4. Основні схеми підтримання температури в об’єкті

Вибір схеми залежить від призначення і технологічних особливостей .

Розглянемо найбільш типові із них. Регулювання досягається найчастіше зміною холодопродуктивності випарниківшляхом зміни коефіцієнта теплопередачі, поверхні заповнення випарникаабо температури кипіння(2)

В одно об’єктній установці температура робочого середовища (повітря, води тощо) підтримується шляхом випаровування холодоагенту в охолоджуючому пристрої – випарнику (рис. 11).

Рис. 11. АСР температури випаровуванням холодоагенту у випарнику.

Така схема найчастіше застосовується в установках, де об’єктом є камера для зберігання продуктів. Найчастіше використовують спосіб “пуск - зупинка” , цикл якого розраховується за рівнянням (11):

Якщо включення недопустимо часті, то тоді застосовують аналогові методи і прилади, або багатопозиційне регулювання.

Можна застосовувати непрямі методи регулювання , наприклад, значенням температури кипіння, (рис. 5, поз. 2а або рис. 12).

Рис. 12. АСР температури холодоносія, що виходить із випарника.

Тут недоцільно використовувати спосіб регулювання “пуск - зупинка”.

Якщо регулювати температуру на вході випарника (рис. 13) і якщо на стороні споживача є достатня ємність холодоносія, то завдання регулятора спрощується і можна використати двопозиційне регулювання.

Рис. 13. АСР температури холодоносія, що входить у випарник.

Регулювання одночасно в декількох об’єктах

Рис. 14. Схема регулювання в установці з декількома об’єктами.

На рис. 14 показана , де допідключені декілька об’єктів і в кожному з них потрібно підтримувати свою задану температуру (наприклад, декілька камер зберігання з різними продуктами).

У кожному з об’єктів підтримується своїм регулятором поз. 1б, 2б, 3б, які найчастіше є двопозиційними. Ці прилади відкривають і закривають подачу холодоагенту у відповідні випарники.

Управління компресором відбувається за командами тих же регуляторів поз. 1б, 2б, 3б; достатньо одному із них подати сигнал на відкриття регулюючого вентиля, як зразу ж включається в роботу . Він зупиниться тоді, якщо у всіх камерахзнизиться і закриється подача холодоагенту. Така схема має той недолік, що можуть виникати значні коливання, і, відповідно, погіршуються енергетичні показники і умови зберігання продуктів.

Щоб позбавитися цього недоліку доцільно застосовувати із змінною холодопродуктивністю.

Для цього необхідно мати додаткову АСР, наприклад, по або, (рис. 14, поз. 4а). Її призначення – підтриманняабо, в той час як призначення решти регуляторів поз. 1б, 2б, 3б – це підтримання температури в камерах шляхом зміни подачі холодоагентуу випарники. Додаткова АСР може бути дво – або багатопозиційною або безперервною (аналоговою) .

Рис. 15. Схема АСР з декількома об’єктами і проміжним холодоносієм.

В ХУ з проміжним холодоносієм регулювання відбувається так само, як і в богатооб’єктних установках безпосереднього випарювання. Утворюються окремі АСР об’єктів,і, які за допомогою двопозиційних регуляторів (поз. 1б, 2б, 3б) підтримують температуру шляхом відкриття і закриття подачі холодоносія у випарники. Додаткова АСР з регулятором 4б підтримує температуру холодоносія. Якщо ємність бака достатня, то регулювання двопозиційне. В іншому випадку потрібні інші способи регулювання.

За безпосереднього охолодження декількох об’єктів температуру у кожному з них з потрібною точністю інколи неможливо підтримувати зміною холодопродуктивності , бо вона повинна дорівнювати сумі теплопритоків до усіх об’єктів. Автоматичне регулювання холодопродуктивностізабезпечує лише постійний тиск всмоктування.

Методика створення АСР ґрунтується на рівнянні (2):

а). За зміни коефіцієнта теплопередачі пуском і зупинкою вентилятора (рис. 16, а) середнє значеннявизначається рівнянням:,

де і- коефіцієнт теплопередачі за роботи і не роботи вентилятора;

;

, і- тривалість роботи, не роботи і усього циклу.

Змінюючи коефіцієнт робочого часу , можна варіювати. Регулюючий вентиль(поз. 2в) слугує тільки для регулювання заповнення випарника.

б). На рис. 16 пропорційний регулятор 3б за температурою у об’єкті (датчик поз. 3а) змінює подачу холодоагента у випарник. Це призводить до зміни поверхні теплообмінуміж киплячою рідиною і внутрішніми стінками випарника.

Рис. 16. Схема способів зміни холодопродуктивності батарей безпосереднього охолодження:

а – зміною коефіцієнта теплопередачі ;

б, в – плавною і 2- позиційною зміною поверхні охолодження ;

г, д – плавною і 2- позиційною зміною тиску (температури).

в). Широкого розповсюдження набула АСР 2- позиційної зміни поверхні заповнення випарника з електромагнітним клапаном (соленоїдним вентилем) 4г (рис. 16, в), який відключає подачу холодоагента камерним реле температури 4б (звичайно через проміжне реле 4в) за досягнення заданого значення. Тут терморегулюючий вентиль 5в, як і на схемі рис. 16, а, призначений для заповнення випарника при відкритому клапані 4г для запобігання переповнення випарника. Із закриттям клапана 4г агент, який залишився у випарнику, википає (), але тривалість википання, особливо у затоплених випарниках великої ємності, порівняно велика. Такі інерційні запізнювання викликають збільшення амплітуди коливань.

Для зменшення коливань інколи вентиль 4г установлюють на виході випарника. Тоді зміна холодопродуктивності досягається внаслідок зміни середнього значення: за відкритого вентиля 4г значеннявідповідає тиску всмоктування, а за закритого – тискшвидко досягає відповідності з. Недолік такого способу регулювання – великі розміри вентиля 4г, бо вихідний діаметр випарника звичайно більший за вхідний.

г). Більш точне регулювання досягається плавною зміноюдроселюванням пари на виході з випарника за допомогою пропорційного регулятора. Застосування такої АСР доцільно ще в тих випадках, якщо підвищеннявигідно із технологічних причин (підвищення відносної вологості і зменшення усихання продуктів, менше випадання інею на випарнику).

д). Така АСР непрямого регулювання температури в камері за тиском є менш доцільна. Із зниженням тиск у випарнику падає і двопозиційний регулятор тиску 8а перекриває вихід із випарника. Тиск підвищується і зменшується холодопродуктивність випарника. Така АСР за тиском дає значно більші відхиленнявід заданого значення.