|
Хладагент выходит из компрессора в
парообразном состоянии. Он имеет высокую температуру и может отдать тепло,
полученное им в испарителе, и тепло сжатия. Один из простейших способов
отвода тепла от парообразного хладагента заключается в подаче пара через
радиаторное устройство, называемое конденсатором. При отдаче тепла
высокотемпературным парообразным хладагентом высокого давления температура
его понижается до температуры насыщения и пар конденсируется, превращаясь в
жидкий хладагент. Отсюда название — конденсатор.
Назначение
Конденсатор холодильного агрегата предназначен для отвода
тепла от сжатого пара хладагента и превращения его в жидкость. От сжатого
пара хладагента должно быть отведено сухое тепло для понижения его
температуры до температуры конденсации. Затем, по мере отвода скрытой теплоты
от хладагента, последний постепенно превращается в жидкость (конденсируется).
Из вышесказанного следует, что конденсатор является
устройством для отвода тепла из холодильной системы.
Типы конденсаторов
В современных холодильных системах применяют три типа
конденсаторов: воздушные, водяные, испарительные. В воздушных конденсаторах в
качестве охлаждающей среды используют воздух, в водяных конденсаторах — воду,
а в испарительных — комбинацию этих сред.
Воздушные конденсаторы. Этот тип конденсатора
наиболее распространен в малом торговом оборудовании, бытовых холодильных
аппаратах и в кондиционерах. Конструктивно конденсаторы выполнены из
оребренных труб, которые отдают тепло в окружающую среду. За исключением
очень малых бытовых аппаратов, которые охлаждаются при естественной
циркуляции воздуха, теплоотдача осуществляется очень эффективно вследствие
принудительной подачи большого количества воздуха через компактный конденсатор
агрегата ( 83).
Существует дка вида конденсаторов со свободным движением
воздуха: оребренный конденсатор ( 84) и листотруб- ный конденсатор (вис. 85).
В последнем типе конденсатора листы прижаты друг к\другу и соединены сварным
швом.
В конденсаторе су свободным движением воздуха он омывает
аппарат под действием гравитации. При контакте с теплой поверхностью
конденсатора воздух абсорбирует тепло и поднимается. Перемещающийся вверх
теплый воздух замещается более холодным, и теплоотдача продолжается.
Конденсаторы со свободным движением воздуха применяются
ограниченно. Они не могут рассеивать большое количество тепла из-за
медленного обдува воздухом. В связи с этим нужны относительно большие площади
поверхностей. Однако производство таких конденсаторов экономично, они не
требуют большого объема обслуживания, и обычно их используют в домашних
холодильниках.
Производительность конденсатора может быть увеличена
посредством принудительного обдува. Это обычно обеспечивается вентилятором,
который повышает интенсивность потока воздуха
Некоторые из первых воздушных конденсаторов имели
гладкотрубную конструкцию. Однако этот тип конденсатора был малоэффективен и
уступил место конденсатору из оребренных труб. Воздушный конденсатор с
принудительным движением воздуха более практичен для установок большой
производительности, чем конденсатор со свободным движением воздуха. Основными
недостатками воздушных конденсаторов с принудительным движением воздуха
являются экономические факторы и необходимость в дополнительной площади.
Воздушные конденсаторы легко монтируются, недороги в
обслуживании, не требуют применения воды и не замерзают при низкой
температуре. Однако для их работы необходимо достаточное количество воздуха,
а в больших установках возникает шум от работающего вентилятора. В зонах с
очень жарким климатом давление конденсации может подняться выше нормального
из-за относительно высокой температуры окружающей среды. Однако, если имеется
соответствующая площадь поверхности, воздушные конденсаторы нормально
эксплуатируются во всех климатических зонах.
При наличии достаточной площади помещения конденсаторы
могут иметь один ряд труб. Для компактности конденсаторы обычно изготовляют с
малой площадью торцевой поверхности и с несколькими рядами труб в глубину.
Когда через конденсатор воздух подается принудительно, он поглощает тепло и
температура воздуха повышается. В связи с этим КПД каждого последующего ряда
труб понижается.
Довольно широкое распространение имеют конденсаторы с
восемью рядами
труб в глубину. \Вытяжные вентиляторы, просасывающие
воздух через конденсатор, образуют более равномерный поток воздуха, чем
вентиляторы внешнего обдува ( 87). В связи с тем что равномерное
распределение воздуха повышает КПД конденсатора, предпочтительнее
использовать вытяжные вентиляторы.
В большинстве холодильных установок с воздушными
конденсаторами, работающими при низкой температуре окружающей среды, имеют
место повреждения компрессора из-за ненормально низкого давления нагнетания.
