Η ποσότητα της υποθερμίας σε διάφορα μέταλλα. Φόρτιση ανεφοδιασμού και υποψύξης Άλλες μέθοδοι φόρτισης ψυκτικών συστημάτων

Υπενθυμίζουμε ότι τα συστήματα VRF (Variable Refrigerant Flow - συστήματα με μεταβλητή ροήψυκτικό) είναι η ταχύτερα αναπτυσσόμενη κατηγορία συστημάτων κλιματισμού σήμερα. Η παγκόσμια αύξηση των πωλήσεων συστημάτων κλάσης VRF αυξάνεται κατά 20-25% ετησίως, αναγκάζοντας τις ανταγωνιστικές επιλογές κλιματισμού να βγουν από την αγορά. Τι προκαλεί αυτή την ανάπτυξη;

Πρώτον, χάρη στο ευρύ φάσμα συστημάτων Μεταβλητής Ροής Ψυκτικού: μεγάλη επιλογήεξωτερικές μονάδες - από mini-VRF έως μεγάλα συνδυαστικά συστήματα. Μεγάλη ποικιλία από εσωτερικές μονάδες. Μήκη αγωγών - έως 1000 m (Εικ. 1).

Δεύτερον, λόγω της υψηλής ενεργειακής απόδοσης των συστημάτων. Η κίνηση του μετατροπέα συμπιεστή, η απουσία ενδιάμεσων εναλλακτών θερμότητας (σε αντίθεση με τα συστήματα νερού), η μεμονωμένη ροή ψυκτικού μέσου - όλα αυτά εξασφαλίζουν ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας.

Τρίτον, η αρθρωτότητα του σχεδιασμού παίζει θετικό ρόλο. Η απαιτούμενη απόδοση του συστήματος συλλέγεται από ξεχωριστές μονάδες, κάτι που είναι αναμφίβολα πολύ βολικό και αυξάνει τη συνολική αξιοπιστία στο σύνολό της.

Γι' αυτό σήμερα τα συστήματα VRF καταλαμβάνουν τουλάχιστον το 40% της παγκόσμιας αγοράς συστημάτων. κεντρικό κλιματισμόκαι αυτό το μερίδιο αυξάνεται κάθε χρόνο.

Σύστημα υπόψυξης ψυκτικού μέσου

Οι οποίες μέγιστο μήκος σωληνώσεις φρέονΊσως split air condition; Για οικιακά συστήματα με χωρητικότητα έως και 7 kW κρύου, είναι 30 m. Για ημιβιομηχανικό εξοπλισμό, ο αριθμός αυτός μπορεί να φτάσει τα 75 m (inverter εξωτερική μονάδα). Για split συστήματα δεδομένη αξίαμέγιστο, αλλά για συστήματα κλάσης VRF, το μέγιστο μήκος των αγωγών (ισοδύναμο) μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερο - έως 190 m (σύνολο - έως 1000 m).

Προφανώς, τα συστήματα VRF διαφέρουν θεμελιωδώς από τα συστήματα διαχωρισμού όσον αφορά το κύκλωμα φρέον, και αυτό τους επιτρέπει να λειτουργούν με μεγάλα μήκη σωλήνων. Αυτή η διαφορά έγκειται στην παρουσία μιας ειδικής συσκευής στην εξωτερική μονάδα, η οποία ονομάζεται υποψύκτης ή υποψύκτης ψυκτικού μέσου (Εικ. 2).

Πριν εξετάσουμε τα χαρακτηριστικά της λειτουργίας των συστημάτων VRF, ας δώσουμε προσοχή στο διάγραμμα του κυκλώματος φρέον των συστημάτων διαχωρισμού και ας καταλάβουμε τι συμβαίνει με το ψυκτικό με μεγάλα μήκη αγωγών φρέον.

Κύκλος ψύξης συστημάτων split

Στο σχ. Το 3 δείχνει τον κλασικό κύκλο φρέον στο κύκλωμα του κλιματιστικού στους άξονες πίεσης-ενθαλπίας. Επιπλέον, αυτός είναι ένας κύκλος για οποιαδήποτε συστήματα διαχωρισμού σε φρέον R410a, δηλαδή, η εμφάνιση αυτού του διαγράμματος δεν εξαρτάται από την απόδοση του κλιματιστικού ή της μάρκας.

Ας ξεκινήσουμε από το σημείο D, με τις αρχικές παραμέτρους στις οποίες (θερμοκρασία 75 ° C, πίεση 27,2 bar) το φρέον εισέρχεται στον συμπυκνωτή της εξωτερικής μονάδας. Το φρέον αυτή τη στιγμή είναι ένα υπερθερμασμένο αέριο, το οποίο αρχικά ψύχεται στη θερμοκρασία κορεσμού (περίπου 45 ° C), στη συνέχεια αρχίζει να συμπυκνώνεται και στο σημείο Α περνά εντελώς από μια αέρια κατάσταση σε ένα υγρό. Στη συνέχεια, το υγρό υπερψύχεται στο σημείο Α (θερμοκρασία 40 °C). Η βέλτιστη τιμή υπόψυξης θεωρείται ότι είναι 5 °C.

Μετά τον εναλλάκτη θερμότητας της εξωτερικής μονάδας, το ψυκτικό εισέρχεται στη συσκευή στραγγαλισμού στην εξωτερική μονάδα - θερμοστατική εκτονωτική βαλβίδα ή τριχοειδής σωλήνας και οι παράμετροί του αλλάζουν στο σημείο Β (θερμοκρασία 5 °C, πίεση 9,3 bar). Σημειώστε ότι το σημείο Β βρίσκεται στη ζώνη ενός μείγματος υγρού και αερίου (Εικ. 3). Κατά συνέπεια, μετά τον στραγγαλισμό, είναι ακριβώς το μείγμα υγρού και αερίου που εισέρχεται στον αγωγό υγρού. Όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα της υποψύξης φρέον στον συμπυκνωτή, όσο μεγαλύτερη είναι η αναλογία υγρού φρέον που εισέρχεται στην εσωτερική μονάδα, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόδοση του κλιματιστικού.

