Альфа Лаваль Технический справочник по пластинчатым теплообменникам (2001 год)

4. Испарители и сепараторы

Желательна как можно большая длина

A. Как можно большую часть общей длины нужно использо"

ленных входов.

вать для сепарации.

C. Два, а лучше три смотровых окошка (6), для освещения

B. Брызгозащитные пластины (9) предохраняют массу жид"

и визуального контроля являются недорогим средством про"

кости от колебаний, особенно возле тангенциально направ"

верки работы отделителя жидкости.

D. Наклон сепаратора помогает сливать масло в аммиачных

F. Не используйте высокий вход, т.к. высота столба (h), оп"

системах. Однако возникает опасность образования вих

ределяющая гидростатический напор, и падение давления

рей на выходе.

могут оказаться слишком большими.

E. Выходы масла и хладагента, возвращающегося в испари"

G. Не вводите дросселированный хладагент из регулирую"

тель, должны размещаться как можно дальше от входов пара.

щего вентиля вглубь жидкого хладагента. Это уменьшает об"

Это дает время осесть мелким каплям масла, поступающим

разование тумана и мелких капель, но увеличивает колеба"

через вход 1. См. также пункт Н.

ния уровня жидкости, т.е. приводит к неустойчивости управ"

ляющего сигнала регулятора уровня.

H. Избегайте вертикальных выходов жидкого хладагента, т.к.

J. Каплеуловитель захватывает туман и мелкие капли.

в этом случае неизбежно образование вихрей. Если в испа"

K. Введение дросселированного хладагента из регулирующе"

ритель попадет пар, производительность может уменьшить"

го вентиля в контур сепаратор"испаритель сопряжено с труд"

ся, а в системе с принудительной циркуляцией это может при"

ностями. Его можно вводить через эжекторный насос (как по"

вести к поломке насоса.

казано на рис. 2 Г) или через распределитель хладагента на

Верхний и нижний выходы (7 и 8), через которые присое"

входе ПТО (труба с отверстиями для подачи в каждый канал).

диняется регулятор уровня (представленный здесь в виде уп"

В обоих случаях расширение должно быть непрерывным (как

равляющего клапана), должны отстоять друг от друга как мож"

в терморегулирующем вентиле), а не с двухпозиционным ре"

но дальше. Это облегчает изменение уровня жидкости, если

гулированием, как обычно делается в затопленных системах.

в этом возникнет необходимость.

Рис. 06. Конструкции горизонтального отделителя жидкости

1. Парожидкостная смесь от регулирующего вентиля.

6. Смотровое окошко для визуаль"

8. Индикаторная труба инди"

2. Циркулирующая жидкость к ПТО.

ного контроля.

катора нижнего уровня жид"

3. Возвращающаяся парожидкостная смесь из ПТО.

7. Индикаторная труба верхнего

кости.

4. К компрессору.

уровня жидкости.

9. Брызгозащитные пластины.

5. Слив масла.

4. Испарители и сепараторы

Альтернативный

Выход пара

Можно также ис"

выход пара

Дефлектор поворачи"

пользовать изгиб

вает в сторону входя"

трубы

щий поток пара

Пар, возвращающийся из испари"

Вид сверху

теля, и пар из регулирующего вен"

тиля должны быть направлены вниз,

но следует принять меры, чтобы эти

потоки не колебали поверхность

A B1

жидкости (например, сделать гори"

зонтальное выходное отверстие).

Горизонтальный выход

к испарителю

Патрубки для ус"

тановки термо"

метров и мано"

Тангенциальный вход

метров

способствует сепара"

ции, но может вызвать

Слив масла

образование вихрей.

Вид сбоку

Рис. 08. Вертикальный отделитель жидкости

Хладагент

к испарителю

Жидкость перемешивается сильнее, чем в горизонтальном

Тепло из окружаю"

отделителе жидкости, что ухудшает слив масла.

щей среды, от элек"

трического нагрева"

Кроме проблемы со сливом масла, нестабильный уровень

теля или нагревае"

жидкости может вызвать проблемы управления. В этом слу"

мого змеевика

чае управление регулирующим вентилем может осуществ"

Нагнетаемый пар

компрессора

ляться не по уровню жидкости в данном сепараторе, а по

уровню в ресивере высокого давления.

♦ Скорость не зависит от уровня жидкости.

