книги из ГПНТБ / Трушин, В. Н. Механическое оборудование и установки курс лекций

277

С повышением температуры в охлаждаемом помещении температу­ ра конденсации увеличивается до t2 в соответствии с положением точки 2 на рис.14.14, а критерий равновесия становится больше единицы. Равновесное состояние установится при увеличении про­ изводительности компрессора до значения, соответствущѳго вели­ чине й н2 .

Из рассмотренных выше случаев следует, что в зависимости от меняющихся условий работу холодильной машины необходимо непре­ рывно регулировать для достижения равновесных состояний, соот­ ветствующих данному режиму работы и потребной холодопроизводитѳльности.

В крупных машинах для регулирования холодопроизводитѳльности применяют байпасированиѳ (перепуск части пара из нагне­ тательного трубопровода во всасывающий). Изменение производи­ тельности возможно также осуществить путем отжатия всасывающих клапанов, дросселированием пара во всасывающей линии, измене­ нием объема вредного пространства, изменением числа оборотов компрессора и т.д.

В средних и малых холодильных машинах регулирование холодопроизводитѳльности осуществляется периодической остановкой и пуском компрессора в сочетании с регулированием подачи жидкого агента в испаритель регулирующим вентилем и регулированием по­ дачи охлаждающей воды в конденсатор водорегулирующим вентилем. При таком способе регулирования машина все время работает за неуставовившихся режимах и ее холодопроизводитѳльность в атом случае непрерывно изменяется.

На рис.14.15 приведены графики изменения во времени темпе­ ратуры охлаждаемого объекта toS, температуры кипения tB и кон­ денсации tK при периодически работающем компрессоре. Из гра­ фиков видно, что сразу после пуска происходит быстрое падение температуры кипения, замедляющееся с течением времени. После остановки компрессора температура кипения постепенно увеличи­ вается до величины, при которой машина пускается вновь.

Для настройки холодильной машины выбирают значения темпе­ ратур кипения и охлаждаемого объекта, соответствующие пуску и остановке машины, газность между этими температурами называют температурным дифференциалом. Чем он меньше, чем чаще пуск и остановка компрессора, тем менее экономично работает машина. Дифференциал температур кипения холодильного агента назначает­ ся в пределах от 10 до 25°. Колебания температур охлаждаемого

278

объекта при пуске и остановке компрессора определяются спе­ циальными требованиями.

Регулирование работы современных холодильных машин обеспе­ чивается автоматическими приборами. Для поддержания заданной температуры в охлаждаемом помещении (.камере и т.д.) применяют

Рис.14.15. Изменение температурного режима холодильной машины при периодическом включении компрессора

двухпозиционную систему регулирования, которая с помощью термо­ реле при понижении температуры в помещении останавливает ком­ прессор, а при повышении температуры до заданного предела - включает. Поддержание требуемых температур в нескольких поме­ щениях при работе одной холодильной машины производится под­ ключением и отключением отдельных секций охлаждающих батарей.

§14.6. РЕГУЛИРОВАНИЕ ПОДАЧИ ХОЛОДИЛЬНОГО АГЕНТА

ВИСПАРИТЕЛЬ

Работа испарителя будет наиболее эффективной в том случав, когда вся его теплопередающая поверхность омывается кипящим холодильным агентом, для этого в испаритель в единицу времени должно поступать точно такое же количество хладагента, какое расходуется на испарение и отсасывается компрессором.

Недостаточное поступление агента в испаритель приводит к следующим изменениям в работе холодильной машины:

- понижается уровень жидкости в испарителе и часть его теплопередающей поверхности не используется;

280

Область применения барорегулирующих вентилей и поплавковых вентилей высокого давления ограничена холодильньши установка­ ми, имеющими только один испаритель.

Рассмотрим устройство и принцип действия терморегулирующих

части стакана находится регулирующий винт 8, с помощью которого можно изменять сжатие пружины 6 и осуществлять настройку вентиля.

Жидкий агент со стороны высокого давления проходит через сетчатый фильтр 3 и отверстие в седле, дросселируется и через выходной штуцер поступает в испаритель. При перегреве во вса­ сывающем трубопроводе повышается давление в чувствительном баллоне 10 и клапан I приоткрывается, в результате чего увели­ чивается поступление жидкого агента в испаритель, и наоборот, уменьшение перегрева вызывает прикрытие клапана.