Для поддержания оптимального давления нагнетания используют специальные
устройства. Это относится к аппаратам, монтируемым на крыше здания, и к
системам кондиционирования воздуха, подверженным воздействию низкой
температуры окружающей среды. Производительность регуляторов потока
хладагента зависит от разности давлений. В связи с тем что регуляторы выбирают
для требуемой производительности при нормальном рабочем давлении, чрезмерно
низкое давление нагнетания, которое понижает разность давлений в регуляторе
потока, создает недостаточный поток хладагента. Уменьшенный поток хладагента
может вызвать неустойчивую подачу его в испаритель, в результате чего в
установках кондиционирования воздуха он обмерзает. При низких скорости
движения потока хладагента, давлении в испарителе в нем накапливается масло.
В результате в картере компрессора иногда образуется недостаток масла.
Требуемый перепад давлений в регуляторе потока зависит от
давления нагнетания. При нормальных условиях в системе кондиционирования
воздуха давление нагнетания должно поддерживаться соответственно температуре
конденсации 32 °С, которая может быть при температуре окружающей среды 16,6
°С. В связи с тем что обычно кондиционирования воздуха не требуется при таких
низких температурах, не всегда необходим регулятор давления нагнетания. В тех
случаях, когда необходима работа при температуре окружающей среды ниже 16 °С,
нужное давление нагнетания для удовлетворения особых конкретных требований
можно поддерживать с помощью трех способов: регулированием вентилятора,
регулированием заслонки и затоплением конденсатора хладагентом.
Регулирование давления нагнетания с помощью вентилятора в
зависимости от производительности компрессора удовлетворительно при
температурах окружающей среды, выше указанных в табл. 3. Контакты термореле
размыкаются, когда температура конденсации достигает приблизительно 32 °С, и
первый вентилятор останавливается. В табл. 4 даны приблизительные уставки
термореле для нескольких величин расчетной разности температур. Эти уставки
примерные, так как они не учитывают колебаний нагрузки.
Способ регулирования давления нагнетания заслонкой основан
на принципе регулирования количества воздуха, проходящего через секцию
конденсатора, посредством байпасной и торцевой заслонок на стороне выхода
воздуха ( 88). Заслонки связаны таким образом, что при полностью закрытой торцевой
заслонке лопатки байпасной заслонки полностью открыты. Это нормальное
положение для эффективной работы заслонки ( 89). В таком положении вентилятор
направляет поток воздуха на полностью закрытые лопатки заслонки. Затем поток
воздуха выходит через широко открытую байпасную заслонку, возвращается к
вентилятору и снова нагнетается в сторону закрытой торцевой заслонки. В этом
положении воздух практически не проходит через змеевик конденсатора.
Регулирование давления нагнетания посредством
затопления конденсатора основано на возврате жидкого хладагента в
конденсатор, в результате чего понижается его эффективная производительность.
Затопление конденсатора жидким хладагентом является усовершенствованным
способом регулирования давления нагнетания. К конденсатору подсоединяют два
регулирующих вентиля. Рекомендуется установка обратного клапана для
предотвращения потока хладагента к конденсатору во время нерабочей части
цикла ( 90). Работа этой системы не зависит от разницы в высоте монтажа
конденсатора и ресивера, в связи с чем их можно удобно разместить в любых
условиях.
Вентиль, расположенный на жидкостной линии между
конденсатором и ресивером ( 91), в нормальных условиях закрыт и открывается
при повышении давления в конденсаторе. Паровой, или байпасный, вентиль в
нормальных условиях открыт и закрывается при повышении давления. Этот вентиль
расположен на линии между жидкостным вентилем и ресивером.
Система работает следующим образом. При нормальных
условиях окружающей среды во время пуска установки байпасный вентиль
открыт, а жидкостный закрыт. При движении горячего пара из компрессора одна
его часть поступает в конденсатор, другая часть проходит по байпасному
трубопроводу через открытый паровой вентиль и обратный клапан и входит в
ресивер. Во время работы компрессора горячий пар конденсируется и уровень
жидкости повышается, так как жидкостный вентиль на выпускной стороне
конденсатора все еще закрыт. При повышении уровня жидкости понижается
производительность конденсатора, в результате чего давление нагнетания
увеличивается. Байпасируемый пар поддерживает или повышает давле- ление в
ресивере. Когда давление в конденсаторе повышается до определенного уровня,
жидкостный вентиль начинает открываться, в результате чего жидкость выходит
из конденсатора и поступает в ресивер. В то же время байпасный вентиль
начинает закрываться, ограничивая тем самым поток горячего пара в ресивер.
Регулирующее действие двух вентилей поддерживает соответствующие уровень
жидкости в конденсаторе и давление нагнетания.
Затопление конденсатора в многовентиляторных конденсаторах
жидкостью обычно применяют для расширения диапазона работы. Использование
вентиляторов совместно с затоплением конденсатора жидкостью уменьшает
требуемую зарядку системы хладагентом.
|