Регулирование температуры в нескольких камерах
При непосредственном охлаждении нескольких камер холодильная машина должна отводить тепло, равное сумме теплопритоков во все камеры. Поэтому для поддержания требуемой температуры приходится изменять количество тепла, отводимого в каждой камере:
.
(38)
Как видно из формулы, изменить количество тепла, отводимого из камеры, можно за счет изменения коэффициента теплопередачи испарителя kн, теплообменной поверхности испарителя Fн или температуры кипения t0.
Рис.79. Схемы способов регулирования температуры в камерах с непосредственным охлаждением:
а - изменением коэффициента теплоотдачи; б, в - плавным и двухпозиционным изменением поверхности охлаждения жидкостью; г, д - плавным и двухпозиционным изменением давления (температуры) кипения.
Регулирование температуры в камере изменением коэффициента теплопередачи (рис.79) можно обеспечить периодическим включением вентилятора от реле температуры. Среднее значение коэффициента теплопередачи испарителя определяется из соотношения:
.
Коэффициент теплопередачи испарителя во время работы вентилятора kир в 3-4 раза выше, чем при неработающем вентиляторе kин.
Заполнение испарителя жидким холодильным агентом в этой схеме поддерживается постоянным при помощи ТРВ.
Регулирование температуры в камере плавным изменением поверхности охлаждения показано на рис.79, б. При повышении tкам пропорциональный регулятор температуры ПРТ сокращает подачу холодильного агента в испаритель, при этом уменьшается его заполнение жидким холодильным агентом, т.е. фактически уменьшается поверхность теплообмена Fи.
Однако чаще применяют двухпозиционное изменение подачи жидкости в испаритель (рис.79, в). Когда температура в камере достигнет заданных пределов, РТ периодически открывает или закрывает соленоидный вентиль (СВ) на входе в испаритель. При закрытом СВ оставшийся в испарителе агент выкипает и поверхность теплообмена не используется (Fи=0); при открытом СВ благодаря ТРВ весь испаритель заполнен жидким холодильным агентом.
Количество тепла, отведенное холодильным агентом в испарителе, определяется коэффициентом рабочего времени СВ. Недостаток этого способа - большие колебания температуры воздуха в камерах, так как после закрытия СВ жидкий агент продолжает кипеть, снижая tкам.
Для изменения температуры кипения холодильного агента применяют регуляторы, дросселирующие пары на выходе из испарителя. Это можно осуществить пропорциональным регулятором температуры ПРТ (рис.79, г), двухпозиционным регулятором давления ДРД (рис.79, д) или установкой на выходе из испарителя СВ, который открывается при повышении температуры и закрывается при понижении ее от реле температуры (рис.79, в).
При рассольном охлаждении камер тепло, отводимое батареей
,
где kб - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·°С);
Fб - теплообменная поверхность, м2;
tp - средняя температура рассола;
.
С другой стороны,
,
где Мр - расход рассола, кг/с;
с - удельная теплоемкость рассола, Дж/(кг·°С),
Исключая из этих трех уравнений tp и температуру рассола на выходе tp2, получили зависимость Qб от температуры рассола на входе tp1, расхода М, kб и Fб:
.
(39)
Автоматически изменять Qб можно за счет изменения коэффициента теплопередачи kб (как и на рис.79, а), путем отключения части поверхности Fб (если батарея имеет две или несколько секций) и, наконец, плавным или двухпозиционным изменением расхода циркулирующего рассола.