел-лентов, в нормальных условиях (760 мм рт. ст. и 20 С) находится в газообразном состоянии, за исключением фреонов 11 и 113, кипящих выше 20 С. В производстве аэрозольных упаковок фреоны применяются в сжиженном состоянии. При температуре окружающей среды незначительное повышение давления приводит к конденсации газообразных фреонов в жидкость.
Конденсация фреона в маслоотделителе возможна не только при работе, но и во время остановки машины, когда температура окружающей среды ниже, чем температура конденсации перед остановкой машины. Чтобы жидкий фреон не попал в картер при остановке компрессора, необходимо закрывать вентиль на линии перепуска масла из маслоотделителя в картер. При пуске компрессора этот вентиль следует открывать после того, как маслоотделитель прогреется и жидкий фреон из него испарится. Для уменьшения конденсации фреона в маслоотделителе после остановки компрессора следует. Необходимость закрытия вентилей усложняет автоматизацию машины. При наличии подогрева масла в картере компрессора попадание небольшого количества жидкого фреона в картер не опасно, поэтому перепускная линия из маслоотделителя в картер может оставаться открытой.
Электрическая схема кондиционера.
В режиме нагрева переводят ключ КР в положение Н и контакты 3, 5, 6 замыкаются. Переключатель УП ставим в положение Включено и пускатель 1П запускает вентилятор. Одновременно включается электромагнит ЭМ переключателя режимов - четырехходового клапана. Клапан переключает направление фреона с конденсатора на испаритель и в воздухоохладителе происходит конденсация фреона и нагрев воздуха.
Электрическая схема кондиционера. В режиме нагрева переводят ключ КР в положение Н и контакты 3, 5, 6 замыкаются. Переключатель УЯ ставим в положение Включено и пускатель 1П запускает вентилятор. Одновременно включается электромагнит ЭМ переключателя режимов - четырехходового клапана. Клапан переключает направление фреона с конденсатора на испаритель и в воздухоохладителе происходит конденсация фреона и нагрев воздуха.
Мелкие фреоновые установки для предприятий торговли и общественного питания изготавливаются с воздушным конденсатором и ребристыми батареями для непосредственного испарения фреона. Эти установки выпускаются только для работы на фреоне-12 и поступают с завода, полностью заполненные фреоном и маслом, за исключением испарителя, который заполнен парообразным фреоном. Испаритель устанавливают в верхней части шкафа в горизонтальном положении. Агрегат размещают таким образом, чтобы была обеспечена необходимая циркуляция воздуха для конденсации фреона. После этого агрегат и испаритель соединяют трубопроводом, используя разъемное соединение с накидной гайкой.
Для фреоновых машин маслоотделители с промывкой пара жидким холодильным агентом неприменимы, так как масло либо растворяется во фреоне, либо всплывает наверх. Чтобы отделить пары масла, их предварительно конденсируют, охлаждая водой. Однако в маслоотделителях верхней ступени охлаждение пара водой может вызвать конденсацию парообразного агента. Фреоновые маслоотделители обычно снабжены поплавковыми клапанами для автоматического возврата масла в компрессор. Поэтому в случае конденсации фреона в маслоотделителе он вместе с маслом попадает в картер, нарушая смазку.
В выполненных проектных разработках АЭС, использующих в качестве теплоносителя и рабочего тела че-тырехокись азота, в горизонтальные конденсаторы с водяным охлаждением поступает пар при давлении 1 5 - 2 5 бар. Коэффициент теплообмена при конденсации N2O4 в указанных условиях в несколько раз ниже по сравнению с ак чистого водяного пара и значительно ниже коэффициента теплообмена со стороны охлаждающей воды. Это является следствием в основном низких значений теплопроводности жидкой N CU и теплоты парообразования. Поэтому очевидна целесообразность интенсификации теплообмена со стороны конденсации. Наиболее простой метод (широко применяемый при конденсации фреонов и различных органических веществ) - использование сребренных труб. Трубы конденсаторов пара четырехокиси азота изготавливаются из нержавеющих сталей с низкой теплопроводностью. Поэтому высота ребер ограничена, и их геометрические размеры оптимизируются из условий увеличения поверхности в 2 - 4 раза, использования эффекта снижения толщины пленки конденсата под действием сил поверхностного натяжения и изготовления сребренных труб из обычных при помощи холодной накатки ребер.
