Контрольні запитання

2.1. У чому полягає спосіб регулювання холодопродуктивності компресора “пуск - зупинка”.?

2.2. Регулювання компресора з прямим пуском.

2.3. Поясніть схему регулювання компресора методом байпасування.

2.4. Як відбувається регулювання компресора методом дроселювання пари, що всмоктується?

2.5. Зміна числа працюючих циліндрів компресора методом відтиснення всмоктувальних клапанів.

2.6. Як здійснюється багатопозиційне регулювання продуктивності компресорів?

2.7. Поясніть принцип плавно – дискретного регулювання.

2.8. Регулювання компресора байпасним перепуском холодоагента із окремих циліндрів.

2.9. Як відбувається позиційна зміна частоти обертання вала компресора?

2.10. Поясніть схеми плавної зміни обертання вала компресора.

2.11. Регулювання частоти обертання методом дроселювання всмоктуваної пари.

2.12. Поясніть схеми байпасування або перепускання стисненої пари на всмоктувальну лінію.

2.13. Як регулюються гвинтові компресори?

2.14. Як регулюються центробіжні компресори?

Розділ 3. Аср заповнення випарників рідким холодоагентом

Випарник (В) – це теплообмінний апарат, у якому температура відводиться від охолоджуваного середовища до холодоагенту.

Автоматичне живлення В є одним із найважливіших процесів управління ХМ. На відміну від інших процесів живлення В здійснюється тільки автоматично за допомогою регуляторів.

Степінь заповнення В киплячим холодоагентом має важливе значення для ефективної і безпечної роботи ХУ. Недостатнє заповнення В призводить до омертвіння теплопередаючої поверхні, і , як наслідок, до енергетичних втрат, а переповнення – до зменшення холодопродуктивності КМ, а інколи до гідравлічних ударів в циліндрах і аварії КМ.

Робота В найбільш ефективна при контакті рідкого холодоагенту зі всією теплопередаючою поверхнею, тобто при 100%-му заповненні ( під заповненням розуміють відношення тепло передаючої поверхні В, яка змочується киплячою рідиною, до всієї його поверхні, у %).

Випарник розрахований на максимальні теплопотоки, тому із зменшенням теплового навантаження і постійній подачі рідини із В, крім пари, почне виходити рідина (перелив). У деяких схемах така рідина потрапляє у розподільник рідини, звідки насосом або шляхом ежекції знову передається у В. Тоді регулювати заповнення В не потрібно, воно залишається 100%-вим.

У схемах де можливе потрапляння рідини у КМ, регулювати подачу рідини у В необхідно. Тоді оптимальне заповнення В – 80-90%. За подальшого зниження заповнення у В установлюється занижений тиск і КМ працює не економічно.

3.1 Показники заповнення випарників

Такі показники повинні відображати фактичну заповненність, щоб їх можна було виміряти і використати в АСР заповнення. До таких показників відноситься сухість і перегрів пари, рівень рідини і температура (тиск) кипіння.

Сухість пари – є найбільш об’єктивним показником , одначе немає простих методів вимірювання.

Перегрів пари. Цей показник є найбільш поширеним. Суть процесу кипіння полягає у тому, що тільки у активній зоні випарювання знаходиться парорідинна суміш за температури насичення. За межами цієї зони відбувається перегрів пари і довипарювання крапель рідини. Чим більшу теплопередаючу поверхню займає зона перегріву, тим більше величина перегріву на виході і тим менша степінь заповнення В.

Для вимірювання температури перегріву потрібно знати температуру пари, що виходить t_вих, і температуру кипіння t_в, наприклад за допомогою манометра з додатковою температурною шкалою і знаходять різницю між ними.

Рис 29. Перегрів як показник заповнення випарника

А – схема процесу кипіння і вимірювання перегріву

Б – епюра тиску і температур у випарнику

В – залежність коефіцієнта теплопередачі від перегріву

Схема на рис 29, а демонструє процес, що проходить у В і спосіб вимірювання перегріву. В установленому режимі активна зона кипіння розміщується між точками а і б. На ділянці б-в відбувається перегрів пари, величина якого залежить від поверхні цієї ділянки, витрати холодоагенту і температури вхідного теплоносія t_F1.

На графіках (рис 29, б) показана приблизна епюра температур і тисків у В. Якщо нехтувати падіннями тиску по довжині В, то тиск у всіх точках буде однаковим і дорівнюватиме P_в, а температура агента t_а=t_в на ділянці а-б. На ділянці перегріву б-в ця температура поступово підвищується до t_вих.