Στο σχ. 3 σημειωμένα ακολουθώντας διαδικασίες: В-С - η διαδικασία βρασμού φρέον στην εσωτερική μονάδα με σταθερή θερμοκρασία περίπου 5 ° C. С-С - υπερθέρμανση φρέον έως +10 °C. C-L - η διαδικασία αναρρόφησης ψυκτικού μέσα στον συμπιεστή (απώλειες πίεσης συμβαίνουν στον αγωγό αερίου και στα στοιχεία του κυκλώματος φρέον από τον εναλλάκτη θερμότητας της εσωτερικής μονάδας στον συμπιεστή). L-M - η διαδικασία συμπίεσης αερίου φρέον σε συμπιεστή με αύξηση της πίεσης και της θερμοκρασίας. M-D - η διαδικασία ώθησης του αερίου ψυκτικού από τον συμπιεστή στον συμπυκνωτή.

Η απώλεια πίεσης στο σύστημα εξαρτάται από την ταχύτητα του φρέον V και τα υδραυλικά χαρακτηριστικά του δικτύου:

Τι θα γίνει με το κλιματιστικό με αύξηση των υδραυλικών χαρακτηριστικών του δικτύου (λόγω αυξημένου μήκους ή ένας μεγάλος αριθμός τοπική αντίσταση)? Οι αυξημένες απώλειες πίεσης στον αγωγό αερίου θα οδηγήσουν σε πτώση πίεσης στην είσοδο του συμπιεστή. Ο συμπιεστής θα αρχίσει να δεσμεύει ένα ψυκτικό μέσο χαμηλότερης πίεσης και, επομένως, χαμηλότερης πυκνότητας. Η κατανάλωση ψυκτικού θα μειωθεί. Στην έξοδο, ο συμπιεστής θα παράγει λιγότερη πίεση και, κατά συνέπεια, η θερμοκρασία συμπύκνωσης θα πέσει. Μια χαμηλότερη θερμοκρασία συμπύκνωσης θα έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερη θερμοκρασία εξάτμισης και πάγωμα του αγωγού αερίου.

Εάν σημειωθούν αυξημένες απώλειες πίεσης στον αγωγό υγρού, τότε η διαδικασία είναι ακόμη πιο ενδιαφέρουσα: αφού ανακαλύψαμε ότι το φρέον βρίσκεται σε κορεσμένη κατάσταση στον αγωγό υγρού, ή μάλλον, με τη μορφή ενός μείγματος φυσαλίδων υγρού και αερίου, τότε οποιαδήποτε απώλεια πίεσης θα οδηγήσει σε μικρό βρασμό του ψυκτικού μέσου και αύξηση της αναλογίας αερίου.

Το τελευταίο θα συνεπάγεται απότομη αύξηση του όγκου του μίγματος ατμού-αερίου και αύξηση της ταχύτητας κίνησης μέσω του αγωγού υγρού. Η αυξημένη ταχύτητα κίνησης θα προκαλέσει και πάλι πρόσθετη απώλεια πίεσης, η διαδικασία θα γίνει «χιονοστιβάδα».

Στο σχ. Το σχήμα 4 δείχνει ένα υπό όρους γράφημα ειδικών απωλειών πίεσης ανάλογα με την ταχύτητα του ψυκτικού μέσου στον αγωγό.

Εάν, για παράδειγμα, η απώλεια πίεσης με μήκος αγωγού 15 m είναι 400 Pa, τότε όταν το μήκος του αγωγού διπλασιαστεί (έως 30 m), οι απώλειες αυξάνονται όχι δύο φορές (έως 800 Pa), αλλά επτά φορές - πάνω έως 2800 Pa.

Επομένως, μια απλή αύξηση του μήκους των αγωγών κατά δύο συντελεστές σε σχέση με τα τυπικά μήκη για ένα σύστημα διαχωρισμού με συμπιεστή On-Off είναι μοιραία. Η κατανάλωση ψυκτικού θα μειωθεί αρκετές φορές, ο συμπιεστής θα υπερθερμανθεί και θα αστοχήσει πολύ σύντομα.

Κύκλος ψύξης συστημάτων VRF με υποψύκτη φρέον

Στο σχ. Το 5 δείχνει σχηματικά την αρχή λειτουργίας του υποψύκτη ψυκτικού. Στο σχ. Το σχήμα 6 δείχνει τον ίδιο κύκλο ψύξης σε ένα διάγραμμα πίεσης-ενθαλπίας. Ας εξετάσουμε λεπτομερώς τι συμβαίνει με το ψυκτικό κατά τη λειτουργία του συστήματος Μεταβλητής Ροής Ψυκτικού.

1-2: Το υγρό ψυκτικό μετά τον συμπυκνωτή στο σημείο 1 χωρίζεται σε δύο ρεύματα. Το μεγαλύτερο μέρος του περνά μέσα από έναν εναλλάκτη θερμότητας αντίθετης ροής. Ψύχει το κύριο μέρος του ψυκτικού στους +15…+25 °C (ανάλογα με την απόδοσή του), το οποίο στη συνέχεια εισέρχεται στον αγωγό υγρού (σημείο 2).

1-5: Το δεύτερο μέρος της ροής του υγρού ψυκτικού από το σημείο 1 διέρχεται από τη βαλβίδα εκτόνωσης, η θερμοκρασία του πέφτει στους +5 °C (σημείο 5), εισέρχεται στον ίδιο εναλλάκτη θερμότητας αντίθετης ροής. Στο τελευταίο, βράζει και ψύχει το κύριο μέρος του ψυκτικού. Μετά τον βρασμό, το αέριο φρέον εισέρχεται αμέσως στην αναρρόφηση του συμπιεστή (σημείο 7).

2-3: Στην έξοδο της εξωτερικής μονάδας (σημείο 2), το υγρό ψυκτικό διέρχεται μέσω των σωλήνων για να εσωτερικές μονάδες. Ταυτόχρονα, η ανταλλαγή θερμότητας με περιβάλλονπρακτικά δεν συμβαίνει, αλλά χάνεται μέρος της πίεσης (σημείο 3). Σε ορισμένους κατασκευαστές, ο στραγγαλισμός γίνεται εν μέρει στην εξωτερική μονάδα του συστήματος VRF, επομένως η πίεση στο σημείο 2 είναι μικρότερη από ό,τι στο γράφημά μας.

