Egyensúly a hűtőrendszerben

A hűtőrendszer tervezésénél figyelembe kell venni, hogy az azt alkotó elemek, a kompresszor, a kondenzátor és a párologtató folyamatosan kölcsönhatásban vannak egymással. Ez a kölcsönhatás automatikusan egyensúlyi helyzethez vezet, így a párolgó Kg/h mennyiség megegyezik a kompresszor által leadott kg/h mennyiséggel egy bizonyos kondenzációs hőmérsékleten.

Ha az elpárologtató és a kompresszor kapacitása nem egyezik meg a tervezési feltételekkel, akkor az egyensúlyi pont a vártaktól eltérő körülmények között következik be.

Az elpárologtató (telített folyadék kezelése) növeli a hűtési hatását azáltal, hogy csökkenti a párolgási hőmérsékletet (fenntartva egy bizonyos kondenzációs hőmérsékletet). A kompresszor azonban a párolgási hőmérséklet növekedésével növeli hűtési kapacitását. Adott körülmények között azonban az elpárologtató hűtőkapacitása és a kompresszor egyensúlyoznak egy olyan ponton, ahol mindkettőjük teljesítménye azonos. Ez a megtérülési pont a következőképpen határozható meg. Először, és egy bizonyos kondenzációs hőmérséklet esetén a görbéket a katalógus adatai alapján építjük fel:

1) párologtató teljesítmény = f (párolgási hőmérséklet)

2) kompresszor teljesítménye = f (párolgási hőmérséklet)

hűtőberendezések

A kondenzációs hőmérséklet változtatásával az egyensúlyi pont változni fog, így amikor ez a hőmérséklet növekszik, a hűtőrendszer teljesítménye csökken.

Egy bizonyos hűtőberendezés megoldása során ezeknek a görbéknek a meghatározása jelzi, hogy az egyensúlyi pont többé-kevésbé távol van-e tervezési feltételeinktől.

A hűtőrendszer ciklikus működése

A hűtőrendszer megfelelő működését biztosító ciklushoz használt automatizmusoknak két fő típusa van:

1) termosztatikus vezérlők, és

2) nyomásszabályozás.

Automatikus vezérlőrendszerek

Ezek a rendszerek a következőkből állnak: (1) átalakító (elsődleges elem), (2) hibadetektor vagy szabályozó és (3) végső vezérlőelem vagy működtető egység. Az átalakító egy jel átalakítója egyik formáról a másikra (például hőmérsékletet kap és nyomásként továbbítja). Ne keverje össze az érzékelő és az átalakító között: az érzékelő, amely a jelátalakító része, az az elem, amely rögzíti a jelet; a jelátalakító az az elem, amely a fent kifejtett funkciót látja el. A szabályozó összehasonlítja az alapjel értéket a jelátalakító által észlelt értékkel, és ezt az információt megfelelő teljesítményű kimeneten keresztül közli a végső vezérlőelemmel. A működtető megpróbálja kijavítani a vezérelt változó mérésében észlelt hibát, módosítani a szelep helyzetét, aktiválni vagy leállítani a motort stb.

Egy vezérlőrendszerben megvan a differenciál és az alapjel beállítás. A differenciálbeállítás jelzi a vezérelt változó variációs tartományát. A alapérték a vezérelt változó értéke, amelyet szeretnénk. Az automatikus vezérlőrendszernek el kell juttatnia a hűtőrendszert az előírt értékre. Például az alapérték lehet egy fehér must erjedési hőmérséklete a borászatban, és a differenciál beállítást úgy lehet beállítani, hogy az erjedés hőmérséklete ne változzon ± 0,5 ° C-nál nagyobb mértékben. Az automatizmusok elérhetik a hűtőrendszer megfelelő működését az egyensúlytól eltérő körülmények között, ezáltal bizonyos rugalmasságot biztosítva.