8о время пуска компрессора происходит рѳэкоѳ падение давле­ ния в -испарителе, а чувствительный патрон не успевает быстро охладиться и снизить давление в сильфоне. Поэтому при включѳ-

281

нии компрессора игла терморегулирующего вентиля сразу откры­ вается. Остановка компрессора, наоборот, приводит к повышению давления в испарителе (при более медленном повышении давления в чувствительном патроне) и к закрытию иглы клапана.

Таким образом, терморегулирующий вентиль осуществляет пи­ тание испарителя холодильнш агентом, подача которого зависит от степени перегрева паров на выходе из испарителя, а такие защищает компрессор от попадания влажного пара и жидкости.

Устройство термо­ регулирующего вентиля мембранного типа пока­ зано на рис.14.17. По­ лость над мембраной 5

икапиллярная трубка 4

сбаллоном 3 образуют термочувствительную си­ стему, заполненную фреоном. Іидкий холо­ дильный агент из кон­ денсатора поступает в прибор снизу через фильтр ІО и дроссели­ руется в седле 9, при­ крываемом клапаном 8 , причем процесс дроссе­ лирования заканчивает­ ся в калибровочном от­ верстии I. снизу на

мембрану оказывают дав­ ление пары агента,под­ водимые из испарителя

через уравнительную трубку 2, и пружина 6, которая стремится под­

нять клапан 8 и эакрыть отверстие в седле. Сверху на мембрану действует давление насыщенных паров фреона,подводимых иэ термо­ чувствительного баллона по капиллярной трубке.

282

При одинаковой давлении на мембрану с обеих сторон (пере­ грев паров на выходе из испарителя отсутствует) клапан 8 под действием усилия сжатой пружины 6 прижат к седлу. Перегрев пара на выходе из испарителя создает более высокое давление на мембрану сверху, вследствие чего она прогибается и, опуская клапан, открывает вентиль.

Для настройки вентиля на заданную величину перегрева слу­ жит винт 7, при вращении которого изменяется натяжение пружи­ ны 6 (благодаря резьбовой посадке ведомой шестерни, в которую упирается нижний конец пружины).

Остановка компрессора приводит к переходу пара ва испари­ телем в насыщенное состояние (понижению давления в термочувст­ вительной системе; и к закрытию вентиля. Пуск компрессора при­ водит к перегреву паров за испарителем и, следовательно, я от­ крытию вентиля.

Терморегулирующие вентили применяются для питания как за­ топленных, так и нѳзатопленных испарителей. Одно из важнейших

Соленоидный вентиль (рис.14.18) представляет собой автома­ тический запорный вентиль. Камера над основным клапаном 5 от-

283

делена от напорной линии мембраной 4. Поступающая жидкость, проходя через сверление 3 в клапане 5, заполняет полость над мембраной и прижимает основной клапан 5 к седлу. При включении катушки 2 сердечник соленоида I втягивается и поднимает разгру­ зочный клапан 9. При этом жидкость из полости над мембраной вы­ текает через разгрузочный канал 8, а давление жидкости на мем­ брану 4 снизу, преодолевая сопротивление пружины 7, открывает основной клапан 5. Для возможности ручного открытия или закры­ тия вентиля имеется винт б с маховичком, поднимающий или опу­ скающий основной клапан принудительно. Управляющая обмотка со­ леноидного вентиля подключается к магнитному пускателю электро­ двигателя компрессора.

Б соответствии с требованиями ГОСТ при наличии автоматиче­ ских регулирующих вентилей должна быть предусмотрена возмож­ ность работы холодильной установки на ручном управлении с по­ мощью ручного регулирующего вентиля (см.рис.14.I, позиция 21).

§ 14.7. СПОСОБЫ УДАЛЕНИЯ ИНЕЯ С ПОВЕРХНОСТИ ИСПАРИТЕЛЯ

При работе холодильной машины температура кипения холодиль­ ного агента в испарителе (или рассола в приборах охлаждения) обычно ниже 0°С. Это вызывает образование инея на поверхности испарителей и рассольных батарей, соприкасающихся с воздухом, даже небольшой слой инея, образующийся в течение первых трех суток работы машины, снижает теплопередачу батарей ва 12-15%, Когда же иней заполняет все пространство между ребрами испари­ теля, охлаждающее действие его резко падает и аппарат практи­ чески выключается из работы.

