A túlmelegedés hatása a hűtőrendszer hűtőteljesítményére. A rendszer alultöltése és újratöltése hűtőközeggel Mi a freon -alhűtés
2.1. NORMÁL MUNKA
Tekintsük az ábrán látható áramkört. 2.1, a léghűtéses kondenzátor metszeti képe normál működés közben. Tegyük fel, hogy az R22 hűtőközeg belép a kondenzátorba.
A. pont Az R22 gőzök körülbelül 70 ° C -ra túlmelegedve hagyják el a kompresszor ürítőcsövét, és körülbelül 14 bar nyomáson lépnek be a kondenzátorba.
A-B vonal. A gőzök túlhevülése állandó nyomáson csökken.
B. pont Az első csepp R22 folyadék megjelenik. A hőmérséklet 38 ° C, a nyomás még mindig körülbelül 14 bar.
В-С sor. A gázmolekulák tovább kondenzálódnak. Egyre több folyadék jelenik meg, egyre kevesebb gőz marad.
A nyomás és a hőmérséklet állandó marad (14 bar és 38 ° C) az R22 nyomás-hőmérséklet viszonyának megfelelően.
C. pont Az utolsó gázmolekulák 38 ° C hőmérsékleten kondenzálódnak, a körben lévő folyadék kivételével nincs semmi. A hőmérséklet és a nyomás állandó marad, körülbelül 38 ° C és 14 bar.
C-D vonal... Az összes hűtőközeg lecsapódott, a folyadék továbbra is lehűl a ventilátorral hűtött levegő hatására.
D. pont R22 a kondenzátor kimeneténél csak folyékony fázisban. A nyomás még mindig körülbelül 14 bar, de a folyadék hőmérséklete körülbelül 32 ° C -ra csökkent.
A keverési hűtőközegek, például a klórozott -fluorozott szénhidrogének (HCFC -k) nagy hőmérsékletű csúszással való viselkedését lásd az 58. szakasz B. szakaszában.
A hűtőközegek, például a fluorozott szénhidrogének (HFC -k), például az R407C és az R410A viselkedését lásd a 102. szakaszban.
Az R22 fázisállapotának változása a kondenzátorban a következőképpen ábrázolható (lásd a 2.2. Ábrát).
A-tól B-ig. Az R22 gőzök túlhevítésének csökkentése 70-ről 38 ° C-ra (az A-B zóna a kondenzátor túlmelegedésének megszüntetési zónája).
A B pontban az első csepp folyadék R22 jelenik meg.
B-C. R22 páralecsapódás 38 ° C-on és 14 bar nyomáson (a B-C zóna a kondenzátor kondenzációs zónája).
A C pontban az utolsó gőzmolekula lecsapódott.
C-tól D-ig. Az R22 folyadék alhűtése 38-32 ° C-ra (a C-D zóna az R22 folyadék alhűtési zónája a kondenzátorban).
Az egész folyamat során a nyomás állandó marad, egyenlő a HP nyomásmérő leolvasásával (esetünkben 14 bar).
Most nézzük meg, hogyan viselkedik ebben az esetben a hűtőlevegő (lásd 2.3. Ábra).
A külső levegő, amely lehűti a kondenzátort, és 25 ° C hőmérsékleten belép a bemeneti nyílásba, 31 ° C -ra melegszik, eltávolítva a hűtőközeg által termelt hőt.
Grafikonként ábrázolhatjuk a hűtőlevegő hőmérsékletének változásait, amint az áthalad a kondenzátoron, és a kondenzátor hőmérsékletét (lásd 2.4. Ábra), ahol:
tae- levegő hőmérséklete a kondenzátor bemeneténél.
tas- a levegő hőmérséklete a kondenzátor kimeneténél.
tK- a HP nyomásmérőből leolvasott kondenzációs hőmérséklet.
A6(olvass: delta -théta) hőmérsékletkülönbség.
Általános esetben kondenzátorokban léghűtéses léghőmérséklet különbség A0 = (tas - tae) értéke 5–10 K (példánkban 6 K).
A kondenzációs hőmérséklet és a kondenzátor kimenetén lévő levegő hőmérséklete közötti különbség szintén 5-10 K nagyságrendű (példánkban 7 K).
Így a teljes hőmérséklet -különbség ( tK - tae) 10 és 20 K között lehet (értéke általában 15 K, és példánkban 13 K).
