Pregrijavanje i podhlađenje rashladnog sredstva. Točenje goriva i punjenje gorivom pothlađivanjem. Pothlađivanje zbog unutrašnjih resursa rashladne jedinice

Toplotna ravnoteža površinskog kondenzatora ima sljedeći izraz:

G Za ( h do -h do 1)=W(t 2v -t 1v)od do, (17.1)

Gdje h to- entalpija pare koja ulazi u kondenzator, kJ/kg; h do 1 =c do t do- entalpija kondenzata; od do=4,19 kJ/(kg×0 C) – toplotni kapacitet vode; W– protok rashladne vode, kg/s; t 1v, t 2v- temperatura rashladne vode na ulazu i izlazu iz kondenzatora. Protok kondenzovane pare G k, kg/s i entalpija h to poznato iz proračuna parna turbina. Meri se temperatura kondenzata na izlazu kondenzatora jednaka temperatura zasićenje parom t p odgovara njegovom pritisku r k uzimajući u obzir pothlađivanje kondenzata D t to: t k = t p - D t to.

Pothlađivanje kondenzata(razlika između temperature zasićenja pare pri tlaku u vratu kondenzatora i temperature kondenzata u usisnoj cijevi kondenzatne pumpe) je posljedica smanjenja parcijalnog tlaka i temperature zasićene pare zbog prisustvo otpora vazduha i pare kondenzatora (slika 17.3).

Slika 17.3. Promene parametara mešavine pare i vazduha u kondenzatoru: a – promena parcijalnog pritiska pare p p i pritiska u kondenzatoru p k; b – promjena temperature pare t p i relativnog sadržaja zraka ε

Primjenjujući Daltonov zakon na medij para-vazduh koji se kreće u kondenzatoru, imamo: p k = p p + p v, Gdje r p I r in– parcijalni pritisci pare i vazduha u smeši. Ovisnost parcijalnog tlaka pare o tlaku kondenzatora i relativnom sadržaju zraka e=G V / G k ima oblik:

(17.2)

Prilikom ulaska u kondenzator, relativni sadržaj vazduha je mali i r p » r k. Kako se para kondenzira, vrijednost e raste, a parcijalni pritisak pare opada. U donjem dijelu je najznačajniji parcijalni tlak zraka, jer povećava se zbog povećanja gustine zraka i vrijednosti e. To dovodi do smanjenja temperature pare i kondenzata. Osim toga, postoji otpor pare kondenzatora, određen razlikom

D r k = r k - r k´ .(17.3)

Obično D r k=270-410 Pa (određeno empirijski).

Po pravilu, mokra para ulazi u kondenzator, čija je temperatura kondenzacije jedinstveno određena parcijalnim pritiskom pare: niži parcijalni pritisak pare odgovara nižoj temperaturi zasićenja. Na slici 17.3, b prikazani su grafikoni promjene temperature pare t p i relativnog sadržaja zraka ε u kondenzatoru. Dakle, kako se paro-vazdušna mešavina kreće do mesta usisavanja i kondenzacije pare, temperatura pare u kondenzatoru opada, kako opada parcijalni pritisak zasićene pare. To se događa zbog prisustva zraka i povećanja njegovog relativnog sadržaja u mješavini pare i zraka, kao i prisustva parnog otpora kondenzatora i smanjenja ukupnog tlaka mješavine pare i zraka.

U takvim uslovima nastaje prehlađenje kondenzata Dt k =t p -t k, što dovodi do gubitka toplote sa rashladnom vodom i potrebe za dodatno grijanje kondenzata u regenerativnom sistemu turbinske jedinice. Osim toga, to je praćeno povećanjem količine kisika otopljenog u kondenzatu, što uzrokuje koroziju cijevnog sistema za regenerativno zagrijavanje napojne vode kotla.

Hipotermija može dostići 2-3 0 C. Način borbe protiv nje je ugradnja zračnih hladnjaka u snop cijevi kondenzatora, iz kojih se parno-vazdušna mješavina usisava u ejektorske jedinice. U modernim stručnim školama hipotermija je dozvoljena ne više od 1 0 C. Pravila tehnički rad strogo propisati dozvoljeni usis vazduha u turbinski agregat, koji mora biti manji od 1%. Na primjer, za turbine sa snagom N E=300 MW usis vazduha ne bi trebalo da bude veći od 30 kg/sat, i N E=800 MW – ne više od 60 kg/sat. Moderni kondenzatori, koji imaju minimalnu otpornost na paru i racionalan raspored snopa cijevi, praktički nemaju pothlađivanje u nazivnom režimu rada turbinske jedinice.