3-4: Απώλεια πίεσης ψυκτικού στην ηλεκτρονική εκτονωτική βαλβίδα (ERV) που βρίσκεται μπροστά από κάθε εσωτερική μονάδα.

4-6: Εξάτμιση του ψυκτικού στην εσωτερική μονάδα.

6-7: Απώλεια πίεσης ψυκτικού όταν επιστρέφει στην εξωτερική μονάδα μέσω του αγωγού αερίου.

7-8: Συμπίεση αερίου ψυκτικού μέσου σε συμπιεστή.

8-1: Ψύξη του ψυκτικού στον εναλλάκτη θερμότητας της εξωτερικής μονάδας και συμπύκνωση του.

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο τμήμα από το σημείο 1 έως το σημείο 5. Στα συστήματα VRF χωρίς υποψύκτη ψυκτικού, η διαδικασία πηγαίνει αμέσως από το σημείο 1 στο σημείο 5 (κατά μήκος της μπλε γραμμής στο Σχ. 6). Η ειδική χωρητικότητα του ψυκτικού μέσου (που εισέρχεται στις εσωτερικές μονάδες) είναι ανάλογη με το μήκος της γραμμής 5-6. Σε συστήματα όπου υπάρχει υποψύκτης, η χρήσιμη χωρητικότητα ψυκτικού είναι ανάλογη με τη γραμμή 4-6. Συγκρίνοντας τα μήκη των γραμμών 5-6 και 4-6, το έργο του υποψύκτη φρέον γίνεται σαφές. Η απόδοση ψύξης του κυκλοφορούντος ψυκτικού μέσου αυξάνεται κατά τουλάχιστον 25%. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι η απόδοση ολόκληρου του συστήματος έχει αυξηθεί κατά 25%. Το γεγονός είναι ότι μέρος του ψυκτικού δεν εισήλθε στις εσωτερικές μονάδες, αλλά πήγε αμέσως στην αναρρόφηση του συμπιεστή (γραμμή 1-5-6).

Σε αυτό ακριβώς συνίσταται η ισορροπία: κατά πόσο έχει αυξηθεί η απόδοση του φρέον που εισέρχεται στις εσωτερικές μονάδες, κατά το ίδιο ποσοστό έχει μειωθεί η απόδοση του συστήματος συνολικά.

Τι νόημα έχει λοιπόν η χρήση ενός ψυκτικού υποψύκτη εάν δεν αυξάνει τη συνολική απόδοση του συστήματος VRF; Για να απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση, ας επιστρέψουμε στο Σχ. 1. Ο σκοπός της χρήσης ενός υποψύκτη είναι να μειωθούν οι απώλειες σε μεγάλες διαδρομές συστημάτων Μεταβλητής Ροής Ψυκτικού.

Γεγονός είναι ότι όλα τα χαρακτηριστικά των συστημάτων VRF δίνονται με τυπικό μήκος αγωγών 7,5 μ. Δηλαδή, για σύγκριση συστημάτων VRF διαφορετικών κατασκευαστώνσύμφωνα με τον κατάλογο δεν είναι απολύτως σωστό, αφού το πραγματικό μήκος των αγωγών θα είναι πολύ μεγαλύτερο - κατά κανόνα, από 40 έως 150 μ. Όσο περισσότερο το μήκος του αγωγού διαφέρει από το πρότυπο, περισσότερη απώλειαπίεση στο σύστημα, τόσο περισσότερο βράζει το ψυκτικό στους σωλήνες υγρού. Η απώλεια απόδοσης της εξωτερικής μονάδας κατά μήκος δίνεται σε ειδικά γραφήματα στα εγχειρίδια σέρβις (Εικ. 7). Σύμφωνα με αυτά τα γραφήματα είναι απαραίτητο να συγκριθεί η απόδοση των συστημάτων παρουσία υποψύκτη ψυκτικού μέσου και απουσία αυτού. Η απώλεια απόδοσης συστημάτων VRF χωρίς υποψύκτη σε μεγάλες διαδρομές είναι έως και 30%.

ευρήματα

1. Ο υποψύκτης ψυκτικού είναι ουσιαστικό στοιχείογια συστήματα VRF. Οι λειτουργίες του είναι, πρώτον, να αυξάνει την ενεργειακή ικανότητα του ψυκτικού που παρέχεται στις εσωτερικές μονάδες και, δεύτερον, να μειώνει τις απώλειες πίεσης στο σύστημα σε μεγάλες διαδρομές.

2. Δεν προμηθεύουν όλοι οι κατασκευαστές συστημάτων VRF τα συστήματά τους με υποψύκτη ψυκτικού. Ο υποψύκτης αποκλείεται ιδιαίτερα συχνά από μάρκες OEM για μείωση του κόστους κατασκευής.

Ρύζι. 1.21. Sema δενδρίτης

Έτσι, ο μηχανισμός κρυστάλλωσης τήγματος μετάλλων σε υψηλούς ρυθμούς ψύξης είναι θεμελιωδώς διαφορετικός στο ότι επιτυγχάνεται υψηλός βαθμός υπερψύξης σε μικρούς όγκους τήγματος. Συνέπεια αυτού είναι η ανάπτυξη χύδην κρυστάλλωσης, η οποία στα καθαρά μέταλλα μπορεί να είναι ομοιογενής. Κέντρα κρυστάλλωσης μεγαλύτερα από το κρίσιμο μέγεθος είναι ικανά για περαιτέρω ανάπτυξη.