A teljes hőmérsékletkülönbség fogalma nagyon fontos, mivel egy adott kondenzátor esetében ez az érték szinte állandó marad.
A fenti példában megadott értékeket használva azt mondhatjuk, hogy ha a külső levegő hőmérséklete a kondenzátor bemenetén 30 ° C (azaz tae = 30 ° C), a tk kondenzációs hőmérsékletnek egyenlőnek kell lennie:
tae + DBfull = 30 + 13 = 43 ° С,
amely körülbelül 15,5 bar HP nyomásmérő értéknek felel meg R22 esetén; 10,1 bar az R134a és 18,5 bar az R404A esetén.
| 2.2. ALHŰTÉS LÉGHŰTÉSŰ KONDENZÁTOROKBAN |
Kétségtelen, hogy a hűtőkör működésének egyik legfontosabb jellemzője a folyadék alhűtésének foka a kondenzátor kimeneténél.
A folyadék túlhűtése a folyadék adott nyomáson történő kondenzációs hőmérséklete és maga a folyadék azonos nyomáson mért hőmérséklete közötti különbség.
Tudjuk, hogy a víz kondenzációs hőmérséklete légköri nyomás egyenlő 100 ° C -kal. Ezért, ha egy pohár vizet iszik 20 ° C hőmérsékleten, a termofizika szempontjából 80 K -val túlhűtött vizet iszik!
A kondenzátorban az alhűtést úgy határozzák meg, mint a kondenzációs hőmérséklet (leolvasva a HP nyomásmérőből) és a folyadék hőmérséklete közötti különbség a kondenzátor kimenetén (vagy a vevőben).
Ábrán látható példában. 2,5, hipotermia P / O = 38-32 = 6 K.
A léghűtéses kondenzátorokban a normál hűtőközeg-alhűtés általában 4-7 K tartományban van.
Ha az alhűtés mennyisége a normál hőmérsékleti tartományon kívül esik, az gyakran rendellenes munkafolyamatra utal.
Ezért az alábbiakban a kóros hipotermia különböző eseteit elemezzük.
| 2.3. ANOMÁLIS TÚLHŰTÉS ESETEINEK ELEMZÉSE. |
A szerelő munkájának egyik legnagyobb nehézsége, hogy nem látja a folyamatokat, amelyek a csővezetékeken belül és a hűtőkörben zajlanak. Az alhűtés mennyiségének mérése azonban viszonylag pontos képet adhat a hűtőközeg viselkedásáról az áramkörön belül.
Ne feledje, hogy a legtöbb tervező úgy méretezi a léghűtéses kondenzátorokat, hogy 4-7 K tartományban alhűtést biztosítson a kondenzátor kimenetén. Vegye figyelembe, hogy mi történik a kondenzátorban, ha az alhűtés mértéke ezen a tartományon kívül esik.
A) Csökkent hipotermia (általában kevesebb, mint 4 K).
Ábrán. A 2.6 ábra a kondenzátoron belüli hűtőközeg állapotának különbségeit mutatja normál és rendellenes alhűtés esetén.
Hőmérséklet tB = tc = tE = 38 ° C pontokban = tK kondenzációs hőmérséklet. A hőmérséklet mérése a D pontban tD = 35 ° C, hipotermia 3 K.
Magyarázat. Amikor a hűtőkör normálisan működik, az utolsó gőzmolekulák kondenzálódnak a C ponton. Továbbá a folyadék tovább hűl, és a csővezeték teljes hosszában (CD zóna) folyékony fázissal van feltöltve, ami lehetővé teszi az alhűtés normál értékének elérését (például 6 K).
Ha a kondenzátorban hiány van a hűtőközegből, a C-D zóna nincs teljesen feltöltve folyadékkal, csak kis terület ez a zóna teljesen meg van töltve folyadékkal (E-D zóna), és hossza nem elegendő a normál hipotermia biztosításához.
Ennek eredményeképpen, amikor a hipotermiát a D pontban méri, akkor mindenképpen a normál alatti értéket kapja (a 2.6. Ábra példájában - 3 K).
És minél kevesebb hűtőközeg van a berendezésben, annál kevesebb lesz a folyékony fázisa a kondenzátor kimenetén, és annál kevésbé lesz az alhűtése.