Jedna od najvećih poteškoća u radu servisera je to što ne vidi procese koji se odvijaju unutar cjevovoda i u rashladnom krugu. Međutim, mjerenje količine pothlađivanja može pružiti relativno tačnu sliku ponašanja rashladnog sredstva u krugu.

Imajte na umu da većina dizajnera bira veličine kondenzatora sa vazdušno hlađen na način da se obezbedi pothlađivanje na izlazu iz kondenzatora u opsegu od 4 do 7 K. Razmotrimo šta se dešava u kondenzatoru ako količina pothlađivanja padne van ovog opsega.

A) Smanjena hipotermija (obično manja od 4 K).

Rice. 2.6

Na sl. 2.6 pokazuje razliku u stanju rashladnog sredstva unutar kondenzatora tokom normalnog i nenormalnog prehlađenja. Temperatura u tačkama tv=tc=te=38°S = temperatura kondenzacije tk. Mjerenje temperature u tački D daje vrijednost td=35 °C, pothlađivanje 3 K.

Objašnjenje. Kada rashladni krug radi normalno, zadnji molekuli pare se kondenziraju u tački C. Tada se tekućina nastavlja hladiti i cjevovod cijelom dužinom (zona C-D) se puni tečnom fazom, što nam omogućava da postignemo normalnu vrijednost pothlađenja (npr. , 6 K).

Ako postoji manjak rashladnog sredstva u kondenzatoru, zona C-D nije potpuno ispunjena tečnošću, postoji samo mala površina Ova zona je potpuno zauzeta tekućinom (zona E-D), a njena dužina nije dovoljna da osigura normalno prehlađenje.

Kao rezultat toga, kada mjerite hipotermiju u tački D, sigurno ćete dobiti vrijednost nižu od normalne (u primjeru na slici 2.6 - 3 K).

I što je manje rashladnog sredstva u instalaciji, to će manje njegove tečne faze biti na izlazu iz kondenzatora i manji će biti njegov stepen pothlađivanja.

U granicama, sa značajnim nedostatkom rashladnog sredstva u krugu rashladna jedinica, na izlazu iz kondenzatora će se nalaziti mješavina para-tečnost, čija će temperatura biti jednaka temperaturi kondenzacije, odnosno pothlađivanje će biti jednako 0 K (vidi sliku 2.7).

Rice. 2.7

tv=td=tk=38°S. Vrijednost pothlađenja P/O = 38—38=0 K.

Dakle, nedovoljno punjenje rashladnim sredstvom uvijek dovodi do smanjenja pothlađenja.

Iz toga proizilazi da kompetentni serviser neće nepromišljeno dodati rashladno sredstvo u instalaciju, a da se ne uvjeri da nema curenja i da se ne uvjeri da je pothlađivanje nenormalno nisko!

Imajte na umu da kako se rashladno sredstvo dodaje u krug, nivo tekućine u donjem dijelu kondenzatora će se povećati, uzrokujući povećanje pothlađenja.

Hajdemo sada da razmotrimo suprotan fenomen, to jest, preveliku hipotermiju.

B) Povećana hipotermija (obično više od 7 K).

Rice. 2.8

tv=te=tk= 38°S. td = 29°C, dakle hipotermija P/O = 38-29 = 9 K.

Objašnjenje. Gore smo vidjeli da nedostatak rashladnog sredstva u krugu dovodi do smanjenja pothlađivanja. S druge strane, višak rashladnog sredstva će se akumulirati na dnu kondenzatora.

U ovom slučaju, dužina zone kondenzatora, potpuno ispunjene tekućinom, povećava se i može zauzeti cijelu odjeljak E-D. Količina tečnosti u kontaktu sa rashladnim vazduhom se povećava, a povećava se i količina pothlađivanja (u primeru na slici 2.8 P/O = 9 K).

U zaključku ističemo da je mjerenje količine pothlađivanja idealno za dijagnosticiranje procesa funkcionisanja klasične rashladne jedinice.

U toku detaljne analize tipičnih kvarova, vidjet ćemo kako u svakoj konkretan slučaj precizno interpretirati podatke iz ovih mjerenja.