A termosztatikus vezérlőrendszerek hőmérséklet-érzékeny elemeket használnak érzékelőként, mint például (1) bimetál fólia, (2) szonda szárral és csővel, (3) és fújtató szonda vagy szonda izzóval, kapilláris csővel és fújtatóval. A bimetállemez két különböző tágulási együtthatójú fémből készül. A hőmérséklet változása a lap görbületét okozza. Ezt a mozgást a szabályozó észleli. A szárral és csővel ellátott szonda azon a tényen alapul, hogy a cső tágulási együtthatója nagyobb, mint a száré, amellyel a hőmérséklet változása a szár mozgását okozza. A fújtatószondák olyan folyadékot (folyadékot, gőzt vagy gázt) tartalmaznak, amely kitágul vagy összehúzódik a hőmérséklet változásával, és ezáltal a fújtató elmozdul. Ha az érzékelőnek messze kell lennie a fújtatótól, akkor egy izzó-fújtató összekötő kapillárisot használnak.

A nyomásszabályozó rendszerek elsődleges elemeit főleg egy fújtató vagy egy membrán alkotja. A kapillárison keresztül továbbított nyomásváltozások a harmonika megnyúlását vagy a rekeszizom hajlítását okozzák.

A mechanikus vezérlőrendszerekben a vezérelt változó (nyomás, hőmérséklet) változása tükröződik egyes karok mozgásában, amelyek képesek nyitni vagy bezárni egy kapcsolót, potenciométerrel változtatni az ellenállást vagy működtetni a nyomást módosító szelepet. pneumatikus működtetőben.

Rendszer kerékpározás

A nyomásszabályozó rendszerek, a kompresszor ciklusai, magas és alacsony nyomásúak. A nagynyomású vezérlés biztonsági vezérlés, és csatlakozik a kompresszor nyomóvezetékéhez. Ha a magas oldalon túl nagy a nyomás, kapcsolja le a kompresszort.

Az alacsony nyomású szabályozásokat mind a biztonsági, mind a hőmérséklet-szabályozásban használják. Megszakítják az áramkört (a kompresszor leáll), amikor az alsó oldalon a nyomás egy bizonyos határ alatt van. Akkor kapcsolják be a kompresszor motorját, ha az alacsony oldalon lévő nyomás normális.

Mivel a hűtőközeg párája nyomásesést szenved, miközben kering a szívócsövön, a kompresszor bemeneténél a nyomás általában 0,14-0,21 kg/cm2 kisebb, mint a párologtató nyomása. Ezt figyelembe kell venni az alacsony nyomású kapcsoló beállításakor (csak a leválasztáshoz szükséges nyomás, de a csatlakoztatáshoz nem szükséges).

Mivel az alacsony nyomású szabályozás jobban szabályozza vagy szabályozza az elpárologtató hőmérsékletét, mint a kamra hőmérséklete, ideális hőmérséklet-szabályozás olyan alkalmazásokhoz, amelyek leállítási ciklusokat igényelnek a leolvasztás (leolvasztás) érdekében. Ez különösen alkalmas "távoli" telepítésekre, ahol a kompresszor az elpárologtatótól távol helyezkedik el.

Máskor a hűtőtér vagy az elpárologtató hőmérsékletét termosztáttal szabályozzák. A hőmérséklettől függően a folyadékvezetékbe szerelt mágnesszelep nyitására vagy bezárására szolgál, a tágulási szelep közelében. Amikor a hőmérséklet a "lekapcsolási" hőmérsékletre csökken, a mágnesszelep a folyadéknak az elpárologtatóba történő áthaladásához zár. A kompresszor addig működik, amíg az elpárologtató belsejében a nyomás a "kivágott" nyomásra csökken, míg az alacsony vezérlés működteti a kompresszor leállítását.

A hűtőkapacitás ellenőrzése

A hűtőrendszert úgy kell megtervezni, hogy a maximális átlagos terhelés kapacitása egyenlő vagy valamivel nagyobb legyen. Így a berendezés elegendő kapacitással rendelkezik ahhoz, hogy a csúcsterhelés időszakában a hőmérsékletet és a páratartalmat a kívánt szinten tartsa.

Mindaddig, amíg az átlagos rendszerterhelés változásai nem nagyok, a kapacitásszabályozás egyszerűen a rendszer indításának és leállításának ciklusával érhető el. Ezek a ciklusok a kamra terhelésétől függően változnak.