A határértékben, ha jelentős hűtőközeghiány van a hűtőegység körében, a kondenzátor kimenetén gőz-folyadék keverék lesz, amelynek hőmérséklete megegyezik a kondenzációs hőmérséklettel, azaz túlhűtés legyen egyenlő az OK -val (lásd 2.7. ábra).
Így az elégtelen hűtőközeg -töltet mindig az alhűtés csökkenéséhez vezet.
Ebből következik, hogy egy hozzáértő javítóműhely nem ad meggondolatlanul hűtőközeget a berendezéshez anélkül, hogy meggyőződne arról, hogy nincs szivárgás, és nem győződik meg arról, hogy a hipotermia rendellenesen alacsony!
Ne feledje, hogy amint hűtőközeget adnak az áramkörhöz, a kondenzátor alján lévő folyadékszint emelkedik, ami növeli az alhűtést.
Tekintsük most az ellenkező jelenséget, vagyis a túl sok hipotermiát.
B) Fokozott hipotermia (általában több mint 7 k).
Magyarázat. Fentebb megbizonyosodtunk arról, hogy a hűtőközeg hiánya az áramkörben az alhűtés csökkenéséhez vezet. Másrészt túl sok hűtőközeg halmozódik fel a kondenzátor alján.
Ebben az esetben a teljesen folyadékkal töltött kondenzátorzóna hossza megnő, és elfoglalhatja az egészet E-D szakasz... A hűtőlevegővel érintkező folyadék mennyisége nő, és a túlhűtés mennyisége is nagyobb lesz (a 2.8. Ábrán látható példában P / O = 9 K).
Összefoglalva, rámutatunk, hogy az alhűtési érték mérése ideális a klasszikus hűtőberendezés működési folyamatának diagnosztizálásához.
Alatt részletes elemzés tipikus meghibásodások látni fogjuk, hogy minden egyes konkrét esetben hogyan kell helyesen értelmezni ezen mérések adatait.
A túl kevés alhűtés (kevesebb, mint 4 K) a hűtőközeg hiányát jelzi a kondenzátorban. A megnövekedett alhűtés (több mint 7 K) azt jelzi, hogy a hűtőközeg feleslegben van a kondenzátorban.
A gravitáció hatására a folyadék a kondenzátor alján halmozódik fel, ezért a kondenzátor párabevezetésének mindig felül kell lennie. Ezért a 2. és 4. lehetőség legalább egy furcsa megoldás, amely nem fog működni.
Az 1. és 3. opció közötti különbség elsősorban a hipotermia zóna felett fújó levegő hőmérsékletében van. Az 1. változatban a hipotermiát biztosító levegő már felmelegedve lép az alhűtési zónába, mivel áthaladt a kondenzátoron. A 3. változat tervezését kell a legsikeresebbnek tekinteni, mivel a hűtőközeg és a levegő közötti hőcserét valósítja meg az ellenáramlás elve szerint.
Ennek az opciónak van legjobb teljesítmény hőátadás és a létesítmény egészének kialakítása.
Fontolja meg ezt, ha még nem döntötte el, hogy a hűtőlevegő (vagy víz) milyen irányba áramoljon a kondenzátoron.
A hűtés hatékonyságának javítása
a hűtőközeg túlhűtése miatt
FGOU VPO "Baltic State Fishing Flotta"
Oroszország, ***** @ *** ru
A fogyasztás csökkentése elektromos energia nagyon fontos szempont az élet az ország és a világ jelenlegi energiahelyzetével összefüggésben. A hűtőberendezések energiafogyasztásának csökkentése a hűtőegységek hűtőteljesítményének növelésével érhető el. Ez utóbbi különféle típusú alhűtőkkel végezhető el. Így figyelembe véve különböző fajták alhűtőket, és a leghatékonyabbra tervezték.
hűtőteljesítmény, alhűtés, regeneráló hőcserélő, alhűtő, csövek közötti forralás, forrásban lévő csövek
A folyékony hűtőközeg fojtás előtti alhűtésével a hűtőberendezés hatékonyságának jelentős növekedése érhető el. A hűtőközeg alhűtését egy alhűtő felszerelésével lehet elérni. A folyékony hűtőközeg alhűtőjét a kondenzátorból a kondenzációs nyomáson a szabályozó szelepig úgy tervezték, hogy lehűtse a kondenzációs hőmérséklet alá. Létezik különböző utak alhűtés: a folyékony hűtőközeg közepes nyomáson történő forralása, a párologtatóból kilépő gőz miatt, és víz segítségével. A folyékony hűtőközeg túlhűtése növeli a hűtőegység hűtőteljesítményét.