Масло к компрессору

♦ Общий объем хладагента меньше, чем в горизонтальном

отделителе жидкости.

Рис. 07. Гибридный отделитель жидкости для

♦ Уровень жидкости меньше колеблется из"за подачи хлада"

аммиака с системой регенерации масла

гента из регулирующего вентиля или из"за циркуляции па"

рожидкостной смеси.

Масло стекает из отделителя жидкости через трубопровод

и клапан В1, а также из нижней точки контура сепаратор"

испаритель (см. также главу 1, «Приложения», рис. 03 и 10)

4.7. Горизонтальные и гибридные отделители

и собирается в маслосборнике.

жидкости

Аммиак, попадающий вместе с маслом в маслосборник,

♦ Пар из испарителя и, особенно, из регулирующего вентиля,

испаряется и возвращается в испаритель через трубопро"

нельзя направлять на поверхность жидкости. В противном

вод и клапан В2. Теплота для этого испарения поступает из

случае при открытии и закрытии регулирующего вентиля мо"

окружающей среды, от электрического нагревателя или на"

гут образоваться волны, что в свою очередь повлияет на ре"

гнетаемого пара.

гулятор уровня, и в результате установится колебательный

режим.

Когда маслосборник заполняется маслом, т.е. аммиак боль"

ше не испаряется, температура маслосборника увеличи"

Поток пара должен быть направлен в сторону стенки корпу"

вается. Если температура испарения ниже нуля, этот хоро"

са, а не в зону осаждения капель. Одним из решений может

шо заметно, т.к. иней на наружных стенках маслосборника

быть тангенциальный вход (1 и 3), как показано на рис. 06 В

исчезает.

или 07 А1, в сочетании с брызгозащитными пластинами (8).

Другое решение показано на рис. 02 В3 и 07 А2. Первое ре"

В этот момент клапан В1 перекрывается на некоторое вре"

шение обеспечивает меньшее падение давления.

мя, и остатки аммиака испаряются. Затем закрывается кла"

пан В2, а клапаны В3 и В4 открываются. Через клапан В3

♦ Все входы и выходы должны располагаться на противопо"

поступает пар высокого давления и выдавливает масло в

ложных концах. Благодаря этому масло, поступающее с хла"

систему смазки компрессора.

дагентом из регулирующего вентиля, успеет осесть до вы"

хода жидкости из сепаратора. В противном случае диспер"

гированное масло может загрязнить испаритель.

Ãèáðèäíûé îòäåëèòåëü æèäêîñòè (рис. 2 Б) имеет следую"

♦ Смотровые стекла (6, рис. 06), одно для освещения, а дру"

щие особенности:

гое для визуального контроля, это отличное средство про"

верки работы отделителя жидкости. Следует отметить, что

♦ Он представляет собой горизонтальный сепаратор с добав"

только одно смотровое стекло практически бесполезно, осо"

ленным снизу вертикальным сосудом.

бенно при температурах замерзания.

♦ Уровень жидкости поддерживается в этом нижнем сосуде.

♦ Полезно иметь патрубки для термометров и манометров на

♦ Сепарация происходит в горизонтальной части.

входе и выходе испарителя.

4. Испарители и сепараторы

♦ Парожидкостную смесь из ПТО следует возвращать в отде"

ной стороны с силой F_D. Как работает эта система?

литель жидкости как можно более коротким трубопроводом

Когда температура на выходе испарителя увеличивается, дав"

без излишних изгибов, клапанов и других стеснений потока.

ление в термобаллоне и давление на мембрану соответствен"

Если на входе сепаратора необходим запорный вентиль, он

но растут, и игла идет вниз, увеличивая проходное сечение и

должен иметь как можно меньшее гидравлическое сопротив"

пропуская больше хладагента. Усилие пружины можно регули"

ление. Видимо, наилучшим типом является шаровой кран, ко"

ровать винтом, увеличивая или уменьшая расход хладагента и

торый практически не вызывает потерь давления, затем сле"

(или) перегрев.

дуют конусные и цилиндрические краны и задвижки, пово"

ротные заслонки и, наконец, обладающие наибольшим со"

Это устройство работает хорошо при одном условии: темпе"

противлением проходные и угловые клапаны. Последние

ратура испарения должна быть постоянна. Только один термо"

широко используются в качестве регулирующей арматуры.