Для знаходження перегріву необхідно термометром Т1 визначитиt_вих, по манометру Р1 знайти температуру t_в і далі визначити перегрів

Перегрів є досить надійним і зручним показником заповнення В і може застосовуватися для будь-якого холодоагенту.

Кількісно степінь заповнення може передаватися через умовний коефіцієнт теплопередачі В, тобто віднесений до всієї поверхні В. Як приклад на рис 29, в показаний графік зміни коефіцієнта теплопередачі від перегріву для одного із повітроохолоджувачів, що працюють на холодоагенті. Видно, що в області малих перегрівів степінь заповнення змінюється незначно, тобто характеристика сприятлива для регулювання по перегріву.

Перегрів можна використовувати як показник заповнення В за умови, що частина теплопередаючої поверхні буде спеціально призначена для утворення перегріву. Без цього перегрів, як показник заповнення непридатний.

Рівень рідини у випарнику можна використати я показник заповнення для В – в затопленого типу, а також там, де непридатний перегрів.

Потрібно врахувати, що в зоні кипіння знаходиться парорідинна суміш, фізичні властивості якої залежать від холодоагенту, вміст у ньому мастила, інтенсивність кипіння, тощо. Тому для вимірювання і перетворення сигналу у деяких випадках виникають труднощі.

Найбільш просто використовувати рівень як показник заповнення для аміаку і вуглеводнів. Пояснюється це тим, що кипіння не супроводжується піноутворенням, пара легко видаляється із рідини.

Рис.30. Рівень рідини, як показник заповнення

а) – схема

б) – залежність к_увід рівня рідкого холодоагенту

На рис 30,а показаний кожухотрубний В, у якому холодоагент кипить у міжтрубному просторі. Для вимірювання і регулювання рівня найчастіше застосовують принцип сполучених посудин. Тут є посудина П, яка з’єднана з В рідинною і паровою зрівноваженими лініями.

Якщо у В установився рівень L_в, то в П він будеL_п. Різниця в рівнях пояснюється тим, що сумарна густина киплячого холодоагенту у В менша, ніж у П. Різниця в густинах призводить до помилок вимірювань, величини якими повинні враховуватися за проектування систем живлення.

На графіку (рис 30, б) приведена статична характеристика В, як залежність K_увід рівняLрідкого холодоагенту. РозрахунковийK_уmaxдосягається за рівняL_вmaxі у посудиніL_Пmax. Різниця у рівнях спостерігається і за інших значеньK_у. Такий графік справедливий тільки для одного режиму роботи. За інших теплових навантаженнях іt_взалежність буде іншою.

Особливий вплив режимів на рівень холодоагенту у Пспостерігається за роботи на холодоагентах. Висока інтенсивність кипіння, наявність в холодоагенті розчиненого мастила приводить до вспінення суміші, внаслідок чого її густина значно зменшується, так, що інколи використання рівня як показника заповнення стає неможливим.

Існують методи вимірювань рівня, які не пов’язані із застосуванням з’єднувальних посудин. Тут чутливий елемент вводиться безпосередньо у порожнину апарата.

Температура (тиск) кипіння. В ХМt_взалежить від характеристик КМ і В. На графіку (рис 31) точка а перетину характеристик КМ Q_кмі ВQ_в1 відповідає номінальній холодопродуктивностіQ_ном за t_ва.

Рис 31. Температура (тиск) кипіння як показник заповнення

Характеристики В побудовані за рівнянням (2):

Де - коефіцієнт теплопередачі

- теплопередаюча поверхня

- температури холодоносія і кипіня

Якщо за незмінної температури холодоносія t_F зміниться кількість рідкого холодоагенту (наприклад зменшиться), то зменшиться активність теплопередаючої поверхніS_в, і відповідно, нахил характеристики ВQ_в2, Одночасно знизиться температура і тиск кипінняt_вб.

Тому значення t_ві р_вможна використати для АСР заповнення. Але на ці параметри справляють вплив температури конденсації, теплове навантаження на В, зміна стану теплопередаючої поверхні тощо. Тому надійний зв’язок між заповненням В іt_в зберігається тільки за виключення впливу вказаних факторів. Складність виконання цих умов пояснює порівняно нешироке застосування АСР, які працюють заt_вабо р_в.