Cтраница 2
Отрицательные температуры в заданном диапазоне могут быть обеспечены фреоновым агрегатом с ориентировочной холодопроизводительностью около 4000 ккал / ч при температуре кипения, фреона - 35 С и температуре конденсации фреона - - 30 С.
Критические давления фреонов в 4 - 8 раз, теплота парообразования примерно в 13 раз, коэффициент теплопроводности и поверхностное натяжение в 7 раз, теплоемкость и кинематическая вязкость в 5 раз меньше, чем у воды. Это обусловливает ряд особенностей процессов теплообмена при кипении и конденсации фреонов в сравнении с хорошо исследованной в этом смысле водой.
| Изменение тепловой экономичности водо-фреоновых установок при начальных параметрах фреонового цикла (Роф 15 - 10е Па. ф 120 С в зависимости от температуры конденсации фреона. |
При равных начальных и конечных параметрах водо-фрео-новые установки имеют тепловую экономичность ниже базовых паротурбинных установок. Для достижения равной экономичности при равных начальных параметрах пара температура конденсации фреона должна быть ниже температуры конденсации водяного пара у турбин К-1200-240 на 16 - 20 С, у турбин К-800-240на 17 С, у турбин насыщенного пара на 8 - 12 С.
Температура окружающего воздуха является одним из основных факторов, влияющих на работу холодильника. С повышением температуры воздуха ухудшаются условия охлаждения конденсатора, что приводит к повышению давления конденсации фреона и в результате к снижению холодопроизводительности компрессора. Одновременно увеличивается приток внешнего тепла в холодильную камеру, повышается давление и температура кипения фреона в испарителе. Все это ухудшает охлаждение испарителя и холодильной камеры. Холодильный агрегат работает с большим коэффициентом рабочего времени, повышается потребляемая мощность двигателя, увеличивается расход электроэнергии.
Возможность конденсации фреона в маслоотделителе повышается при наличии в конденсаторе воздуха, что часто бывает при работе низкотемпературных машин с вакуумом на стороне всасывания. При наличии воздуха в конденсаторе парциальное давление фреона в маслоотделителе выше, чем в конденсаторе, поэтому конденсация фреона в маслоотделителе происходит при более высокой температуре и возможна при сравнительно теплой воде.
Во фреоновых конденсаторах используются красномедные трубы, на наружной поверхности которых накатываются спиральные ребра. Необходимость оребрения поверхности фреоновых конденсаторов со стороны холодильного агента вызвана тем, что коэффициенты теплоотдачи значительно меньше при конденсации фреонов, чем охлаждающей воды. Применение медных труб объясняется чистотой поверхности, отсутствием коррозии, легкостью накатки ребер, меньшими потерями напора воды. Но при этом увеличивается стоимость конденсатора, усиливается коррозия стальных трубных решеток в месте стыка с медными трубами, особенно при охлаждении морской водой. Для придания трубной решетке полной коррозионной устойчивости против морской воды на фигурную стальную поверхность наносится слой меди значительной толщины.
В автономных кондиционерах получили применение двухтрубные конденсаторы, представляющие собой две трубки, вставленные друг в друга и согнутые в змеевик. Иногда наружная трубка за - меняется резиновым шлангом. В этом случае конденсация фреона происходит во внутренней трубке. Внутри спирального змеевика в таком конденсаторе размещается герметичный компрессор, что способствует компактному расположению всего оборудования.
В случае применения высокотеплопроводных материалов это явление также имеет место, но величины термического сопротивления и температурного перепада в стенке невелики, их увеличение не оказывает существенного воздействия на суммарное термическое сопротивление пар-охлаждающая вода. В результате фактор локализации потоков тепла существенно не сказывается на общей эффективности латунных или медных мелковолнистых труб при конденсации на них водяного пара. Вместе с тем для случая конденсации фреонов, где коэффициент теплоотдачи со стороны пара сравнительно невелик (см. ), нержавеющие мелковолнистые трубы будут достаточно эффективными, так как в этом случае доля термического сопротивления стенки в общем термическом сопротивлении мала.