Существуют следующие способы удаления инея с поверхности испарителя:

I) установка режима самооттаивания, когда заданная темпе­ ратура охлаждения поддерживается путем периодического включе­ ния и остановки компрессора. В этом случае иней, образующийся на теплопередающей поверхности при работе компрессора, оттаи­

(например, при кондиционировании воздуха). Недостатком данного способа является также и то, что при больших тѳплопритоках время работы компрессора становится больше, чем время стоянки, иней не успевает оттаивать и снеговая шуба постепенно нарастает!

2) оттаивание испарителя путем периодической остановки ком­ прессора с помощью реле времени (раз в сутки). Однако следует иметь в виду, что данный способ неприменим в установках, где нельзя надолго останавливать компрессор и прогревать охлажда­ емый объект;

3) оттаивание испарителя путем принудительного подвода к нему тепла изнутри. При таком способе снеговая шуба стаивает в течение короткого промежутка времени, благодаря чему темпера­ тура охлаждаемого объекта повышается незначительно.

Схема установки с принудительным оттаиванием испарителя представлена на рис.14.19. Такая установка дополнительно обо­

снеговая шуба подтаивает изнутри и отваливается от теплопере­ дающей поверхности.

Другая схема оттаивания испарителя горячими парами может быть выполнена с использованием реверсивного цикла: горячие пары из компрессора поступают в испаритель, конденсируются в нем и направляются в конденсатор. Образующиеся в конденсаторе пары отсасываются компрессором. Реле времени один раз в сутки включает реверсивный клапан, с помощью которого изменяется на-

285

Включение нагревателей и переключение вентилей нонет осущест­ вляться вручную или автоматически.

§ 14.8. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВОЗВРАТА МАСЛА В КОМПРЕССОР

Во время работы компрессора часть масла из картера вместе с парами холодильного агента уносится в систему. Существуют различные способы возврата масла в картер компрессора. Выбор того или иного способа определяется главным образом степенью взаимной растворимости масла и холодильного агента.

В аммиачных установках для отделения масла от паров ам­ миака после компрессора устанавливают маслоотделитель (рис. І4.2Іа)„ За счет снижения скорости и изменения направления дви­ жения сжатых паров частицы масла отделяются и собираются в нижней части маслоотделителя. Возврат масла в компрессор осу­ ществляется с помощью поплавкового регулирующего вентиля, установленного в маслоотделителе.

Во фреоновых установках вследствие хорошего взаимного рас­ творения масла и фреона уловить масло установленным после ком­ прессора маслоотделителем невозможно. Все масло, уносимое па­ рами фреона из картера компрессора, попадает в ресивер и далее через регулирующий вентиль в испаритель.

286

В ребристотрубных змеевиковых испарителях незатопленного типа (подача фреона сверху) по мере продвижения фреона с мас­ лом по змеевику холодильный агент постепенно испаряется и кон­ центрация масла в растворе растет. На выходе из испарителя фреон весь выкипает, а оставшееся масло парами уносится во вса­ сывающий трубопровод. Если компрессор расположен ниже испари­ теля, то за счет незначительного уклона всасывающего трубопро­ вода в сторону компрессора можно достигнуть полного возврата масла в компрессор самотеком.

В тех случаях, когда испаритель расположен ниже компрессо­ ра, для возврата масла в картер на всасывающем трубопроводе около испарителя делают изгиб в виде петли радиусом 3 - 4 см

Рис.14.21. Схемы возврата масла в компрессор:

а) для аммиачных мамин; б) для фреоновых испарителей неза­ топленного типа, расположенных ниже компрессора; в) для

фреоновых испарителей затопленного типа

(рис.14.216). Наело, стекающее из испарителя, собирается в пет­ ле и закрывает проход парам фреона. Под действием возникающей при атом разности давлений паров в испарителе и во всасывающем трубопроводе собравиѳѳся в петле масло резко выбрасывается (на высоту до 2 - 3 м) и возвращается в картер компрессора.

В испарителях затопленного типа пары фреона отсасываются из верхней части. Поэтому концентрация масла во фреоне, кото­ рый находится в испарителе, постепенно увеличивается, а уро­ вень масла в картере компрессора соответственно понижается. Нормальный возврат масла в картер можно обеспечить только в том случае, если жидкий фреон будет переполнять испаритель и вместе с растворенным в нем маслом будет попадать во всасываю­ щий трубопровод. Для того чтобы холодопроизводительность при этом не снизилась, в схемах с затопленным испарителем обычно