Premalo pothlađenja (manje od 4 K) ukazuje na nedostatak rashladnog sredstva u kondenzatoru. Povećano pothlađivanje (više od 7 K) ukazuje na višak rashladnog sredstva u kondenzatoru.

2.4. VJEŽBA

Odaberite između 4 zračno hlađenih kondenzatora prikazanih na sl. 2.9, onaj za koji mislite da je najbolji. Objasni zašto?

Rice. 2.9

Zbog gravitacije tečnost se akumulira na dnu kondenzatora, tako da ulaz pare u kondenzator treba uvijek biti na vrhu. Stoga su opcije 2 i 4 u najmanju ruku čudno rješenje koje neće raditi.

Razlika između opcija 1 i 3 leži uglavnom u temperaturi zraka koji duva preko hipotermične zone. U 1. opciji, vazduh koji obezbeđuje pothlađivanje ulazi u zonu pothlađivanja već zagrejan, pošto je prošao kroz kondenzator. Dizajn 3. opcije treba smatrati najuspješnijim, jer provodi izmjenu topline između rashladnog sredstva i zraka prema principu suprotnog toka. Ova opcija ima najbolje karakteristike prijenos topline i dizajn postrojenja u cjelini.

Razmislite o ovome ako još niste odlučili u kojem smjeru ćete voditi rashladni zrak (ili vodu) kroz kondenzator.

• Utjecaj temperature i pritiska na stanje rashladnih sredstava
• Pothlađivanje u kondenzatorima hlađenim zrakom
• Analiza slučajeva abnormalne hipotermije

U ovom članku ćemo govoriti o samom na tacan nacin dopunjavanje klima uređaja.

Možete dopuniti bilo koje freone. Dopuna - samo jednokomponentni freoni (npr.: R-22) ili izotropne (uslovno izotropne, npr.: R-410) mješavine

Prilikom dijagnosticiranja rashladnih i klimatizacijskih sistema, procesi koji se odvijaju unutar kondenzatora su skriveni od servisera i često se od njih može razumjeti zašto je smanjena efikasnost sustava u cjelini.

Pogledajmo ih ukratko:

1. Pregrijana para rashladnog sredstva prolazi od kompresora do kondenzatora
2. Pod uticajem protok vazduha temperatura freona opada do temperature kondenzacije
3. Sve dok i posljednji molekul freona ne pređe u tečnu fazu, temperatura ostaje ista u cijelom dijelu linije gdje se odvija proces kondenzacije.
4. Pod uticajem protoka rashladnog vazduha, temperatura rashladnog sredstva opada sa temperature kondenzacije na temperaturu ohlađenog tečnog freona

Unutar kondenzatora, pritisak freona je isti.
Poznavajući tlak, pomoću posebnih tablica proizvođača freona, možete odrediti temperaturu kondenzacije u trenutnim uvjetima. Razlika između temperature kondenzacije i temperature ohlađenog freona na izlazu iz kondenzatora - temperatura pothlađivanja - obično je poznata vrijednost (provjerite kod proizvođača sistema) i raspon ovih vrijednosti za dati sistem je fiksiran. (na primjer: 10-12 °C).

Ako je vrijednost pothlađivanja ispod raspona koji je odredio proizvođač, tada freon nema vremena da se ohladi u kondenzatoru - nije dovoljno i potrebno je ponovno punjenje. Nedostatak freona smanjuje efikasnost sistema i povećava opterećenje na njemu.

Ako je vrijednost pothlađivanja iznad raspona, ima previše freona, potrebno je malo isprazniti dok se ne postigne optimalna vrijednost. Višak freona povećava opterećenje sistema i smanjuje njegov vijek trajanja.

Točenje goriva pothlađivanjem bez korištenja:

1. Priključujemo tlačni razvodnik i freonski cilindar na sistem.
2. Instalirajte termometar/senzor temperature na vod visokog pritiska.
3. Pokrenimo sistem.
4. Koristeći manometar na visokotlačnom vodu (vod za tekućinu), mjerimo pritisak i izračunavamo temperaturu kondenzacije za dati freon.
5. Termometrom pratimo temperaturu prehlađenog freona na izlazu iz kondenzatora (treba da bude u opsegu zbira temperature kondenzacije i temperature pothlađivanja).
6. Ako temperatura freona prelazi dozvoljeni nivo (temperatura pothlađivanja je ispod potrebnog opsega) - nema dovoljno freona, polako ga dodajte u sistem dok se ne postigne željena temperatura
7. Ako je temperatura freona ispod dozvoljenog nivoa (temperatura pothlađivanja je iznad opsega), postoji višak freona, dio se mora polako otpuštati dok se ne postigne željena temperatura.