Για τα μέταλλα και τα κράματα, η πιο χαρακτηριστική μορφή ανάπτυξης είναι η δενδριτική, που περιγράφηκε για πρώτη φορά το 1868 από τον D.K. Τσερνόφ. Στο σχ. 1.21 δείχνει ένα σκίτσο του Δ.Κ. Chernov, εξηγώντας τη δομή του δενδρίτη. Συνήθως, ένας δενδρίτης αποτελείται από έναν κορμό (άξονας πρώτης τάξης), από τον οποίο εκτείνονται κλάδοι - άξονες της δεύτερης και των επόμενων τάξεων. Η δενδριτική ανάπτυξη προχωρά σε ορισμένες κρυσταλλογραφικές κατευθύνσεις με διακλαδώσεις σε τακτά χρονικά διαστήματα. Σε δομές με πλέγματα από κύβους με επίκεντρο το πρόσωπο και το σώμα, το δενδριτικό η ανάπτυξη έρχεταισε τρεις αμοιβαία κάθετες διευθύνσεις. Έχει αποδειχθεί πειραματικά ότι δενδριτική ανάπτυξη παρατηρείται μόνο σε υπερψυγμένο τήγμα. Ο ρυθμός ανάπτυξης καθορίζεται από τον βαθμό υπερψύξης. Το πρόβλημα του θεωρητικού προσδιορισμού του ρυθμού ανάπτυξης ως συνάρτηση του βαθμού υπερψύξης δεν έχει λάβει ακόμη τεκμηριωμένη λύση. Με βάση πειραματικά δεδομένα, πιστεύεται ότι αυτή η εξάρτηση μπορεί να θεωρηθεί περίπου με τη μορφή V ~ (D Т) 2 .

Πολλοί ερευνητές πιστεύουν ότι σε έναν ορισμένο κρίσιμο βαθμό υπερψύξης, παρατηρείται μια αύξηση σαν χιονοστιβάδα στον αριθμό των κέντρων κρυστάλλωσης ικανών για περαιτέρω ανάπτυξη. Η πυρήνωση ολοένα και περισσότερων νέων κρυστάλλων μπορεί να διακόψει την δενδριτική ανάπτυξη.

Ρύζι. 1.22. Μετασχηματισμός δομής

Σύμφωνα με τα τελευταία ξένα δεδομένα, με αύξηση του βαθμού υπερψύξης και μια διαβάθμιση θερμοκρασίας μπροστά από το μέτωπο κρυστάλλωσης, παρατηρείται μετατροπή της δομής ενός ταχέως στερεοποιούμενου κράματος από δενδριτικό σε ισοαξονικό, μικροκρυσταλλικό, νανοκρυσταλλικό και στη συνέχεια σε άμορφη κατάσταση (Εικ. 1.22).

1.11.5. Αμορφοποίηση τήγματος

Στο σχ. Το 1.23 απεικονίζει ένα εξιδανικευμένο διάγραμμα ΤΤΤ (Χρόνος-Θερμοκρασία-Συναλλαγή), το οποίο εξηγεί τα χαρακτηριστικά στερεοποίησης των τήγματος μετάλλων σε κράμα ανάλογα με τον ρυθμό ψύξης.

Ρύζι. 1.23. Διάγραμμα TTT: 1 - μέτρια ταχύτητα ψύξης:

2 – πολύ υψηλός ρυθμός ψύξης.

3 - ενδιάμεσος ρυθμός ψύξης

Η θερμοκρασία απεικονίζεται στον κατακόρυφο άξονα, ο χρόνος στον οριζόντιο άξονα. Πάνω από μια ορισμένη θερμοκρασία τήξης - T P η υγρή φάση (τήγμα) είναι σταθερή. Κάτω από αυτή τη θερμοκρασία, το υγρό υπερψύχεται και γίνεται ασταθές, αφού καθίσταται δυνατή η πυρήνωση και η ανάπτυξη των κέντρων κρυστάλλωσης. Ωστόσο, κατά την απότομη ψύξη, η κίνηση των ατόμων σε ένα εξαιρετικά υπερψυγμένο υγρό μπορεί να σταματήσει και σε θερμοκρασία κάτω από το T3, θα σχηματιστεί μια άμορφη στερεά φάση. Για πολλά κράματα, η θερμοκρασία έναρξης της αμορφοποίησης - ТЗ κυμαίνεται από 400 έως 500 ºC. Τα περισσότερα παραδοσιακά πλινθώματα και χύτευση ψύχονται αργά σύμφωνα με την καμπύλη 1 στην Εικ. 1.23. Κατά την ψύξη, εμφανίζονται και αναπτύσσονται κέντρα κρυστάλλωσης, σχηματίζοντας την κρυσταλλική δομή του κράματος σε στερεή κατάσταση. Σε πολύ υψηλό ρυθμό ψύξης (καμπύλη 2), σχηματίζεται μια άμορφη στερεά φάση. Ενδιαφέρον παρουσιάζει και ο ενδιάμεσος ρυθμός ψύξης (καμπύλη 3). Για αυτήν την περίπτωση, είναι δυνατή μια μικτή παραλλαγή στερεοποίησης με την παρουσία τόσο κρυσταλλικών όσο και άμορφων δομών. Μια τέτοια παραλλαγή λαμβάνει χώρα στην περίπτωση που η διαδικασία κρυστάλλωσης που έχει ξεκινήσει δεν έχει χρόνο να ολοκληρωθεί κατά τη διάρκεια της ψύξης στη θερμοκρασία Τ3. Η μικτή παραλλαγή στερεοποίησης με το σχηματισμό μικρών άμορφων σωματιδίων εξηγείται από ένα απλοποιημένο σχήμα που φαίνεται στο Σχ. 1.24.

Ρύζι. 1.24. Σχέδιο σχηματισμού μικρών άμορφων σωματιδίων

Στα αριστερά αυτού του σχήματος υπάρχει μια μεγάλη σταγόνα τήγματος που περιέχει 7 κέντρα κρυστάλλωσης σε όγκο, ικανά για μεταγενέστερη ανάπτυξη. Στη μέση, η ίδια σταγόνα χωρίζεται σε 4 μέρη, εκ των οποίων το ένα δεν περιέχει κέντρα κρυστάλλωσης. Αυτό το σωματίδιο θα στερεοποιηθεί άμορφο. Στα δεξιά στο σχήμα, το αρχικό σωματίδιο χωρίζεται σε 16 μέρη, 9 από τα οποία θα γίνουν άμορφα. Στο σχ. 1.25. Παρουσιάζεται η πραγματική εξάρτηση του αριθμού των άμορφων σωματιδίων ενός κράματος νικελίου υψηλής περιεκτικότητας σε κράμα από το μέγεθος των σωματιδίων και την ένταση της ψύξης σε ένα αέριο μέσο (αργό, ήλιο).

