13.10.2015

Регулирование подачи жидкого хладагента в испаритель

В.В. Шишов, главный инженер группы компаний «Фармина», доцент МГТУ им. Н.Э.Баумана
(журнал "Холодильная Техника" №7, 2015 г.)

Парокомпрессионная холодильная установка (ХУ) должна быть оснащена специальным узлом, позволяющим понизить давление конденсации хладагента (ХА) до давления кипения в испарителе (И). Процесс понижения давления может происходить при  расширении в цилиндре – детандирование ( s – const), или - при дросселировании ( h – const), а также в устройствах с использованием волновых процессов расширения.

Во всех ХУ применяется дросселирование жидкого ХА в регулирующем устройстве (РУ) вместо расширения в рабочем цилиндре, что объясняется сложностью изготовления детандеров, хотя в дроссельном клапане происходит бесполезное парообразование и холодопроизводительность ХУ уменьшается. Поскольку эти РУ, кроме понижения давления, регулируют подачу ХА в И они в холодильной технике называются регулирующими. В их задачу входит подача такого количества жидкого ХА, которое обеспечит необходимую холодопроизводительность ХУ при заданной температуре кипения и будет равно количеству пара, отсасываемого компрессором.

С точки зрения теплообмена И желательно полностью заполнить кипящим жидким ХА, но безопасность эксплуатации требует оставлять часть объема теплообменника, заполненной газом.

   Важнейшей задачей РУ является защита компрессора от гидравлического удара путем поддержания необходимого уровня в И затопленного типа или перегрева в И змеевикового типа. При переполнении испарительной системы вследствие неправильного регулирования неизбежен гидравлический удар в компрессоре, сопряженный с возможностью разрушения последнего.  

Устройства для дросселирования делятся на две группы:

  • работающие в режиме затопленных И,
  • для оснащения установок, работающих с змеевиковыми,  трубчатыми И.

   Регулирование подачи ХА в первой группе  осуществляется путем поддержания уровня жидкого ХА в И затопленного типа с помощью различных поплавковых устройств.

Поскольку в И змеевикового типа, например, «сухих» И, проконтролировать уровень жидкого ХА невозможно, то регулирование подачи ХА проводится устройствами с контролем  перегрева в И, например, так называемыми терморегулирующими вентилями (ТРВ).

   Поплавковые регулирующие вентили (ПРВ) могут поддерживать уровень жидкого ХА в И (ПРВ низкого давления) и - в конденсаторе (ПРВ высокого давления).

   В ХУ , имеющих только один И, величину заправки ХА можно рассчитать таким образом, чтобы иметь возможность регулировать подачу ХА в И, контролируя уровень жидкого ХА в конденсаторе с помощью ПРВ высокого давления, который устанавливается вблизи конденсатора. Защита компрессора в этом случае от гидравлического удара достигается точным расчетом количества заправляемого ХА (при полной нагрузке перегрев на  всасывании в компрессор должен быть примерно 5К).

  Все РУ по своему устройству и принципу работы также делятся на механические и электронные.

Как и следовало ожидать механические РУ постепенно уступают свои позиции электронным…