Koristeći ovaj proces značajno pojednostavljeno (dijagram povezivanja na crtežima nalazi se u uputama za upotrebu):

1. Resetujemo uređaj na nulu, prebacujemo ga u režim superhlađenja i postavljamo vrstu freona.
2. Na sistem povezujemo kolektor manometra i freonski cilindar, a crevo visokog pritiska (tečnost) povezujemo kroz T-komad koji se isporučuje uz uređaj.
3. Temperaturni senzor SH-36N ugrađujemo na vod visokog pritiska.
4. Uključujemo sistem, vrijednost pothlađivanja će biti prikazana na ekranu, upoređujemo je sa traženim rasponom i, ovisno o tome da li je prikazana vrijednost veća ili niža, polako ispuštamo ili dodajemo freon.

Ova metoda dopunjavanja goriva je preciznija od punjenja po zapremini ili težini, jer ne postoje međuproračuni, koji su ponekad približni.

Aleksej Matvejev,
tehnički specijalista u kompaniji Raskhodka

Opcije rada rashladne jedinice: rad sa normalnim pregrijavanjem; s nedovoljnim pregrijavanjem; jako pregrijavanje.

Rad sa normalnim pregrijavanjem.

Dijagram rashladne jedinice

Na primjer, rashladno sredstvo se dovodi pod pritiskom od 18 bara, a usisni pritisak je 3 bara. Temperatura na kojoj rashladno sredstvo ključa u isparivaču je t 0 = −10 °C, na izlazu iz isparivača temperatura cijevi sa rashladnim sredstvom je t t = −3 °C.

Korisno pregrijavanje ∆t = t t − t 0 = −3− (−10) = 7. Ovo normalan rad rashladna jedinica sa izmjenjivač topline zraka. IN isparivač Freon potpuno proključa u oko 1/10 isparivača (bliže kraju isparivača), pretvarajući se u plin. Plin će se tada zagrijati na sobnoj temperaturi.

Pregrijavanje je nedovoljno.

Izlazna temperatura će biti, na primjer, ne -3, već -6 °C. Tada je pregrijavanje samo 4 °C. Tačka u kojoj tečno rashladno sredstvo prestaje da ključa pomiče se bliže izlazu iz isparivača. Dakle, većina isparivača je napunjena tekućim rashladnim sredstvom. Ovo se može dogoditi ako termostatski ekspanzioni ventil (TEV) isporučuje više freona u isparivač.

Što više freona ima u isparivaču, više para će se formirati, to će biti veći usisni pritisak i porast tačke ključanja freona (recimo da više nije -10, već -5 °C). Kompresor će se početi puniti tekućim freonom jer se povećao tlak, povećao se protok rashladnog sredstva i kompresor nema vremena da ispumpa sve pare (ako kompresor nema dodatni kapacitet). S ovom vrstom rada, kapacitet hlađenja će se povećati, ali kompresor može otkazati.

Jako pregrijavanje.

Ako su performanse ekspanzionog ventila niže, tada će manje freona ući u isparivač i on će ranije ispariti (točka ključanja će se pomjeriti bliže ulazu u isparivač). Cijeli ekspanzioni ventil i cijevi nakon njega će se smrznuti i prekriti ledom, ali 70 posto isparivača se uopće neće smrznuti. Pare freona u isparivaču će se zagrijati, a njihova temperatura može dostići sobnu temperaturu, dakle ∆t ˃ 7. U tom slučaju, kapacitet hlađenja sistema će se smanjiti, usisni pritisak će se smanjiti, a zagrijane pare freona mogu oštetiti stator kompresora.

Klima uređaj

Punjenje klima uređaja freonom može se obaviti na nekoliko načina, svaki od njih ima svoje prednosti, nedostatke i točnost.

Izbor metode punjenja klima uređaja zavisi od nivoa profesionalnosti tehničara, zahtevane preciznosti i alata koji se koristi.