A regeneratív hőcserélők a hőcserélők egyik típusa, amelyet folyékony hűtőközeg alhűtésére terveztek. Az ilyen típusú készülékekben a hűtőközeg alulhűtése a párologtatóból kilépő gőz miatt következik be.
A regeneratív hőcserélőkben a hőcserélő a vevőből a szabályozószelephez áramló folyékony hűtőközeg és az elpárologtatóból távozó gőzközeg között történik. A regeneratív hőcserélőket az alábbi funkciók közül egy vagy több elvégzésére használják:
1) a hűtési ciklus termodinamikai hatékonyságának növelése;
2) a folyékony hűtőközeg alhűtése a párologtatás megakadályozása érdekében a szabályozó szelep előtt;
3) kis mennyiségű folyadék elpárologtatása az elpárologtatóból. Néha elárasztott elpárologtatók használatakor az olajban gazdag folyadékréteget szándékosan a szívóvezetékbe terelik, hogy az olaj visszatérhessen. Ezekben az esetekben a regeneratív hőcserélők a folyékony hűtőközeg elpárologtatását szolgálják az oldatból.
Ábrán. Az 1. ábra az RT telepítés diagramját mutatja.
1. ábra. Regeneráló hőcserélő beépítési rajza
Ábra. 1. A regeneratív hőcserélő felszerelési sémája
A hőcserélő legegyszerűbb formáját a folyadék és a fém közötti érintkezéssel (hegesztés, forrasztás) nyerik gőzvezetékek ellenáramot biztosítani. Mindkét csövet szigeteléssel borítják. A maximális teljesítmény érdekében a folyadékvezetéket a szívóvezeték alá kell helyezni, mivel a szívóvezetékben lévő folyadék az alsó generáció mentén áramolhat.
A hazai iparban és külföldön a legelterjedtebbek a héj és héj, valamint a héj és cső regeneráló hőcserélők. Kicsiben hűtőgépek ah, külföldi cégek gyártják, néha egyszerűsített felépítésű tekercses hőcserélőket használnak, amelyekben egy folyadékcsövet egy szívócsőre tekercselnek. Dunham-Busk, USA, a hőátadás javítása érdekében a szívóvezetéken feltekercselt folyékony tekercs alumíniumötvözettel van feltöltve. A szívóvezeték belső sima hosszanti bordákkal van ellátva, amelyek minimális hidraulikus ellenállás mellett jó hőátadást biztosítanak a gőz felé. Ezeket a hőcserélőket 14 kW alatti hűtőteljesítményű berendezésekhez tervezték.
Közepes és nagy kapacitású berendezéseknél széles körben használják a héj-tekercs regeneráló hőcserélőket. Az ilyen típusú eszközökben az elmozdító körül feltekercselt folyékony tekercset (vagy több párhuzamos tekercset) hengeres edénybe helyezik. A gőz áthalad az elmozdító és a burkolat közötti gyűrű alakú térben, ezáltal a folyadéktekercs felületének teljesebb gőzfürdését biztosítja. A tekercs sima, és gyakrabban külső bordázott csövekből készül.
Cső-cső hőcserélők használatakor (jellemzően kis hűtőgépekhez) Speciális figyelem fizetni kell a készülék hőátadásának fokozására. Ebből a célból vagy bordázott csöveket használnak, vagy mindenféle betétet (huzal, szalag stb.) Használnak a gőztérben vagy a gőz- és folyadéktartományokban (2. ábra).
2. ábra Regeneráló hőcserélő "cső-csőben" típusú
Ábra. 2. „cső a csőben” típusú regeneráló hőcserélő
Az utóhűtés a folyékony hűtőközeg közepes nyomáson történő forralásával elvégezhető közbenső edényekben és gazdaságosítókban.