баллон контролирует температуру, определяя, имеется пере"

грев или нет. Теоретически можно иметь сменные наборы се"

♦ Если необходимо регулировать циркуляцию, регулирующие

дел и игл или пружин для каждой температуры испарения.

клапаны устанавливаются в жидкостную линию (рис. 2 Б).

Для увеличения рабочего диапазона ТРВ в качестве регулирую"

Обычно расход не требуется регулировать, за исключени"

щей переменной вместо температуры используем перегрев. У

ем систем с очень высоко установленным отделителем жид"

нас уже есть температура перегретого пара, преобразованная в

кости.

давление. Из этого значения мы должны вычесть давление ис"

♦ После чистки системы керосином, уайт"спиритом или по"

парения. Его можно определить в точке, где измеряется темпе"

добными растворителями, часть из которых остается внут"

ратура " внешнее уравнивание давления, или непосредственно

ри системы, возможно сильное вспенивание хладагента.

за точкой дросселирования " внутреннее уравнивание давления.

Продукты разложения масла также являются пенообразую"

♦ Ñèëû, äåéñòâóþùèå â êàíàëå âåíòèëÿ. Прежде чем рас"

щими веществами.

сматривать способы уравнивания давления, требуется об"

♦ В горизонтальном отделителе жидкости может возникнуть

судить другие силы, действующие в ТРВ. Когда жидкость

продольная стоячая волна. Она может привести неправиль"

проходит через канал клапана, она создает давление, F_F, на

ного определения уровня жидкости или попадания пара в

шток. Эта сила направлена по направлению потока. На рис.

трубопровод подачи жидкости.

09 она стремится закрыть вентиль. Если направление пото"

ка изменяется, та же сила стремится его открыть. Иными

4.8. Вертикальные отделители жидкости

словами, производительность вентиля зависит от направ"

В вертикальном отделителе жидкости, рис. 08, масса жидко"

ления потока. Это не обязательно недостаток; реверсивные

сти перемешивается сильнее, чем в горизонтальном, но вер"

кондиционеры обычно имеют разную производительность

тикальные сепараторы менее чувствительны к стоячей волне.

в режимах охлаждения и теплового насоса.

Принципы конструирования, изложенные выше в отношении

Точное расположение штока весьма затруднительно, посколь"

горизонтальных отделителей жидкости, верны и для вертикаль"

ку создаваемые потоком силы меняются, иногда нерегуляр"

ных аппаратов.

но. Точность позиционирования штока особенно важна при

низкой производительности большого вентиля. В этом слу"

4.9. Итоговые замечания о конструкции

чае игла расположена очень близко от седла, и даже неболь"

отделителей жидкости

шие перемещения вызывают заметные изменения расхода.

Лучшей обычно является самая простая конструкция. Отдели"

Возможным решением является узел с двумя седлами и

тель жидкости, полный брызгозащитных пластин, дефлекторов,

двумя иглами на общем штоке, причем хладагент течет че"

распределительных труб, патрубков и т.д., может работать хо"

рез эти седла в противоположных направлениях, см. рис.

рошо, если изготовлен в соответствии с конструкторскими чер"

09Е. Силы потока F_FA и F_FB компенсируют друг друга, и поло"

тежами, но если нет, то отыскание неисправностей в таком се"

жение штока зависит только от сил F_A, F_B и F_C.

параторе может стать просто невозможным. Лучше потратить

деньги на увеличение размера устройства. Не забудьте о двух

Различные изготовители ТРВ разрабатывают различные

смотровых стеклах и патрубках для манометров и (или) термо"

конструкции.

метров.

♦ Âíåøíåå óðàâíèâàíèå äàâëåíèÿ. Очевидно, что контроль

давления и температуры в одной точке более корректен. Од"

5. Терморегулирующий вентиль

нако в этом случае требуется добавить линию внешнего

уравнивания давления.

и испаритель непосредственного

Небольшая трубка подсоединяется к выходу испарителя вниз

расширения

по потоку от термобаллона. По этой трубке давление пере"

дается в камеру В, где воздействует на нижнюю сторону мем"

5.1. Терморегулирующий вентиль

браны в направлении, противоположном давлению термобал"

Хладагент входит в испаритель частично испаренным. Для хла"

лона. Чтобы понять работу вентиля, рассмотрим следующий

дагента R22 типичная доля пара составляет 25 %. Расширение

пример для двух температур испарения, 0 и "20 °С, с пере"

хладагента обычно происходит в терморегулирующем венти"

гревом 5 К в обоих случаях.