De ha a rendszer terhelésében bekövetkező változások nagyok, el kell látni a berendezés kapacitásának az automatikus vagy kézi változtatásának vagy szabályozásának néhány módját, a start-stop ciklusos rendszertől eltérően.

Ha a rendszer kapacitását változtatni kívánják anélkül, hogy megengednék az ugyanazon működési körülményeinek megváltoztatását, mind a párologtató, mind a kompresszor kapacitását közvetlenül ellenőrizni kell.

Az elpárologtató teljesítményének ellenőrzése

Az áramkörök elrendezése megtervezhető az elpárologtató elülső vagy mély területének vezérléséhez, vagy mindkettőhöz.

Szinte az összes fenti esetben szükség van a kompresszor kapacitásának egyidejű vezérlésére.

A kompresszor teljesítményének ellenőrzése

Amikor a szívónyomás egy bizonyos értékre csökken, a bypass csőbe szerelt mágnesszelep, amelyet nyomáskapcsoló hajt, megnyílik, és lehetővé teszi egy vagy több henger kisütését, kommunikálva a kisülést a szívással. Amikor a szívónyomás egy beállított értékre növekszik, a mágnesszelep feszültségmentes és az elkerülő cső bezáródik, így a kompresszor visszatér teljes működőképességéhez.

Szelepek a hűtőműben

Bővítő eszközök

A tágulási eszközöknek öt alapvető típusa van: (1) kézi tágulási szelep; (2) automatikus tágulási szelep; (3) a termosztatikus tágulási szelep; (4) a kapilláris cső; és (5) az úszószelep.

Bármely tágulási szelep feladata, hogy szabályozza a hűtőközeg bejutását az elpárologtatóba, és fenntartsa a hűtőrendszer magas és alacsony nyomású oldala közötti szükséges nyomáskülönbséget, annak megfelelő működésének biztosítása érdekében.

(1) Kézi tágulási szelep

(2) Automatikus tágulási szelepek

Ebben az esetben önműködő ülésszelepekről van szó. Ezek a szelepek állítócsavarból, rugóból, fújtatóból vagy membránból, szárból és ülésből állnak.

Az állandó nyomást, amelyet ezek a szelepek képesek fenntartani az elpárologtatón, a párologtatón lévő nyomás és a rugó feszültségének kölcsönhatásával érjük el. Amikor a párologtatóban a nyomás egy korábban megállapított érték alá csökken (a beállítócsavar beállításával), a szelep kinyílik, lehetővé téve a hűtőfolyadék áthaladását, amíg a párologtatóban a nyomás ismét meg nem emelkedik, majd a szelep bezáródik.

Az automatikus tágulási szelep másik hátránya, hogy nem használható alacsony nyomású kompresszor vezérléssel együtt, mivel az elpárologtató állandó nyomást tart fenn.

A fentiek ellenére az automatikus tágulási szelep csak kis terhelésű rendszerekben alkalmas. De még ezekben a rendszerekben is kevéssé használják.

(3) Termosztatikus tágulási szelep

Nagy előnyeinek és könnyű telepítésének köszönhetően ez a szelep talán a hűtőrendszerekben a leginkább használt. Biztosítja, hogy a párologtatóban képződő gőz egy bizonyos ellenőrzött szintre túlmelegedjen. Ez lehetővé teszi az elpárologtató hűtőközeggel való feltöltését a rendszer terhelési viszonyai között anélkül, hogy folyadék kerülne a szívócsőbe. A "termosztatikus" kifejezés félrevezető lehet, mivel a szabályozást nem az elpárologtató hőmérséklete, hanem az elpárologtatóból kilépő beáramló gáz túlmelegedésének mértéke végzi.

Alkalmas a hűtőközeg áramlásának szabályozására olyan rendszerekben, amelyek nagy terhelési ingadozások mellett vannak. Ez egy üreges szelep, amelyet az izzóban regisztrált hőmérséklet-változásokra érzékeny folyadék tágulása vagy összehúzódása működtet. A folyadék terjeszkedését kiegyenlítő rugófeszültséget egy beállító csavarral lehet szabályozni.