Alacsony hőmérsékleten hűtőegységek A kétlépcsős kompresszió esetében az első és a második fokozat kompresszorai közé beépített közbenső edény munkája nagymértékben meghatározza a teljes hűtőegység termodinamikai tökéletességét és hatékonyságát. A közbenső edény a következő funkciókat látja el:
1) a gőz túlhevülésének „leütése” az első fokozat kompresszorát követően, ami a nagynyomású szakasz által végzett munka csökkenéséhez vezet;
2) a folyékony hűtőközeg hűtése, mielőtt belép a szabályozó szelepbe, a közbenső nyomáson a telítési hőmérséklethez közeli vagy azzal egyenlő hőmérsékletre, ami biztosítja a szabályozószelep veszteségeinek csökkenését;
3) az olaj részleges elválasztása.
A közbenső tartály típusától függően (tekercses vagy tekercs nélküli) a folyékony hűtőközeg egy- vagy kétlépcsős fojtószelepével ellátott kört hajtanak végre. Nem szivattyúzó rendszerekben előnyös a tekercs közbenső tartályok használata, amelyekben a folyadék kondenzációs nyomás alatt van, ami biztosítja a folyékony hűtőközeg ellátását a többszintes hűtőszekrények elpárologtató rendszeréhez.
A tekercs jelenléte kizárja a folyadék további olajozását a közbenső edényben.
A szivattyú-keringtető rendszerekben, ahol a szivattyú nyomása biztosítja a folyadékellátást a párologtató rendszerhez, tekercs nélküli közbenső tartályok használhatók. A hatékony olajleválasztók jelenlegi használata a hűtőkörökben (öblítés vagy ciklon a nyomásoldalon, hidrociklonok az elpárologtató rendszerben) szintén lehetséges alkalmazás szerpentin közbenső edények - hatékonyabb és egyszerűbb kialakítású eszközök.
A víz alhűtése ellenáramú alhűtőkben érhető el.
Ábrán. A 3. ábra kétcsöves ellenáramú alhűtőt mutat. Egy vagy két szakaszból áll, sorba kapcsolt dupla csövekből (cső csőben). A belső csöveket öntöttvas tekercsek kötik össze, a külsőket hegesztik. A folyékony munkaanyag a gyűrűs térben áramlik a belső csöveken átáramló hűtővíz ellenáramában. Csövek - varrat nélküli acél. A munkaanyag kimeneti hőmérséklete a készülékből általában 2-3 ° C-kal magasabb, mint a bejövő hűtővíz hőmérséklete.
cső a csőben "), amelyek mindegyikét folyékony hűtőközeggel látják el az elosztón keresztül, és a lineáris vevőből származó hűtőközeg belép a gyűrű alakú térbe, a fő hátrány az elosztó gyors meghibásodása miatt korlátozott élettartam. ammóniával táplált hűtőrendszerek.
 |
Rizs. 4. Vázlat egy folyékony freon -alhűtőről, amely forró a gyűrűs térben
Ábra. 4. A szuperhűtő vázlata folyékony freon forralásával a csőközi térben
A legtöbb megfelelő készülék folyékony freon alhűtője, amely a gyűrűs térben forr. Az ilyen alhűtő diagramja az ábrán látható. 4.
Szerkezetileg héjból és csőből álló hőcserélő, amelynek héj- és csőterében a hűtőközeg forr, a hűtőközeg a lineáris vevőből belép a csövekbe, továbbhűtve, majd az elpárologtatóba szállítva. Az ilyen alhűtő fő hátránya a folyékony freon habzása, mivel olajfilm képződik a felületén, ami miatt szükség van egy speciális eszközre az olaj eltávolítására.
Így kidolgoztak egy olyan konstrukciót, amelyben javasolt egy túlhűtött folyékony hűtőközeg ellátása egy lineáris vevőből a gyűrű alakú térbe, valamint a hűtőközeg (előzetes fojtással) forralása a csövekben. Ezt a technikai megoldást az ábra szemlélteti. 5.
Rizs. 5. Vázlat egy folyékony freon alhűtőről, forrásban lévő csövekkel
Ábra. 5. A szuperhűtő vázlata, folyékony freon forralásával a csövek belsejében
A készülék ezen sémája lehetővé teszi az alhűtő kialakításának egyszerűsítését, kivéve az olajat a folyékony freon felületéről eltávolító eszközt.
A javasolt folyékony freon alhűtő (gazdaságosító) egy ház, amely belső bordázott hőcserélő csöveket tartalmaz, továbbá egy elágazó csövet a hűtött hűtőközeg beömléséhez, elágazó csövet a hűtött hűtőközeg kimenetéhez, elágazó csövet egy fojtott hűtőközeg bemenete, elágazó cső a gőzös hűtőközeg kimenetéhez.