ле (ТРВ).

Температура испарения: 0 °С. Давление пара:

4,95 бар

Одной из регулирующих переменных в ТРВ может быть темпе"

Температура термобаллона: 5 °С. Давление в термобаллоне: 5,81 бар

ратура. Но поскольку температуру непосредственно трудно

Усилие на игле: (F_A " F_B) ~ (5,81 " 4,95) = 0,86 бар

использовать для регулирования, вместо нее используют со"

Температура испарения: "20 °С. Давление пара:

2,44 бар

ответствующее давление пара. Баллон с двухфазной смесью

Температура термобаллона: "15 °С. Давление в термобаллоне : 2,94 бар

хладагента (или, скорее, с несколько иной смесью, по причи"

Усилие на игле: (F_A " F_B) ~ (2,94 " 2,44) = 0,50 бар

не, которая будет объяснена ниже) устанавливается непосред"

ственно (металл к металлу) на выходную трубу испарителя.

Таким образом, в ТРВ без уравнивания давления сила, действу"

ющая на шток, изменяется в диапазоне от 2,44 до 4,95 бар, т.е.

Этот термобаллон соединен с камерой А терморегулирующего

в отношении 2,03:1, в то время как в ТРВ с уравниванием дав"

вентиля посредством тонкой трубки (рис. 09 С). На данном эта"

ления эта сила изменяется в диапазоне от 0,5 до 0,86, т.е. в

пе мы предполагаем, что камера В сообщается с атмосферой.

отношении 1,72:1.

Давление в камере А воздействует с силой F_A на подвижную

Диапазон изменения силы, действующей на шток, уменьшил"

мембрану, которая давит на шток и через него на иглу клапана.

ся, но недостаточно, чтобы оправдать уравнивание давлений.

Регулируемая пружина D действует на иглу с противополож"

Теперь становится ясно, почему состав для заполнения термо"

4. Испарители и сепараторы

баллона должен отличаться от хладагента. Если бы давление в

гулируется по перегреву после испарителя. Почему?

термобаллоне при "15 °С осталось тем же - 2,94 бар, а при 5 °С

Для ответа на этот вопрос представьте, что произойдет, если

давление в термобаллоне составило 5,45 бар, то при обеих тем"

на выходе испарителя должен быть насыщенный пар или

пературах испарения сила, действующая на шток, была бы про"

даже влажный пар, содержащий, скажем, 1 % жидкости.

порциональна 0,50 бар. В этом случае положение регулировоч"

Какую регулирующую переменную можно использовать, что"

ного винта перегрева для любого заданного значения перегре"

бы обеспечить 1 % жидкости на выходе?

ва будет одинаковым для обеих температур испарения.

К сожалению, очень трудно найти такую переменную. Нельзя

♦ Âíóòðåííåå óðàâíèâàíèå äàâëåíèÿ. Более простым по

использовать давление и (или) температуру, т.к. они одина"

устройству является терморегулирующий вентиль с внут"

ковы, как для смеси с 1 %, так и с 99 % жидкости. Можно

ренним уравниванием давления, рис. 09 D. Здесь просто

определять количество жидкости по средней плотности, но

убрана перегородка между камерами С и D, и давление пос"

на практике крайне трудно или даже невозможно контроли"

ле дросселирования непосредственно действует на нижнюю

ровать данный параметр.

сторону мембраны. Таким образом, температура контроли"

руется после испарителя, а давление перед испарителем.

Можно использовать рассеяние или поглощение света для

По этой причине терморегулирующий вентиль с внутренним

детектирования капель жидкости, но тогда необходимо при"

уравниванием давления рекомендуется использовать в сле"

сутствие определенного количества жидких хладагентов.

дующих случаях.

Еще можно было бы также применить микрофон для опре"

А. Для испарителей с незначительным перепадом давления,

деления звуков «гидравлического удара» в компрессоре и

т.е. таких, где выходное давление равно входному давлению.

управления терморегулирующим вентилем на основе этих

измерений.

Б. Для испарителей с постоянным перепадом давления.

Когда пар начинает перегреваться, ситуация изменяется.