Ρύζι. 1.25. Εξάρτηση του αριθμού των σωματιδίων άμορφου κράματος νικελίου από

μέγεθος σωματιδίων και ένταση ψύξης σε αέριο μέσο

Η μετάβαση ενός τήγματος μετάλλων σε μια άμορφη, ή όπως ονομάζεται επίσης, υαλώδη κατάσταση είναι μια πολύπλοκη διαδικασία και εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Κατ' αρχήν, όλες οι ουσίες μπορούν να ληφθούν σε άμορφη κατάσταση, αλλά τα καθαρά μέταλλα απαιτούν τόσο υψηλούς ρυθμούς ψύξης που δεν μπορούν ακόμη να παρασχεθούν από τα σύγχρονα τεχνικά μέσα. Ταυτόχρονα, τα κράματα υψηλής κραματοποίησης, συμπεριλαμβανομένων των ευτηκτικών κραμάτων μετάλλων με μεταλλοειδή (B, C, Si, P) στερεοποιούνται στην άμορφη κατάσταση σε χαμηλότερους ρυθμούς ψύξης. Στον πίνακα. Το 1.9 δείχνει τους κρίσιμους ρυθμούς ψύξης κατά την αμορφοποίηση των τηγμάτων νικελίου και ορισμένων κραμάτων.

Πίνακας 1.9

Υποφόρτιση και επαναφόρτιση του συστήματος με ψυκτικό

Όπως δείχνουν τα στατιστικά στοιχεία, ο κύριος λόγος για την ανώμαλη λειτουργία των κλιματιστικών και την αστοχία των συμπιεστών είναι η ακατάλληλη φόρτιση του κυκλώματος ψύξης με ψυκτικό. Η έλλειψη ψυκτικού στο κύκλωμα μπορεί να οφείλεται σε τυχαίες διαρροές. Ταυτόχρονα, ο υπερβολικός ανεφοδιασμός, κατά κανόνα, είναι αποτέλεσμα λανθασμένων ενεργειών του προσωπικού που προκαλούνται από τα ανεπαρκή προσόντα του. Για συστήματα που χρησιμοποιούν μια θερμοστατική εκτονωτική βαλβίδα (TXV) ως συσκευή στραγγαλισμού, η υποψύξη είναι ο καλύτερος δείκτης μιας κανονικής πλήρωσης ψυκτικού. Η ασθενής υπόψυξη υποδηλώνει ότι η φόρτιση είναι ανεπαρκής, η ισχυρή υποδηλώνει περίσσεια ψυκτικού μέσου. Η φόρτιση μπορεί να θεωρηθεί κανονική όταν η θερμοκρασία υποψύξης υγρού στην έξοδο του συμπυκνωτή διατηρείται στους 10-12 βαθμούς Κελσίου με τη θερμοκρασία του αέρα στην είσοδο του εξατμιστή κοντά στις ονομαστικές συνθήκες λειτουργίας.

Η θερμοκρασία υπόψυξης Tp ορίζεται ως η διαφορά:
Tp \u003d Tk - Tf
Tk είναι η θερμοκρασία συμπύκνωσης που διαβάζεται από το μανόμετρο HP.
Tf - θερμοκρασία φρέον (σωλήνας) στην έξοδο του συμπυκνωτή.

1. Έλλειψη ψυκτικού μέσου. Συμπτώματα.

Η έλλειψη φρέον θα γίνει αισθητή σε κάθε στοιχείο του κυκλώματος, αλλά αυτή η ανεπάρκεια γίνεται ιδιαίτερα αισθητή στον εξατμιστή, τον συμπυκνωτή και τη γραμμή υγρού. Ως αποτέλεσμα ανεπαρκούς ποσότητας υγρού, ο εξατμιστής είναι ανεπαρκώς γεμάτος με φρέον και η ικανότητα ψύξης είναι χαμηλή. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει αρκετό υγρό στον εξατμιστή, η ποσότητα του ατμού που παράγεται εκεί μειώνεται δραματικά. Δεδομένου ότι η ογκομετρική απόδοση του συμπιεστή υπερβαίνει την ποσότητα ατμού που προέρχεται από τον εξατμιστή, η πίεση σε αυτόν πέφτει ασυνήθιστα. Η πτώση της πίεσης εξάτμισης οδηγεί σε μείωση της θερμοκρασίας εξάτμισης. Η θερμοκρασία εξάτμισης μπορεί να πέσει στο μείον, με αποτέλεσμα να παγώσει ο σωλήνας εισόδου και ο εξατμιστής και η υπερθέρμανση του ατμού θα είναι πολύ σημαντική.

Θερμοκρασία υπερθέρμανσης Η υπερθέρμανση T ορίζεται ως η διαφορά:
T υπερθέρμανση = T f.i. – T αναρρόφηση.
T f.i. - η θερμοκρασία του φρέον (σωλήνας) στην έξοδο του εξατμιστή.
T αναρρόφηση - Η θερμοκρασία αναρρόφησης διαβάζεται από το μανόμετρο LP.
Η κανονική υπερθέρμανση είναι 4-7 βαθμοί Κελσίου.

Με σημαντική έλλειψη φρέον, η υπερθέρμανση μπορεί να φτάσει τους 12-14 ° C και, κατά συνέπεια, η θερμοκρασία στην είσοδο του συμπιεστή θα αυξηθεί επίσης. Και από την ψύξη των ηλεκτροκινητήρων ερμητικοί συμπιεστέςπραγματοποιείται με τη βοήθεια ατμών αναρρόφησης, στην περίπτωση αυτή ο συμπιεστής θα υπερθερμανθεί ασυνήθιστα και μπορεί να αποτύχει. Λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας των ατμών στη γραμμή αναρρόφησης, θα αυξηθεί και η θερμοκρασία των ατμών στη γραμμή εκκένωσης. Δεδομένου ότι θα υπάρχει έλλειψη ψυκτικού στο κύκλωμα, θα είναι επίσης ανεπαρκές στη ζώνη υποψύξης.