Большинство фреонов, применяемых в качестве пропел-лентов, в нормальных условиях (760 мм рт. ст. и 20 С) находится в газообразном состоянии, за исключением фреонов 11 и 113, кипящих выше 20 С. В производстве аэрозольных упаковок фреоны применяются в сжиженном состоянии. При температуре окружающей среды незначительное повышение давления приводит к конденсации газообразных фреонов в жидкость.
Конденсация фреона в маслоотделителе возможна не только при работе, но и во время остановки машины, когда температура окружающей среды ниже, чем температура конденсации перед остановкой машины. Чтобы жидкий фреон не попал в картер при остановке компрессора, необходимо закрывать вентиль на линии перепуска масла из маслоотделителя в картер. При пуске компрессора этот вентиль следует открывать после того, как маслоотделитель прогреется и жидкий фреон из него испарится. Для уменьшения конденсации фреона в маслоотделителе после остановки компрессора следует. Необходимость закрытия вентилей усложняет автоматизацию машины. При наличии подогрева масла в картере компрессора попадание небольшого количества жидкого фреона в картер не опасно, поэтому перепускная линия из маслоотделителя в картер может оставаться открытой.
Производительность конденсатора зависит от нескольких факторов:
площади поверхности конденсатора;
контакта между хладагентом и внутренней поверхностью конденсатора; разности температур между охлаждающей средой и парообразным хладагентом;
скорости движения потока парообразного хладагента в трубах конденсатора. При нормальных условиях эксплуатации чем выше скорость, тем лучше коэффициент теплопередачи и тем больше производительность;
интенсивности потока охлаждающей среды, омывающей или протекающей через конденсатор. Коэффициент теплопередачи увеличивается при повышении скорости движения потоков воздуха и воды, а также при повышении плотности воздуха;
материала конденсатора. В связи с тем что теплопередача зависит от материала, то металлы, ймеющие больший коэффициент теплопроводности, повышают производительность аппарата;
чистоты теплопередающей поверхности. Грязь, накипь или коррозия снижают интенсивность теплопередачи;
скорости замещения сконденсированного хладагента неохлажденным парообразным агентом.
Для каждой модели конденсатора физические характеристики являются определенными. Основная переменная - это разность температур между парообразным хладагентом и ох- лаждающей средой.
Температура конденсации
Температура конденсации - это температура, при которой парообразный хладагент превращается в жидкость. Эту температуру нельзя путать с температурой охлаждающей среды. Температура конденсации всегда должна быть выше, чтобы осуществился процесс теплопередачи.
Для конденсации парообразного хладагента, подаваемого в конденсатор, тепло должно отводиться от него с той же интенсивностью, с какой оно поступает с парообразным хладагентом, подаваемым в конденсатор. Как указывалось ранее, единствен- «ый способ повышения производительности конденсатора при данных условиях заключается в увеличении разности температур.
При работе поршневого компрессора давление в конденсаторе будет повышаться до тех пор, пока разность температур между конденсирующимся паром и охлаждающей средой станет достаточно велика для передачи требуемого количества тепла. Эта разность температур может быть очень маленькой в большом конденсаторе. Значительная разность температур становится причиной возникновения опасно высокого давления нагнетания в небольшом конденсаторе, если прегражден поток воздуха или воды к нему. Поэтому важно, чтобы конденсатор во время эксплуатации холодильного агрегата работал с оптимальной разностью температур.
Температура конденсации, а следовательно, и давление конденсации определяются производительностью конденсатора, температурой охлаждающей среды и энтальпией парообразного хладагента, нагнетаемого компрессором. Энтальпия в свою очередь зависит от объема, плотности и температуры нагнетаемого пара.
Разность температур при конденсации
Конденсатор для системы обычно выбирают, исходя из его способности справиться с нагрузкой на компрессор при желательной разности температур между температурой конденсации и ожидаемой температурой охлаждающей среды. Большинство воздушных конденсаторов используют для работы при разности температур от 11 до 17 °С. В специальных случаях конденсаторы работают при большей или меньшей разности температур.
Компрессорно-конденсаторные агрегаты часто выпускают с одним конденсатором для широкого диапазона работы. Для того чтобы диапазон работы был возможно шире, разность температур при высоком давлении всасывания может быть от 17 до 22 °G. При низкой температуре кипения хладагента разность температур не превышает часто 2-6 °С. Расчетная температура конденсации в агрегатах с водяным охлаждением определяется температурой поступающей воды, а также интенсивностью ее потока и может быть от 32 до 49 °С.
