3.2 Основні схеми заповнення випарників

Застосовують три основні схеми подачі рідини у випарювальну систему:

1. безпосередня подача рідини у В за рахунок різниці тисків p_к-p_в;в аміачних машинах в схему включають роздільник рідини після В (схема з нижнім роздільником рідини);

2. під напором стовпа рідини (схема з верхнім роздільником рідини);

3. подача рідини низького тиску із циркуляційного ресивера у В насосом.

Розглянемо АСР цих основних схем.

1. АСР заповнення випарників під дією різниці тисків конденсації і кипіння (в схемі з нижнім віддільником рідини).

Рідина високого тиску із Кд або лінійного ресивера по рідинному трубопроводу 1 (рис. 32) надається через 1в в один або декілька В. Через всмоктувальний трубопровід 11 пара відбирається КМ. Розглянемо основні варіанти АСР таких схем. ТРВ (поз. 1в), яких установлений перед входом у В відбувається дроселювання фреону і його тиск різко падає від р_кдо р_вх, значення якого підтримується КМ. За тиску р_вх (т. А) частина рідкого фреону перетворюється у пару. Далі парорідинна суміш прходить по трубопроводу В і внаслідок тепло притоку концентрація пари поступово зростає. У якій т.Б уся рідина перетворюється у насичену пару з температуроюt_в. На ділянці Б-В пара перегрівається доt_вих. Нехтуючи опором у В, можна вважати, що тиск пари на виході такий самий, як і на вході (наприклад). Тоді температура кипіння на ділянці А-Б також постійна (-15⁰С). На виході із В(т. В) закріплений термобалон т. Е, заповнений, наприклад, рідким фреоном -12. З підвищеннямt_вихтиск насиченої пари в т. Е зростає заt_вих = -10⁰С до. Таким чином, перегріву пари на 5⁰ С (від -15⁰С до -10⁰С) відповідає різниця тисків 0, 37. Під дією цієї різниці тисків мембрана терморегулятора ТС пересувається вниз, відкриваючи клапан РО доти, поки сила стиснення пружини не зрівноваже тиск на мембрані. А задане початкове значення перегріву установлюється відповідним натягом протидіючої пружини. Таким чином, з підвищенням температури перегрівуt_вихприток рідкого холодоагента у В зростає.

Статична характеристика ТРВ являє собою залежність його проти пускової здібності Gабо холодопродуктивності Qвід перегріву(рис.33) за визначеного значенняt_в.За принципом дії ТРВ являє собою Крива починається із точки 3 перегрівом, положення якої залежить від установки регулятора, що задається шляхом зміни попереднього стиснення протидіючої пружини ТРВ. Крива 1 характеризує випадок середньої настройки ТРВ, а криві 2 і 3 відповідають мінімально і максимально можливим настройкам.

Звичайно . Зміна перегріву, що забезпечує номінальну продуктивність. Таким чином, щоб забезпечити номінальну продуктивністьза ослабленої пружини (графік 2), робочий перегрів у В повинен бути 2+5=7⁰С, а за повністю стисненою 10+5=15⁰С (крива 3). Величинаназиваєтьсядіапазоном пропорційності або дроселювання або номінальною нерівномірністю ТРВ.

- граничне значення пропускної здібності, вище якого ТРВ не може реалізуватися.як правило на 20-30% нижче максимальної пропускної здатності.

Статична характеристика ТРВ відбиває його властивості тільки за визначених умов роботи, тобто за деяких вибраних значень t_в, t_к тощо. Ці умови ще називаютьсяспецифікаційними.

Відхилення робочих умов від специфікаційних викликають зміни характеристик ТРВ. Так, за t_к зростає і пропускна здатність РО. Змінаt_в приводить до суттєвого зміщення характеристики ТРВ.

Більшість ТРВ мають стандартні специфікаційні параметри, так , діапазон настроювань по перегріву початку і кінця відкриття – від 2 до 8.

Із характеристики видно, що із збільшенням теплового навантаження усталений режим може бути тільки за умови збільшення подачі холодоагенту через ТРВ , причому це відбувається за більшого перегріву, тобто В буде заповнений менше (т. Б’на рис. 32). Таким чином, ТРВ, як всякий пропорційний П-регулятор обов’зково дає статичну похибку, одначе величина цієї похибки невелика і практично не погіршує роботу В.

Перехідна характеристика ТРВ (рис. 34) суттєво відрізняється від ідеальної характеристики П-регулятора показаної пунктиром. За стрибко подібного збільшення теплового навантаження клапан спочатку відрізняється і тільки після декількох коливань приймає нове усталене значення. Це спостерігається і при включенні КМ, бо тиск у В одразу ж падає, ТРВ відкривається і тільки через деякий час коливання затухають і режим установлюється.

Рис. 34 Перехідна характеристика ТРВ:

F₀, F₁ – пропускна здатність клапана за початкового, та більшого теплових навантажень

Продуктивність ТРВ може бути вказана як витрата рідиниF_a (в кг/с або кг/год) за визначених тисках на виході і вході. Але частіше вказують холодопродуктивність ТРВ у Ватах:

де –площа прохідного отвору, м²

- холодопродуктивність 1 кг холодоагенту, Вт

- густина рідини на вході в ТРВ, кг/м³

- тиски до і після дросельного отвору, Па;

- коефіцієнт витрати, Для аміаку, а для фреону – 12. Однак він може бути іншим за конкретних умов. Тому на практицівизначають не розрахунком, а експериментально одержують статичну характеристику ТРВ. Маючи таку характеристику або знаючи тільки значення холодопродуктивності за помірних умов (), можна визначити холодопродуктивність ТРВ за інших умов роботи.

де - різниця тисків у термобалоні і у випарнику за номінальних значень t_в, t_вих

- теж, за певного значенняt_в, але за того ж значення перегріву, як і у

Рис. 35 Графік для вибору ТРВ

При виборі ТРВ потрібно враховувати, що регулятор повинен забезпечити нормальне заповнення В за найвищої холодопродуктивності і система живлення повинна працювати стійко за будь-яких навантажень, у тому числі і за самих незначних. Розглянемо порядок вибору ТРВ для ХМ, Розрахований на роботу в діапазоні температур об’єкта відt_об1 до t_об2 (рис.35). На графіку нанесена характеристика КМ () і В для двох крайніх режимів температура кипіння лежить в межах відt_вmin доt_вmax. Ці дані потрібні для вибору ТРВ по діапазону температур кипіння.

Пропускна здатність ТРВ вибирається за max величиною теплового навантаження: приймається розмір з найближчим більшим значенням номінальної пропускної здатності. Далі перевіряється співвідношення. Тоді потрібен один ТРВ такого розміру . Величина 0,1 одержана дослідним шляхом, характеризує регулюючу здатність клапана ТРВ за малих величин його відкриття. Установлено, що за такої величини співвідношення ще забезпечує стійке регулювання.

Часто схема на рис 32 доповнюється електромагнітним вентилем СВ, який встановлюється перед ТРВ (рис 38,а). Він призначений для перекриття потоку холодоагента на час зупинки ХМ. Управління цим вентилем здійснюється за командами, що поступають від автоматичних систем управління.