Поскольку перепад давления в ППТО сравнительно велик,

Тогда температурная кривая и кривая давления строятся не"

для них не следует применять терморегулирующие венти"

зависимо, предоставляя набор двух переменных для регу"

ли с внутренним уравниванием давления.

лирования. Если перегрев увеличивается, т.е. испаритель

♦ Îãðàíè÷åíèÿ. Итак, терморегулирующий вентиль предназ"

работает не на полную мощность, ТРВ открывается и про"

начен для регулирования расхода хладагента и, следова"

пускает больше хладагента.

тельно, производительности испарителя, при условии, что

Если перегрев уменьшается, т.е. испаритель работает с

из испарителя выходит перегретый пар. Его нельзя исполь"

мощностью выше номинальной, ТРВ закрывается и умень"

зовать для поддержания заданного расхода двухфазного

шает подачу хладагента.

хладагента на выходе испарителя, а также для регулирова"

ния давления испарения.

5.3. Испаритель непосредственного

расширения

5.2. Назначение перегрева

При подъеме насыщенной двухфазной смеси в испарителе

♦ Çàùèòà êîìïðåññîðà. Если капли хладагента попадают в

давление падает. Это объясняется уменьшением перепада дав"

компрессор, это может вызвать «гидравлический удар», т.е.

ления и, в меньшей степени, увеличением высоты столба.

резкий скачок давления при испарении жидкого хладагента

вследствие повышения температуры при сжатии в компрес"

Вследствие такого уменьшения давления и в силу взаимоза"

соре.

висимости температуры и давления, температура в аппарате

уменьшается от точки входа до точки полного испарения хла"

Вследствие такого дополнительного увеличения количества

дагента. После этого пар, который больше не находится в рав"

пара давление поднимается выше, чем при сжатии нормаль"

новесии с жидкостью, начинает перегреваться. Значения пе"

ного количества пара. Компрессор перегружается и может

регрева меняются, но типичным для хладагента R22 является

выйти из строя. «Гидравлический удар» не является след"

5 К. См. температурный профиль на рис. 09 В. Обратите вни"

ствием несжимаемости жидкость, как иногда считают. В

мание на разницу в профилях по сравнению с термосифонным

паре, всасываемом компрессором, иногда содержится зна"

испарителем (рис. 03 Б).

чительное количество (до 5 %) «несжимаемых» капель мас"

ла, но они не вызывают гидравлического удара.

Кроме опасности гидравлического удара, капли хладагента

5.4. Система терморегулирующий вентиль

могут вымыть масло, и тогда компрессор может заклинить.

испаритель

Наиболее чувствительны к «гидравлическому удару» негер"

5.4.1. Заполнение термобаллона

метичные поршневые и спиральные компрессоры, а наиме"

Было разработано много типов наполнителей термобаллонов

нее чувствительны винтовые и турбокомпрессоры.

для управления испарителем. От них зависят характеристики

ТРВ при различных температурах испарения, в момент пуска и

Пар перегревается, чтобы обеспечить полное испарение

остановки, и т.д. Имеется три основных типа заполнения.

жидкости перед подачей пара в компрессор. Сколько жид"

кости может испариться?

♦ Æèäêîå çàïîëíåíèå. Термобаллон содержит и пар, и жид"

кость во всем рабочем диапазоне температур. В других ча"

Пример: хладагент R22 с температурой насыщения 0 °С и с

стях устройства (в трубке и в камере ТРВ) может находиться

перегревом +5 К может содержать до 1,8 % жидких капель.

только жидкость.

Эти капли испаряются, и в результате получается 100 % на"

сыщенный пар с температурой 0 °С.

Если температура термобаллона выше температуры других

частей системы, хладагент перетекает в эти части и может

Пар аммиака, содержащий 1,8 % жидкости, необходимо пе"

полностью заполнить их жидкой фазой. Давление в систе"

регреть почти на 11 К для испарения всей жидкости, тем са"

ме определяется давлением в компоненте с двухфазным на"

мым значительно уменьшая эффективную разность темпе"

полнением, т.е. в термобаллоне.

ратур для охлаждения воды.

Если температура термобаллона ниже температуры других

Это одна из причин, почему аммиачные холодильные уста"

частей системы, жидкость в этих частях испаряется и в них

новки обычно используют затопленные испарители, в кото"

остается только пар. Давление в системе по"прежнему за"

рых нет перегрева пара.