В связи с тем что производительность компрессора должна быть выше производительности испарителя на величину, равную теплоте сжатия и потере КПД двигателя, завод-изготовитель может определять производительность конденсаторов в единицах производительности испарителя или рекомендовать коэффициент, учитывающий теплоту сжатия, при выборе конденсатора соответствующего размера.
Неконденсирующиеся газы
Воздух состоит в основном из азота и кислорода. Оба элемента остаются в газовой фазе при любых температуре и давлении, встречающихся в торговом холодильном оборудовании и в системах кондиционирования воздуха. Поэтому, несмотря на то что эти газы могут быть сжижены при исключительно высоком давлении и очень низкой температуре, в холодильной системе их можно рассматривать как неконденсирующиеся газы.
В смеси каждый газ создает свое собственное давление независимо от других газов и общее давление в системе является суммой давлений всех присутствующих в ней газов. Это явление известно как закон Дальтона. Другой газовый закон заключается в том, что если пространство, в котором находится газ, остается постоянным и газ не может расшириться, его давление изменяется в зависимости от температуры. Если воздух и хладагент находятся в герметичной системе, то давление азота и кислорода добавляется к давлению хладагента. Это суммарное давление увеличится при повышении температуры.
В связи с тем что воздух является неконденсирующимся газом, он обычно остается в верхней части конденсатора и ресивера. Во время работы компрессора давление нагнетания представляет собой сумму давления конденсации хладагента и давления, создаваемого азотом и кислородом. Избыток давления, превышающий давление конденсации, который может образоваться, зависит от количества имеющегося в аппаратах воздуха и легко может достигнуть величины 0,28-0,35 МПа и выше. Воздух является основной причиной работы системы при ненормально высоком давлении нагнетания.
Это один из самых важных моментов в работе любого кондиционера. Мы предлагаем Вам ознакомиться с основными моментами, которые касаются температуры конденсации фреона. Большая нагрузка на всю конструкцию кондиционера располагается именно в конденсаторе, потому что он отвечает за охлаждение воздуха. Эта функция главным образом предотвращает возможность переохлаждения системы.
Конденсация воды на теплообменнике никогда не начнётся, до момента пока не будет достигнута температура конденсации фреона. На это влияет прежде всего давление нагнетаемое компрессором самого кондиционера. Для того, чтобы понимать, когда начинает происходить процесс теплообмена надо обратить внимание на то, когда давление доходит до критического момента в конденсаторе. Как только она достигнута, то происходит кипение газа фреона (температура конденсации фреона при этом достигает своего уровня) и фреон преобразуется в жидкое состояние.
Функция
Основная функция конденсатора: за счет изменения давления изменять температуру фреона до его температуры конденсации. Если мы рассматриваем случай работы кондиционера в режиме обогрева, то нужно кипение фреона. Если охлаждения, то нужно превращение фреона из жидкого в газообразное состояние.
Для своего испарения (перехода) в газообразное состояние фреон поглощает тепло воздуха, и тем самым его охлаждает. Ваше помещение при этом осушается, так как на на теплообменнике образовывается конденсат, который выводится через дренажные трубки в виде воды.
После одного цикла превращения фреона, процесс повторяется и как только достигается температура конденсации фреона, он снова охлаждает комнату, а Вы наслаждаетесь прохладой.
Последние отзывы
Oasis Comfort CL-9
Анжелика
27.06.2016
Купили Оазис еще в прошлом году. Кухня в 20 м2 имеет перегородку, поэтому нам посоветовали взять 9-ку. Теперь по самому кондиционеру: 1. Плюсы Самый главный плюс - цена. Имеет весь стандартный набор функций и фильтров (когда не слишком душно, ставлю в режим вентиляции и этого достаточно). Обогрев реально работает (правда не знаю на сколько это экономно, мне приходилось включать несколько раз за зиму). Пластик достаточно дешевый но смотрится приемлимо. 2. Минусы Мне не очень понравился пульт, хотя им часто и не пользуешься. Шумноват.
... Oasis Comfort CL-7
Ирина Блудова
19.05.2016