Az ajánlott kialakítás lehetővé teszi a folyékony freon habzásának elkerülését, a megbízhatóság növelését és a folyékony hűtőközeg intenzívebb aláhűtését, ami viszont a hűtőegység hűtőteljesítményének növekedéséhez vezet.
A HASZNÁLT IRODALMI FORRÁSOK FELSOROLÁSA
1. Zelikovsky a kis hűtőgépek hőcserélőiről. - M .: Élelmiszeripar, 19p.
2. A hideg termelés ionjai. - Kalinyingrád: Könyv. kiadó, 19 -es évek.
3. Danilov hűtőegységek. - M.: Agropromizdat, 19p.
A HŰTŐNÖVÉNYEK HATÉKONYSÁGÁNAK JOBBÍTÁSA A HŰTŐHŰTŐ SZUPERHŰTÉSÉBEN
N. V. Lubimov, Y. N. Slastichin, N. M. Ivanova
A folyékony freon túlhűtése az elpárologtató előtt lehetővé teszi a hűtőgép hűtőteljesítményének növelését. Erre a célra regeneratív hőcserélőket és szuperhűtőket használhatunk. De hatékonyabb a szuperhűtő, amely folyékony freont forral a csövek belsejében.
keefűtési kapacitás, túlhűtés, szuperhűtő
Hűtőberendezés működési lehetőségei: normál túlmelegedéssel való munkavégzés; elégtelen túlmelegedéssel; erős túlmelegedés.
Normál túlmelegedéssel dolgozzon.
Hűtőberendezési diagram
Például a hűtőközeget 18 bar nyomáson szállítják, a szívónyomás 3 bar. A hőmérséklet, amelyen a hűtőközeg forral a párologtatóban, t 0 = -10 ° С, a párologtató kimeneténél a hűtőközeggel ellátott cső hőmérséklete t t = -3 ° С.
Hasznos túlhevítés ∆t = t t - t 0 = −3− (−10) = 7. Ez a hűtőegység normál működése levegő hőcserélő... V párologtató A freon teljesen elpárolog a párologtató körülbelül 1/10 -ében (az elpárologtató vége felé), gázzá alakul. Ezután a gázt a szobahőmérséklet felmelegíti.
Elégtelen túlmelegedés.
A kimeneti hőmérséklet például nem -3, hanem -6 ° С lesz. Ekkor a túlmelegedés csak 4 ° C. Az a pont, ahol a folyékony hűtőközeg felforrósodik, közelebb kerül a párologtató kimenetéhez. Így az elpárologtató nagy része folyékony hűtőközeggel van feltöltve. Ez akkor fordulhat elő, ha a termosztatikus tágulási szelep (TRV) több freont szállít az elpárologtatóba.
Minél több freon van az elpárologtatóban, annál több gőz képződik, annál nagyobb lesz a szívónyomás és nő a freon forráspontja (mondjuk nem −10, hanem −5 ° С). A kompresszor folyékony freonnal töltődik fel, mivel a nyomás megnövekedett, a hűtőközeg áramlása megnövekedett, és a kompresszornak nincs ideje kiszivattyúzni az összes gőzt (ha a kompresszornak nincs további kapacitása). Ez a művelet növeli a hűtőteljesítményt, de a kompresszor megsérülhet.
Súlyos túlmelegedés.
Ha a tágulási szelep teljesítménye kisebb, akkor kevesebb freon kerül a párologtatóba, és korábban felforr (a forráspont közelebb kerül a párologtató bemenetéhez). Az egész tágulási szelep és csövei lefagynak és jéggel borítják, és az elpárologtató 70 százaléka egyáltalán nem fagy le. A párologtatóban lévő freongőzök felmelegednek, és hőmérsékletük elérheti a szobahőmérsékletet, tehát ∆t ˃ 7. Ugyanakkor csökken a rendszer hűtőteljesítménye, csökken a szívónyomás, a felmelegedett freongőzök károsíthatják a kompresszor állórész.