дается давлением в компоненте с двухфазным наполнени"

♦ Óïðàâëåíèå òåðìîðåãóëèðóþùèì âåíòèëåì. ТРВ про"

ем, т.е. в термобаллоне.

пускает определенное количество хладагента, которое ре"

4. Испарители и сепараторы

Расход хладагента, кг/с

Рабочий перегрев

Вода = 14 °С

Статический

Перегрев

перегрев

открывания

Вода = 12 °С

Температура испарения = 2 °С

Пере"

Перегрев, К

грев, К

А. Характеристическая кривая ТРВ

Б. Характеристическая кривая испарителя

Вентиль остается закрытым, пока перегрев не увеличится до

Когда расход хладагента (пропускная способность ТРВ) име"

определенного значения " статического перегрева. Затем он

ет максимальное значение, перегрев равен нулю. Если рас"

открывается и расход хладагента (пропускная способность

ход уменьшается, перегрев увеличивается и достигает мак"

ТРВ) увеличивается до полного открытия клапана. На рисун"

симума при нулевом расходе (максимальный перегрев опре"

ке показаны кривые для различных уставок статического пе"

деляется входной температурой охлаждаемой среды). На

регрева. В данном случае пропускная способность линейно

рисунке показаны кривые для двух входных температур ох"

зависит от перегрева.

лаждаемой среды (10 и 12 °С).

Рис. 10. Характеристические кривые ТРВ и испарителя

♦ Ïåðåêðåñòíîå çàïîëíåíèå.

Кривая упругости пара для

регреву.

заполнения термобаллона имеет меньший наклон, чем ана"

Для того чтобы создать необходимый поток хладагента, требу"

логичная кривая для хладагента, т.е. при некоторой темпе"

ется дальнейший перегрев " перегрев открывания. Сумма этих

ратуре кривые давления пересекаются, и затем с увеличе"

двух перегревов называется рабочим перегревом и должна

нием температуры увеличивается перегрев.

равняться перегреву на выходе испарителя при требуемой про"

Для низкотемпературных систем это является преимуще"

изводительности. На рис. 10 А показана характеристическая

ством. Когда система начинает работу, температура и, со"

кривая для типичного ТРВ. Обычно терморегулирующий вен"

ответственно, пропускная способность ТРВ, как правило, на"

тиль настраивается на заводе на определенный статический

много выше нормальных рабочих значений, поэтому требу"

перегрев. Его можно изменять поворотом регулировочного

ется высокий перегрев, чтобы ограничить расход хладаген"

винта Е. Это вызывает параллельный сдвиг характеристичес"

та через испаритель и не допустить попадания жидкого хла"

кой кривой. Передаваемый на ТРВ перегрев трансформирует"

дагента в компрессор.

ся в соответствующее открытие клапана.

♦ Ïàðîâîå çàïîëíåíèå.

Вся система заполнена в основном

Пропускная способность ТРВ, которая может выражаться че"

паром, небольшое количество жидкости содержится в тер"

рез расход или через холодопроизводительность, зависит не

мобаллоне. Выше определенной температуры вся жидкость

только от степени открытия клапана, но также от разности дав"

испаряется. После этого давление в термобаллоне растет

лений между входом и выходом, абсолютного давления и типа

очень медленно, тогда как давление испарения продолжает

хладагента. Кроме того, форма иглы клапана может быть раз"

увеличиваться экспоненциально. В результате ТРВ закры"

личной, т.е. открытие необязательно представляет собой ли"

вается выше определенной температуры/давления.

нейную функцию от перегрева. Ниже представлены некоторые

другие возможные кривые.

Такой МРД вентиль (МРД - максимальное рабочее давле"

ние) снижает нагрузку компрессоров с двигателями, имею"

щими низкий крутящий момент при пуске. Излишнее дав"

5.4.3. Характеристическая кривая испарителя

ление при пуске могло бы сжечь двигатель. Недостаток та"

Характеристическую кривую испарителя можно представить

кого ТРВ в том, что термобаллон должен всегда быть самой

аналогичным образом. Независимой переменной здесь явля"

холодной частью системы термобаллон"ТРВ. В противном

ется расход хладагента, а зависимой - перегрев. Ради того что"

случае жидкость переместится в более холодную часть си"

бы облегчить сравнение с характеристической кривой ТРВ, оси

стемы, от которой теперь будет зависеть состояние ТРВ.