Također je potrebno zapamtiti da se ne mogu puniti sva rashladna sredstva, već samo jednokomponentna (R22) ili uslovno izotropna (R410a).

Višekomponentni freoni sastoje se od mješavine plinova s ​​različitim fizička svojstva, koji pri curenju neravnomjerno isparavaju, a čak i kod malog curenja mijenja im se sastav, pa se sistemi koji koriste takva rashladna sredstva moraju potpuno napuniti.

Dopunjavanje klima uređaja freonom po težini

Svaki klima uređaj se u fabrici puni određenom količinom rashladnog sredstva čija je masa naznačena u dokumentaciji za klima uređaj (također naznačena na natpisnoj pločici), podatak o količini freona koji se mora dodati dodatno po metru je takođe tamo naznačeno. freonski put(obično 5-15 gr.)

Prilikom dopunjavanja gorivom ovom metodom potrebno je potpuno isprazniti rashladni krug od preostalog freona (u cilindar ili ga ispustiti u atmosferu, to nimalo ne šteti okolišu - o tome pročitajte u članku o utjecaju freona na klimu) i evakuirajte ga. Zatim napunite sistem određenom količinom rashladnog sredstva pomoću vage ili pomoću cilindra za punjenje.

Prednosti ove metode su visoka preciznost i prilično jednostavan proces punjenja klima uređaja. Nedostaci uključuju potrebu za evakuacijom freona i evakuacijom kruga, a cilindar za punjenje također ima ograničenu zapreminu od 2 ili 4 kilograma i velike dimenzije, što mu omogućava da se koristi uglavnom u stacionarnim uvjetima.

Dopunjavanje klime freonom za pothlađivanje

Temperatura pothlađivanja je razlika između temperature kondenzacije freona određene iz tablice ili skale manometra (određena tlakom očitanim sa manometra spojenog na vod visokog pritiska direktno na skali ili stolu) i temperature na izlazu iz skale ili stola. kondenzator. Temperatura prehlađenja obično bi trebala biti u rasponu od 10-12 0 C ( tačna vrijednost proizvođači navode)

Vrijednost hipotermije ispod ovih vrijednosti ukazuje na nedostatak freona - nema vremena da se dovoljno ohladi. U tom slučaju mora se napuniti gorivom

Ako je pothlađivanje iznad navedenog opsega, tada postoji višak freona u sistemu i on se mora ispuštati dok ne dostigne optimalne vrednosti hipotermija.

Možete dopuniti ovu metodu koristeći specijalnih uređaja, koji odmah određuju količinu pothlađivanja i tlaka kondenzacije, ili se mogu uraditi pomoću posebnih instrumenata - manometrijskog razdjelnika i termometra.

Prednosti ove metode uključuju dovoljnu tačnost punjenja. Ali zbog tačnosti ovu metodu je pod utjecajem kontaminacije izmjenjivača topline, stoga je prije dopunjavanja goriva ovom metodom potrebno očistiti (isprati) kondenzator vanjske jedinice.

Dopunjavanje klima uređaja rashladnim sredstvom zbog pregrijavanja

Pregrijavanje je razlika između temperature isparavanja rashladnog sredstva određene tlakom zasićenja u rashladnom krugu i temperature nakon isparivača. Praktično se određuje mjerenjem pritiska na usisnom ventilu klima uređaja i temperature usisne cijevi na udaljenosti od 15-20 cm od kompresora.

Pregrijavanje je obično unutar 5-7 0 C (tačnu vrijednost navodi proizvođač)

Smanjenje pregrijavanja ukazuje na višak freona - mora se isprazniti.

Hipotermija iznad normale ukazuje na nedostatak rashladni sistem treba napuniti gorivom dok se ne postigne potrebna vrijednost pregrijavanja.

Ova metoda je prilično precizna i može se značajno pojednostaviti ako se koriste posebni uređaji.

Druge metode za punjenje rashladnih sistema

Ako sistem ima prozor za pregled, tada prisustvo mjehurića može ukazivati ​​na nedostatak freona. U tom slučaju punite rashladni krug sve dok protok mjehurića ne nestane; to se mora raditi u porcijama, nakon svake porcije pričekajte da se tlak stabilizira i izostanak mjehurića.

Također možete puniti pritiskom, postižući temperature kondenzacije i isparavanja koje je odredio proizvođač. Točnost ove metode ovisi o čistoći kondenzatora i isparivača.