-> 2012.03.13 - Alhűtés a hűtőberendezésekben
A folyékony hűtőközeg hűtése a kondenzátor után lényeges módja a hűtőberendezés hűtőteljesítményének növelésére. Az alhűtött hűtőközeg hőmérsékletének egy fokkal történő csökkenése egy normálisan működő hűtőberendezés teljesítményének körülbelül 1% -os növekedését jelenti ugyanazon energiafogyasztás mellett. A hatás a gőz-folyadék keverék gőz arányának csökkenése miatt érhető el a túlhűtés során.
Az alacsony hőmérsékletű hűtőberendezésekben különösen hatékony az alhűtés. Náluk a kondenzált hűtőközeg jelentős lehűtése negatív hőmérsékletek lehetővé teszi a berendezés hűtőteljesítményének több mint 1,5 -szeresét.
A hűtőberendezések méretétől és kialakításától függően ez a tényező megvalósítható egy kiegészítő hőcserélőben, amely a vevő és a párologtató tágulási szelepe közötti folyadékvezetékre van felszerelve.
A hűtőközeg túlhűtése külső hidegforrások miatt
- vízhőcserélőben a rendelkezésre álló források használata miatt nagyon hideg víz
- v levegő hőcserélők a hideg évszakban
- kiegészítő hőcserélőben hideg gőzökkel egy külső / kiegészítő hűtőberendezésből
Alhűtés a hűtőberendezés belső erőforrásai miatt
- a hőcserélőben - a főhűtőkörben keringő freon egy részének kitágulása miatt - egy alhűtőben - kétlépcsős kompressziós és műholdas rendszerekben, valamint csavaros, dugattyús és tekercskompresszoros berendezésekben köztes szívónyílásokkal
- regeneratív hőcserélőkben, a főpárologtatóból a kompresszorba beszívott hideg gőzökkel - alacsony adiabatikus indexű hűtőközegekkel, főleg HFC (HFC) és HFO (HFO) működtető berendezésekben
A külső hidegforrásokat használó hipotermiarendszereket a gyakorlatban még mindig ritkán használják. A hidegvíz -forrásból származó alhűtést általában hőszivattyúkban - vízmelegítő berendezésekben, valamint közepes és magas hőmérsékletű berendezésekben, ahol a közvetlen közelben hideg víz áll rendelkezésre - használják artézi kutak, természetes tározók hajóberendezésekhez stb. A külső kiegészítő hűtőgépekből származó túlhűtés rendkívül ritka, és csak nagyon nagy ipari hűtőberendezésekben.
A léghőcserélőkben történő túlhűtést is nagyon ritkán használják, mivel a hűtőegységek ezen lehetősége még mindig rosszul érthető és szokatlan az orosz hűtőszekrényeknél. Ezenkívül a tervezőket zavarba ejtik a létesítmények hűtőteljesítményének növekedésének szezonális ingadozásai a belsejükben lévő levegőhűtők használata miatt.
A belső erőforrásokat használó alhűtő rendszereket széles körben használják a modern hűtőberendezésekben, és szinte minden típusú kompresszorral. Csavaros és kétfokozatú telepítésekben dugattyús kompresszorok magabiztosan dominál az alhűtés használata, mivel az ilyen típusú kompresszorok kialakításakor közvetlenül megvalósítható az a képesség, amely biztosítja a gőzök szívását közepes nyomással.
A fő kihívás jelenleg a hűtő- és légkondicionáló egységek gyártói előtt áll különféle célokra, a kompresszorok termelékenységének és hatékonyságának növelése és hőcserélő berendezés... Ez az elképzelés nem vesztette el aktualitását a teljes fejlődési időszak alatt. hűtőberendezések ezen iparág kezdetétől napjainkig. Napjainkban, amikor az energiaforrások költségei, valamint a működtetett és üzembe helyezett hűtőberendezések flottája ilyen lenyűgöző magasságokat értek el, a hideget előállító és fogyasztó rendszerek hatékonyságának javítása sürgető globális problémává vált. Figyelembe véve azt a tényt, hogy ez a probléma összetett jellegű, a legtöbb európai állam hatályos jogszabályai arra ösztönzik a hűtőrendszerek fejlesztőit, hogy növeljék hatékonyságukat és termelékenységüket.