этого графика ориентированы так же, как и для ТРВ, т.е. расход

Такой ТРВ отличается быстрой реакцией на температурные

откладывается на оси ординат, а перегрев - на оси абсцисс. На

изменения.

рис. 10 Б изображена кривая для СВ52"50Н.

♦ Àáñîðáöèîííîå çàïîëíåíèå.Система заполняется газом,

Номинальная производительность испарителя составляет 29,7

а термобаллон заполняется абсорбентом. Чем холоднее

кВт, что соответствует расходу R22 694 кг/ч при температуре

термобаллон, тем больше газа он поглощает. Такой ТРВ ре"

испарения 2 °С и перегреве 5 К. Номинальная температура воды

агирует только на температуру термобаллона и не является

на входе составляет 12 °С, а расход воды остается постоянным

вентилем МРД типа.

и равен 5086,5 кг/ч. Зеленая линия показывает характеристи"

ческую кривую, когда температура воды на входе увеличивает"

ся до 14 °С.

5.4.3. Характеристическая кривая ТРВ

Даже при выключенном компрессоре пружина прижимает иглу

При изменении расхода R22 перегрев изменяется в соответ"

к седлу, т.е. клапан остается закрытым до тех пор, пока усилие

ствии с характеристической кривой. Для расхода 736 кг/ч пе"

со стороны мембраны меньше или равно усилию пружины. Игла

регрев равен нулю, а когда расход приближается к нулю, пере"

поднимается, когда усилие мембраны достигает значения, со"

грев достигает максимального значения, 10 К (12 К, если вход"

ответствующего определенному перегреву " статическому пе"

ная температура воды равна 14 °С).

4. Испарители и сепараторы

Кривая испарителя более сложна, чем кривая ТРВ. Перегрев

и справа от рабочей точки. Как правило, допустимая пропускная

зависит от расхода, температуры и типа охлаждаемой среды.

способность ТРВ может превышать номинальную приблизитель"

Очень трудно правильно рассчитать тепловые характеристики

но на 20 %, что предоставляет достаточный диапазон регулиро"

испарителя, т.к. они зависят от многих параметров (например,

вания при номинальной производительности.

чистоты обработки поверхности), которые трудно сопостав"

лять, поведение потока не до конца изучено и т.д.

5.5.3. Устойчивость контура ТРВ испаритель

Помимо того, что система ТРВ"испаритель должна обеспечить

требуемую производительность, ее работа должна быть устой"

5.5. Согласование ТРВ с испарителем

чивой. Явление, при котором вентиль колеблется между почти

5.5.1. Рабочая точка

закрытым состоянием и почти открытым состоянием, специа"

При согласовании терморегулирующего вентиля с испарите"

листы по холодильной технике обычно называют колебанием

лем следует оценить две характеристики в фактической рабо"

клапана.

чей точке:

Возможны различные причины колебательных процессов и

♦ требуемая производительность

неустойчивости в холодильных системах.

♦ стабильность системы.

♦ Øóì. Здесь мы постараемся адаптировать термины, при"

Рабочую точку системы ТРВ"испаритель определить очень лег"

меняющиеся для систем управления. Шум " это появление

ко " просто наложите характеристическую кривую испарителя

случайных неравномерностей переменной; самым извест"

на кривую терморегулирующего вентиля. Пересечение двух

ным примером, давшим начало данному термину, является

кривых является фактической рабочей точкой. В рабочей точ"

шум плохо настроенного радиоприемника.

ке хладагент с определенным расходом перегревается до зна"

♦ Ñàìîâîçáóæäåíèå. Самовозбуждение возникает, напри"

чения, при котором терморегулирующий вентиль обеспечива"

мер, в системе громкой связи, состоящей из микрофона,

ет именно этот расход (см. рис. 11).

усилителя и громкоговорителя, когда микрофон поднесен

слишком близко к громкоговорителю или когда усиление

5.5.2. Производительность системы ТРВ испари

слишком велико. В результате раздается пронзительный

тель

свист. Это происходит в контурах с положительной обрат"

По рабочей точке легко определить производительность сис"

ной связью, т.е. там, где выходной сигнал устройства вновь

темы, представленной на рис. 11 А. Однако эта производитель"

подается на вход и усиливает себя.