Χαμηλή ψυκτική ικανότητα
Χαμηλή πίεση εξάτμισης
Υψηλή υπερθέρμανση
Ανεπαρκής υποθερμία (λιγότερο από 10 βαθμούς Κελσίου)

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι σε εγκαταστάσεις με τριχοειδείς σωλήνες ως διάταξη στραγγαλισμού, η υποψύξη δεν μπορεί να θεωρηθεί ως καθοριστικός παράγοντας για την εκτίμηση της σωστής ποσότητας ψυκτικού μέσου.

2. Υπερπλήρωση. Συμπτώματα.

Σε συστήματα με βαλβίδα εκτόνωσης ως διάταξη στραγγαλισμού, το υγρό δεν μπορεί να εισέλθει στον εξατμιστή, επομένως η περίσσεια ψυκτικού μέσου βρίσκεται στον συμπυκνωτή. Ένα ασυνήθιστα υψηλό επίπεδο υγρού στον συμπυκνωτή μειώνει την επιφάνεια ανταλλαγής θερμότητας, η ψύξη του αερίου που εισέρχεται στον συμπυκνωτή επιδεινώνεται, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση της θερμοκρασίας των κορεσμένων ατμών και σε αύξηση της πίεσης συμπύκνωσης. Από την άλλη πλευρά, το υγρό στο κάτω μέρος του συμπυκνωτή παραμένει σε επαφή με τον εξωτερικό αέρα πολύ περισσότερο, και αυτό οδηγεί σε αύξηση της ζώνης υποψύξης. Εφόσον η πίεση συμπύκνωσης αυξάνεται και το υγρό που βγαίνει από τον συμπυκνωτή ψύχεται τέλεια, η υποψύξη που μετράται στην έξοδο του συμπυκνωτή θα είναι υψηλή. Λόγω της αυξημένης πίεσης συμπύκνωσης, υπάρχει μείωση της ροής μάζας μέσω του συμπιεστή και πτώση της ικανότητας ψύξης. Ως αποτέλεσμα, η πίεση εξάτμισης θα αυξηθεί επίσης. Δεδομένου ότι η υπερφόρτιση μειώνει τη ροή μάζας ατμών, την ψύξη ηλεκτρικός κινητήραςο συμπιεστής θα φθαρεί. Επιπλέον, λόγω της αυξημένης πίεσης συμπύκνωσης, αυξάνεται το ρεύμα του ηλεκτροκινητήρα του συμπιεστή. Η επιδείνωση της ψύξης και η αύξηση της κατανάλωσης ρεύματος οδηγεί σε υπερθέρμανση του ηλεκτροκινητήρα και, τελικά, σε αστοχία του συμπιεστή.

Μειωμένη ικανότητα ψύξης
Η πίεση εξάτμισης αυξήθηκε
Αυξημένη πίεση συμπύκνωσης
Αυξημένη υποθερμία (πάνω από 7 ° C)

Σε συστήματα με τριχοειδείς σωλήνες ως συσκευή στραγγαλισμού, η περίσσεια ψυκτικού μέσου μπορεί να εισέλθει στον συμπιεστή, προκαλώντας σφύρα νερού και τελικά αστοχία του συμπιεστή.

Ως υποψύξη συμπυκνώματος νοείται η μείωση της θερμοκρασίας του συμπυκνώματος έναντι της θερμοκρασίας του κορεσμένου ατμού που εισέρχεται στον συμπυκνωτή. Σημειώθηκε παραπάνω ότι η ποσότητα της υπερψύξης του συμπυκνώματος προσδιορίζεται από τη διαφορά θερμοκρασίας t n -τ προς την .

Η υποψύξη του συμπυκνώματος οδηγεί σε αισθητή μείωση της απόδοσης της εγκατάστασης, αφού με την υποψύξη του συμπυκνώματος αυξάνεται η ποσότητα θερμότητας που μεταφέρεται στον συμπυκνωτή στο νερό ψύξης. Μια αύξηση στην υποψύξη του συμπυκνώματος κατά 1°C προκαλεί υπερβολική κατανάλωση καυσίμου σε εγκαταστάσεις χωρίς αναγεννητική θέρμανση νερού τροφοδοσίας κατά 0,5%. Με την αναγεννητική θέρμανση του νερού τροφοδοσίας, η υπερβολική κατανάλωση καυσίμου στη μονάδα είναι κάπως μικρότερη. ΣΤΟ σύγχρονες εγκαταστάσειςπαρουσία αναγεννητικών συμπυκνωτών, υποψύξη του συμπυκνώματος υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας μονάδα συμπύκνωσηςδεν υπερβαίνει τους 0,5-1°C. Η υποψύξη του συμπυκνώματος προκαλείται από τους ακόλουθους λόγους:

α) παραβίαση της πυκνότητας αέρα του συστήματος κενού και αυξημένη αναρρόφηση αέρα.

σι) υψηλό επίπεδοσυμπύκνωμα στον συμπυκνωτή.

γ) υπερβολική ροή νερού ψύξης μέσω του συμπυκνωτή.

δ) ελαττώματα σχεδιασμού του πυκνωτή.

Αύξηση της περιεκτικότητας σε αέρα στο ατμόλουτρο

Το μείγμα οδηγεί σε αύξηση της μερικής πίεσης του αέρα και, κατά συνέπεια, σε μείωση της μερικής πίεσης των υδρατμών σε σχέση με τη συνολική πίεση του μείγματος. Ως αποτέλεσμα, η θερμοκρασία των κορεσμένων υδρατμών, και επομένως η θερμοκρασία του συμπυκνώματος, θα είναι χαμηλότερη από ό,τι ήταν πριν από την αύξηση της περιεκτικότητας σε αέρα. Έτσι, ένα από τα σημαντικά μέτρα που στοχεύουν στη μείωση της υποψύξης του συμπυκνώματος είναι η εξασφάλιση καλής πυκνότητας αέρα στο σύστημα κενού της μονάδας στροβίλου.

Με μια σημαντική αύξηση της στάθμης του συμπυκνώματος στον συμπυκνωτή, μπορεί να συμβεί ένα φαινόμενο οι κάτω σειρές των σωλήνων ψύξης να πλυθούν από συμπύκνωμα, με αποτέλεσμα το συμπύκνωμα να υπερψυχθεί. Επομένως, πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα ώστε το επίπεδο του συμπυκνώματος να βρίσκεται πάντα κάτω από την κάτω σειρά των σωλήνων ψύξης. Η καλύτερη θεραπείαη πρόληψη της απαράδεκτης αύξησης του επιπέδου του συμπυκνώματος είναι μια συσκευή αυτόματη ρύθμισητο στον συμπυκνωτή.

