|
Производительность конденсатора
зависит от нескольких факторов:
площади поверхности конденсатора;
контакта между хладагентом и внутренней поверхностью
конденсатора; разности температур между охлаждающей средой и парообразным
хладагентом;
скорости движения потока парообразного хладагента в трубах
конденсатора. При нормальных условиях эксплуатации чем выше скорость, тем
лучше коэффициент теплопередачи и тем больше производительность;
интенсивности потока охлаждающей среды, омывающей или
протекающей через конденсатор. Коэффициент теплопередачи увеличивается при
повышении скорости движения потоков воздуха и воды, а также при повышении плотности
воздуха;
материала конденсатора. В связи с тем что теплопередача
зависит от материала, то металлы, ймеющие больший коэффициент
теплопроводности, повышают производительность аппарата;
чистоты теплопередающей поверхности. Грязь, накипь или
коррозия снижают интенсивность теплопередачи;
скорости замещения сконденсированного хладагента
неохлажденным парообразным агентом.
Для каждой модели конденсатора физические характеристики
являются определенными. Основная переменная — это разность температур между
парообразным хладагентом и ох- лаждающей средой.
Температура конденсации
Температура конденсации — это температура, при которой
парообразный хладагент превращается в жидкость. Эту температуру нельзя путать
с температурой охлаждающей среды. Температура конденсации всегда должна быть
выше, чтобы осуществился процесс теплопередачи.
Для конденсации парообразного хладагента, подаваемого в
конденсатор, тепло должно отводиться от него с той же интенсивностью, с какой
оно поступает с парообразным хладагентом, подаваемым в конденсатор. Как
указывалось ранее, единствен- «ый способ повышения производительности
конденсатора при данных условиях заключается в увеличении разности
температур.
При работе поршневого компрессора давление в конденсаторе
будет повышаться до тех пор, пока разность температур между конденсирующимся
паром и охлаждающей средой станет достаточно велика для передачи требуемого
количества тепла. Эта разность температур может быть очень маленькой в
большом конденсаторе. Значительная разность температур становится причиной
возникновения опасно высокого давления нагнетания в небольшом конденсаторе,
если прегражден поток воздуха или воды к нему. Поэтому важно, чтобы
конденсатор во время эксплуатации холодильного агрегата работал с оптимальной
разностью температур.
Температура конденсации, а следовательно, и давление
конденсации определяются производительностью конденсатора, температурой
охлаждающей среды и энтальпией парообразного хладагента, нагнетаемого
компрессором. Энтальпия в свою очередь зависит от объема, плотности и
температуры нагнетаемого пара.
Разность температур при конденсации
Конденсатор для системы обычно выбирают, исходя из его
способности справиться с нагрузкой на компрессор при желательной разности
температур между температурой конденсации и ожидаемой температурой
охлаждающей среды. Большинство воздушных конденсаторов используют для работы
при разности температур от 11 до 17 °С. В специальных случаях конденсаторы
работают при большей или меньшей разности температур.
Компрессорно-конденсаторные агрегаты часто выпускают с
одним конденсатором для широкого диапазона работы. Для того чтобы диапазон
работы был возможно шире, разность температур при высоком давлении всасывания
может быть от 17 до 22 °G. При низкой температуре кипения хладагента разность
температур не превышает часто 2—6 °С. Расчетная температура конденсации в
агрегатах с водяным охлаждением определяется температурой поступающей воды, а
также интенсивностью ее потока и может быть от 32 до 49 °С.
В связи с тем что производительность компрессора должна
быть выше производительности испарителя на величину, равную теплоте сжатия и
потере КПД двигателя, завод-изготовитель может определять производительность
конденсаторов в единицах производительности испарителя или рекомендовать
коэффициент, учитывающий теплоту сжатия, при выборе конденсатора
соответствующего размера.
Неконденсирующиеся газы
Воздух состоит в основном из азота и кислорода. Оба
элемента остаются в газовой фазе при любых температуре и давлении,
встречающихся в торговом холодильном оборудовании и в системах
кондиционирования воздуха. Поэтому, несмотря на то что эти газы могут быть
сжижены при исключительно высоком давлении и очень низкой температуре, в
холодильной системе их можно рассматривать как неконденсирующиеся газы.
В смеси каждый газ создает свое собственное давление
независимо от других газов и общее давление в системе является суммой
давлений всех присутствующих в ней газов. Это явление известно как закон
Дальтона. Другой газовый закон заключается в том, что если пространство, в
котором находится газ, остается постоянным и газ не может расшириться, его
давление изменяется в зависимости от температуры. Если воздух и хладагент
находятся в герметичной системе, то давление азота и кислорода добавляется к
давлению хладагента. Это суммарное давление увеличится при повышении температуры.
В связи с тем что воздух является неконденсирующимся
газом, он обычно остается в верхней части конденсатора и ресивера. Во время
работы компрессора давление нагнетания представляет собой сумму давления
конденсации хладагента и давления, создаваемого азотом и кислородом. Избыток
давления, превышающий давление конденсации, который может образоваться,
зависит от количества имеющегося в аппаратах воздуха и легко может достигнуть
величины 0,28—0,35 МПа и выше. Воздух является основной причиной работы системы
при ненормально высоком давлении нагнетания.
|