Az ilyen típusú szelepeknél az egyensúly eléréséhez szükséges túlhevítés mennyisége a rugó feszültségétől függ. A tavaszi nyomás növelésével megnő a szükséges túlhevítés, hogy kompenzálja ezt a feszültséget, és a szelepet egyensúlyi állapotba hozza.

A termosztatikus tágulási szelep egyik hátránya, hogy a kompresszor indításakor teljesen kinyílik és feltölti az elpárologtatót, ami néha lehetővé teszi a folyékony hűtőközeg bejutását a szívóvezetékbe. Ennek oka, hogy az izzó a leállítási időszakokban felmelegszik, és indításkor feltöltődik, amíg az izzó nem regisztrálja a gőz normál üzemi hőmérsékletét. Ezeket az üzemeltetési nehézségeket enyhíteni lehet nyomáskorlátozó készülékekkel ellátott termosztatikus tágulási szelepekkel. Ezek az eszközök úgy működnek, hogy fojtják a folyadék áramlását a párologtatóba, és átveszik a szelep irányítását az izzóról, amikor a párologtatóban a nyomás egy bizonyos maximumra emelkedik. Ezt a maximális nyomást mechanikus eszközökkel vagy gázzal töltött izzó segítségével lehet korlátozni.

Ez a maximális nyomásszabályozás az elpárologtatóban a szelepnyílás késleltetését elegendõen késlelteti, hogy a szívószárban lévõ gõz lehûthesse az izzót, és csökkentse az izzóban lévõ nyomást, mielõtt a szelep kinyílik.

Az ilyen típusú szelepeknél a következő óvintézkedéseket kell tenni: (1) a szeleptestet az izzónál melegebb helyen kell elhelyezni, és (2) az izzó és az erőfej közötti csatlakozócsövet nem szabad dörzsölni néhány felülete hidegebb, mint az izzóé. Ellenkező esetben a leghidegebb helyen kondenzáció lép fel, és a szelep nem működik ilyen körülmények között.

A nyomáshatároló tágulási szelepeket jelenleg széles körben használják, különösen a légkondicionáló alkalmazásokban. A nyomáshatároló szelep kiválasztása általában 0,35-0,71 Kg/cm2 maximális üzemi nyomással történik az átlagos párologtató nyomás felett normál üzemi körülmények között.

Ha a tágulási szelepeknél az izzót ugyanazzal a hűtőközeggel töltik be, mint a telepítést, akkor szinte minden közepes és magas hőmérsékletű alkalmazásra alkalmasak, de alacsony hőmérsékletre általában nem alkalmasak. Ez azért történik, mert a membrán meghajtásához szükséges túlmelegedés túl nagy lesz alacsony hőmérsékletekhez, amint az az összes használt hűtőközeg nyomás-hőmérséklet viszonyának elemzéséből kitűnik.

A berendezés hűtőközegétől eltérő folyadékkal rendelkező termosztatikus tágulási szelepeket "keresztterhelésnek" nevezzük, és elsősorban alacsony hőmérsékletű alkalmazásokban használják.

(4) Kapilláris cső

(5) Úszó tágulási szelep

Elárasztott típusú párologtatókban (a teljes párologtató hűtőközeget tartalmaz) általában úszó típusú hűtőközeg áramlásszabályozó szelepeket használnak. Az úszó kamra lehet a hűtőberendezés nagynyomású vagy alacsony nyomású oldalán

A nagynyomású úszószelep, amely beépíthető egy száraz tágulási párologtatóba vagy egy elárasztott típusú párologtatóba, közvetett módon szabályozza a párologtatóban lévő folyadék mennyiségét, állandóan tartva a folyadék szintjét a nagy nyomáson elhelyezkedő úszó kamrában. Amikor a kompresszort leállítják egy ilyen berendezésben, az úszókamra folyadékszintje csökken, ami a szelep bezáródását és bezárását jelenti, amíg a kompresszor újra be nem indul. Ily módon a legnagyobb mennyiségű hűtőközeg mindig az elpárologtatóban lesz, ez a kritikus töltet annak érdekében, hogy elkerülje a hűtőközeg folyadékának túltöltését és esetleges átjutását a kompresszorba.

Mágnesszelepek