Η υπερβολική ροή νερού μέσω του συμπυκνωτή, ειδικά στη χαμηλή θερμοκρασία του, θα οδηγήσει σε αύξηση του κενού στον συμπυκνωτή λόγω μείωσης της μερικής πίεσης των υδρατμών. Επομένως, η ροή του νερού ψύξης μέσω του συμπυκνωτή πρέπει να ρυθμίζεται ανάλογα με φορτίο ατμούστον συμπυκνωτή και στη θερμοκρασία του νερού ψύξης. Με τη σωστή ρύθμιση της ροής του νερού ψύξης στον συμπυκνωτή, θα διατηρηθεί ένα οικονομικό κενό και η υποψύξη του συμπυκνώματος δεν θα υπερβαίνει την ελάχιστη τιμή για αυτόν τον συμπυκνωτή.

Η υποψύξη του συμπυκνώματος μπορεί να συμβεί λόγω ελαττωμάτων σχεδιασμού στον συμπυκνωτή. Σε ορισμένα σχέδια συμπυκνωτών, ως αποτέλεσμα της στενής διάταξης των σωλήνων ψύξης και της ανεπιτυχούς διάσπασής τους κατά μήκος των φύλλων σωλήνων, δημιουργείται μεγάλη αντίσταση στους ατμούς, που σε ορισμένες περιπτώσεις φτάνει τα 15-18 mm Hg. Τέχνη. Η μεγάλη αντίσταση ατμών του συμπυκνωτή οδηγεί σε σημαντική μείωση της πίεσης πάνω από το επίπεδο του συμπυκνώματος. Η μείωση της πίεσης του μείγματος πάνω από το επίπεδο του συμπυκνώματος συμβαίνει λόγω της μείωσης της μερικής πίεσης των υδρατμών. Έτσι, η θερμοκρασία του συμπυκνώματος επιτυγχάνεται σημαντικά χαμηλότερη από τη θερμοκρασία του κορεσμένου ατμού που εισέρχεται στον συμπυκνωτή. Σε τέτοιες περιπτώσεις, για να μειωθεί η υπερψύξη του συμπυκνώματος, είναι απαραίτητο να προχωρήσουμε σε δομικές αλλοιώσεις, δηλαδή, να αφαιρέσουμε ορισμένους από τους σωλήνες ψύξης προκειμένου να διευθετηθούν διάδρομοι στη δέσμη σωλήνων και να μειωθεί η αντίσταση ατμών του συμπυκνωτή.

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η αφαίρεση μέρους των σωλήνων ψύξης και η επακόλουθη μείωση της επιφάνειας ψύξης του συμπυκνωτή οδηγεί σε αύξηση του ειδικού φορτίου του συμπυκνωτή. Ωστόσο, η αύξηση του ειδικού φορτίου ατμού είναι συνήθως αρκετά αποδεκτή, καθώς τα παλαιότερα σχέδια συμπυκνωτών έχουν σχετικά χαμηλό ειδικό φορτίο ατμού.

Εξετάσαμε τα κύρια θέματα λειτουργίας του εξοπλισμού της μονάδας συμπύκνωσης ατμοστρόβιλος. Από τα προηγούμενα προκύπτει ότι η κύρια προσοχή στη λειτουργία μιας μονάδας συμπύκνωσης πρέπει να δίνεται στη διατήρηση ενός οικονομικού κενού στον συμπυκνωτή και στην εξασφάλιση ελάχιστης υποψύξης του συμπυκνώματος. Αυτές οι δύο παράμετροι επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό την απόδοση της μονάδας στροβίλου. Για το σκοπό αυτό, είναι απαραίτητο να διατηρηθεί μια καλή πυκνότητα αέρα του συστήματος κενού της μονάδας στροβίλου, να εξασφαλιστεί η κανονική λειτουργία των συσκευών αφαίρεσης αέρα, οι αντλίες κυκλοφορίας και συμπυκνωμάτων, να διατηρούνται καθαροί οι σωλήνες συμπυκνωτή, να παρακολουθείται η πυκνότητα του νερού του συμπυκνωτή, για να αποτραπεί η αύξηση των βεντούζες. ακατέργαστο νερόγια τη διασφάλιση της κανονικής λειτουργίας των ψυκτικών συσκευών. Τα όργανα ελέγχου και μέτρησης, οι αυτόματοι ρυθμιστές, οι συσκευές σηματοδότησης και ελέγχου που διατίθενται στο εργοστάσιο επιτρέπουν στο προσωπικό συντήρησης να παρακολουθεί την κατάσταση του εξοπλισμού και τον τρόπο λειτουργίας της εγκατάστασης και να διατηρεί τέτοιους τρόπους λειτουργίας που εξασφαλίζουν εξαιρετικά οικονομική και αξιόπιστη λειτουργία της εγκατάστασης.

κλιματιστικό

Η φόρτιση του κλιματιστικού με φρέον μπορεί να πραγματοποιηθεί με διάφορους τρόπους, καθένας από αυτούς έχει τα δικά του πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα και ακρίβεια.

Η επιλογή της μεθόδου επαναπλήρωσης κλιματιστικών εξαρτάται από το επίπεδο επαγγελματισμού του πλοιάρχου, την απαιτούμενη ακρίβεια και τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται.

Είναι επίσης απαραίτητο να θυμάστε ότι δεν μπορούν να επαναφορτιστούν όλα τα ψυκτικά, αλλά μόνο ενός συστατικού (R22) ή υπό όρους ισοτροπικό (R410a).

Τα πολυσυστατικά φρέον αποτελούνται από ένα μείγμα αερίων με διαφορετικά φυσικές ιδιότητες, τα οποία, όταν διαρρέουν, εξατμίζονται ανομοιόμορφα και ακόμη και με μια μικρή διαρροή, η σύστασή τους αλλάζει, επομένως τα συστήματα που χρησιμοποιούν τέτοια ψυκτικά πρέπει να επαναφορτίζονται πλήρως.