A felületi kondenzátor hőmérlege a következő:
G Nak nek ( h -tól 1 -ig)=W(t 2v -t 1v)tól-ig, (17.1)
ahol h -ig- a kondenzátorba belépő gőz entalpia, kJ / kg; h - 1 = s - t - ig a kondenzátum entalpiája; tól-ig= 4,19 kJ / (kg × 0 С) - a víz hőkapacitása; W- hűtővíz -fogyasztás, kg / s; t 1v, t 2v- a hűtővíz hőmérséklete a kondenzátor be- és kimeneténél. Sűrített gőzfogyasztás G k, kg / s és entalpia h -ig számításból ismert gőzturbina... A kondenzátor kimeneténél a kondenzátum hőmérsékletét a gőz telítési hőmérsékletével egyenlőnek kell tekinteni t p nyomásának megfelel p figyelembe véve a D kondenzátum alhűtését t -hoz: t k = t p - D t -hoz.
Kondenzátum utóhűtése(a különbség a gőztelítettség hőmérséklete között a kondenzátor nyakán és a kondenzvíz szivattyú szívócsövében) a résznyomás és a telített gőz hőmérsékletének a levegő és a a kondenzátor gőzállósága (17.3. ábra).
17.3. A pára -levegő keverék paramétereinek változása a kondenzátorban: a - a p p gőz parciális nyomásának és a p kondenzátorban a nyomás változása; b - a t p gőzhőmérséklet és a ε relatív levegőtartalom változása
Dalton törvényét alkalmazva a kondenzátorban mozgó gőz-levegő közegre, a következőket kapjuk: p k = p n + p in, ahol oés p in- gőz és levegő részleges nyomása a keverékben. A részleges gőznyomás függése a kondenzátor nyomásától és a relatív levegőtartalomtól e=G v / G k formája:
(17.2)
A kondenzátorba való belépéskor a relatív levegőtartalom alacsony és p p »p k... Ahogy a gőz lecsapódik, az érték e nő, és csökken a részleges gőznyomás. Az alsó részben a parciális légnyomás a legjelentősebb, mert a légsűrűség és az érték növekedése miatt emelkedik e... Ez a gőz és a kondenzátum hőmérsékletének csökkenéséhez vezet. Ezenkívül megtörténik a kondenzátor páraállósága, amelyet a különbség határoz meg
D p k = p k - p k´.(17.3)
Általában D. p= 270-410 Pa (empirikusan meghatározva).
A kondenzátor rendszerint nedves gőzt fogad, amelynek kondenzációs hőmérsékletét egyedülállóan a gőz parciális nyomása határozza meg: az alacsonyabb gőznyomás megfelel alacsonyabb telítési hőmérsékletnek. A 17.3., B. Ábra a t p gőzhőmérséklet és a kondenzátor relatív ε levegőtartalmának változásának grafikonjait mutatja. Így, ahogy a gőz-levegő keverék a gőz elszívásának és lecsapódásának helyére mozog, a gőz hőmérséklete a kondenzátorban csökken, mivel a telített gőz parciális nyomása csökken. Ennek oka a levegő jelenléte és relatív tartalmának növekedése a gőz-levegő keverékben, valamint a kondenzátor gőzállósága és a gőz-levegő keverék teljes nyomásának csökkenése.
Ilyen körülmények között a Dt k = t p -t k kondenzátum túlhűtése keletkezik, ami hűtővízzel történő hőveszteséghez és a kondenzátum további fűtésének szükségességéhez vezet a turbinaerőmű regeneráló rendszerében. Ezenkívül a kondenzátumban oldott oxigén mennyiségének növekedésével jár együtt, ami a kazán tápvíz regeneráló fűtésének csőrendszerének korrózióját okozza.
Az alhűtés elérheti a 2-3 0 C-ot. Ennek leküzdésének eszköze a léghűtők beszerelése a kondenzátorcső kötegébe, amelyből a gőz-levegő keveréket beszívják a kilökő berendezésekbe. A modern szakiskolákban a hipotermia legfeljebb 1 0 C. Szabályok műszaki üzemeltetés szigorúan írja elő a levegő megengedett szívását a turbinaegységbe, amelynek 1%-nál kisebbnek kell lennie. Például teljesítményű turbináknál N E= 300 MW légszívás nem haladhatja meg a 30 kg / h értéket, és N E= 800 MW - legfeljebb 60 kg / óra. A minimális gőzállóságú és racionális csőköteg -elrendezésű modern kondenzátorok gyakorlatilag nem rendelkeznek túlhűtéssel a turbinaegység névleges üzemmódjában.