Γέμισμα του κλιματιστικού με φρέον κατά μάζα

Κάθε κλιματιστικό φορτίζεται στο εργοστάσιο με μια ορισμένη ποσότητα ψυκτικού, η μάζα του οποίου αναφέρεται στην τεκμηρίωση για το κλιματιστικό (αναγράφεται επίσης στην πινακίδα τύπου), υπάρχουν επίσης πληροφορίες σχετικά με την ποσότητα φρέον που πρέπει να προστεθούν επιπλέον για κάθε μέτρο της διαδρομής φρέον (συνήθως 5-15 γρ.)

Κατά τον ανεφοδιασμό με αυτήν τη μέθοδο, είναι απαραίτητο να απελευθερώσετε εντελώς το κύκλωμα ψύξης από το υπόλοιπο φρέον (σε κύλινδρο ή εξαέρωση στην ατμόσφαιρα, αυτό δεν βλάπτει καθόλου το περιβάλλον - διαβάστε σχετικά στο άρθρο σχετικά με την επίδραση του φρέον στο κλίμα) και σκουπίστε το με ηλεκτρική σκούπα. Στη συνέχεια, γεμίστε το σύστημα με την καθορισμένη ποσότητα ψυκτικού μέσου κατά βάρος ή χρησιμοποιώντας τον κύλινδρο πλήρωσης.

Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι η υψηλή ακρίβεια και η επαρκής απλότητα της διαδικασίας ανεφοδιασμού του κλιματιστικού. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν την ανάγκη εκκένωσης του φρέον και την εκκένωση του κυκλώματος και ο κύλινδρος πλήρωσης, επιπλέον, έχει περιορισμένο όγκο 2 ή 4 κιλών και μεγάλες διαστάσεις, γεγονός που του επιτρέπει να χρησιμοποιείται κυρίως σε σταθερές συνθήκες.

Γέμισμα του κλιματιστικού με φρέον για υποθερμία

Η θερμοκρασία υπόψυξης είναι η διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας συμπύκνωσης φρέον που προσδιορίζεται από τον πίνακα ή την κλίμακα του μανόμετρου (καθορίζεται από την πίεση που διαβάζεται από το μανόμετρο που είναι συνδεδεμένο στη γραμμή υψηλή πίεσηαπευθείας στην κλίμακα ή σύμφωνα με τον πίνακα) και τη θερμοκρασία στην έξοδο του συμπυκνωτή. Η θερμοκρασία υπόψυξης θα πρέπει κανονικά να είναι μεταξύ 10-12 0 C ( ακριβής αξίαοι κατασκευαστές αναφέρουν)

Η τιμή υποψύξης κάτω από αυτές τις τιμές υποδηλώνει έλλειψη φρέον - δεν έχει χρόνο να κρυώσει αρκετά. Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να ανεφοδιαστεί με καύσιμο

Εάν η υποψύξη είναι πάνω από το καθορισμένο εύρος, τότε υπάρχει περίσσεια φρέον στο σύστημα και πρέπει να αποστραγγιστεί πριν φτάσει βέλτιστες τιμέςυποθερμία.

Είναι δυνατό να γεμίσετε με αυτόν τον τρόπο χρησιμοποιώντας ειδικές συσκευές που καθορίζουν αμέσως την ποσότητα της υπόψυξης και της πίεσης συμπύκνωσης ή μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ξεχωριστές συσκευές - μια μανομετρική πολλαπλή και ένα θερμόμετρο.

Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου περιλαμβάνουν επαρκή ακρίβεια πλήρωσης. Αλλά για την ακρίβεια αυτή τη μέθοδοη μόλυνση του εναλλάκτη θερμότητας επηρεάζει, επομένως, πριν από τον ανεφοδιασμό με αυτή τη μέθοδο, είναι απαραίτητο να καθαρίσετε (πλύνετε) τον συμπυκνωτή της εξωτερικής μονάδας.

Φόρτιση του κλιματιστικού με υπερθέρμανση ψυκτικού

Υπερθέρμανση είναι η διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας εξάτμισης του ψυκτικού που προσδιορίζεται από την πίεση κορεσμού στο κύκλωμα ψύξης και της θερμοκρασίας μετά τον εξατμιστή. Πρακτικά προσδιορίζεται με μέτρηση της πίεσης στη βαλβίδα αναρρόφησης του κλιματιστικού και της θερμοκρασίας του σωλήνα αναρρόφησης σε απόσταση 15-20 cm από τον συμπιεστή.

Η υπερθέρμανση είναι συνήθως στην περιοχή 5-7 0 C (η ακριβής τιμή υποδεικνύεται από τον κατασκευαστή)

Η μείωση της υπερθέρμανσης υποδηλώνει περίσσεια φρέον - πρέπει να αποστραγγιστεί.

Υπόψυξη πάνω από τον κανόνα υποδηλώνει έλλειψη ψυκτικού μέσου - το σύστημα πρέπει να φορτιστεί μέχρι να επιτευχθεί η απαιτούμενη τιμή υπερθέρμανσης.

Αυτή η μέθοδος είναι αρκετά ακριβής και μπορεί να απλοποιηθεί σημαντικά χρησιμοποιώντας ειδικά όργανα.

Άλλες μέθοδοι φόρτισης ψυκτικών συστημάτων

Εάν το σύστημα έχει παράθυρο προβολής, τότε με την παρουσία φυσαλίδων μπορεί κανείς να κρίνει την έλλειψη φρέον. Σε αυτή την περίπτωση, το κύκλωμα ψύξης γεμίζει μέχρι να εξαφανιστεί η ροή των φυσαλίδων, αυτό πρέπει να γίνεται τμηματικά, μετά από κάθε αναμονή για σταθεροποίηση της πίεσης και απουσία φυσαλίδων.

Είναι επίσης δυνατή η πλήρωση με πίεση, ενώ επιτυγχάνονται οι θερμοκρασίες συμπύκνωσης και εξάτμισης που υποδεικνύονται από τον κατασκευαστή. Η ακρίβεια αυτής της μεθόδου εξαρτάται από την καθαρότητα του συμπυκνωτή και του εξατμιστή.