ность равна всего 27 кВт, т.е. меньше номинального значения

В холодильных установках имеется множество систем с об"

29,7 кВт. Что следует сделать, чтобы получить номинальную

ратной связью, в частности, контур ТРВ"испаритель. Фак"

производительность?

тически, вся холодильная система является единой систе"

Один из способов - увеличить размер испарителя. Зеленая

мой с обратной связью. В такой системе колебательные про"

линия на рис. 11 А - это кривая для СВ50"60Н. Ее пересечение

цессы могут возникать, даже если все индивидуальные ком"

с кривой ТРВ дает производительность около 29,7 кВт. Однако

поненты работают без существенного шума и какой"либо не"

перегрев увеличился почти до 8 К, что едва ли приемлемо.

устойчивости.

Другой способ " установить вентиль с большей пропускной спо"

♦ Ïîñòîÿííîå èçìåíåíèå ðàáî÷èõ ïàðàìåòðîâ, îñîбенно

собностью. Такое решение представлено на рис. 11 Б. Пересе"

действующих противоположным образом. Увеличение пере"

чение кривых ТРВ и испарителя дает производительность око"

грева открывает ТРВ, а увеличение давления конденсации

ло 29,7 кВт при перегреве 5 К. Кривая для этого ТРВ имеет боль"

повышает расход хладагента, что приводит к закрытию ТРВ.

ший наклон, чем для предыдущего, что может вызвать неус"

♦ Íåóñòîé÷èâàÿ ñèñòåìà. В некоторых случаях система

тойчивость системы (см. ниже).

принципиально неустойчива, например, цикл с переохлади"

На рис. 11 Б красной линией изображена работа ТРВ с недо"

телем"перегревателем (глава 1, «Приложения», § 10), осо"

статочной пропускной способностью. Пересечение кривых ТРВ

бенно если ТРВ устанавливается за переохладителем"пе"

и испарителя происходит в зоне, где вентиль полностью открыт.

регревателем.

Помимо того, что пропускная способность недостаточна, в этой

зоне вентиль практически не регулирует перегрев.

5.5.4. Шум в испарителе

Следует иметь в виду, что ТРВ является регулирующим прибо"

В этом параграфе термин шум используется в указанном выше

ром, отрабатывающим пропорциональный закон, т.е. он может

смысле, т.е. обозначает одну из причин флуктуаций в системе

управлять только перегревом при определенной холодопроиз"

управления, а не акустический шум.

водительности.

Рассмотрим испаритель со стабильным расходом хладагента,

Пример. Рассмотрим работу конденсатора"испарителя в кас"

имеющего постоянные параметры. Условия на стороне охлаж"

кадной системе. Терморегулирующий вентиль имеет пропуск"

даемой среды тоже постоянны. В таком случае условия на выхо"

ную способность 60 кВт при перегреве 6 К, что вполне соответ"

де из испарителя (перегрев) также должен быть постоянными.

ствует производительности трех компрессоров, питающих ап"

К сожалению, это не всегда так. Состояние пара может менять"

парат со стороны конденсации. Что произойдет, если работа"

ся от влажного до перегретого. Эти изменения особенно за"

ет только один компрессор?

метны при низких расходах в каналах (для воды и хладагента),

Производительность упадет до одной трети, 20 кВт. В конден"

т.е. при малом перепаде давления в каналах и малом перегре"

саторе"испарителе средняя разность температур уменьшает"

ве. Причины заключаются в следующем.

ся до 1/3, т.е. снижается температура конденсации. Чтобы ТРВ

♦ Случайный характер турбулентного потока, особенно пото"

обеспечивал такую производительность, перегрев должен

ка двухфазной смеси. В канал может поступить смесь с нео"

уменьшиться до 4 К при условии, что статический перегрев

бычно большим содержанием пара, может возникнуть об"

равен 3 К. При таком незначительном перегреве (перегрев от"

ратный поток и т.д.

крывания всего 1 К) ТРВ работает очень неустойчиво (см. так"

же главу 1, «Приложения», § 11, и § 6.7 в данной главе).

Частота возникающих колебаний тем меньше, чем меньше

число Рейнольдса (пропорциональное падению давления в

Çàêëþ÷åíèå. Очень важно, чтобы ТРВ и испаритель были согла"

канале). Колебания высокой частоты могут поглощаться бла"

сованы, т.е. чтобы ТРВ обеспечивал требуемую производитель"

годаря инерции системы, но колебания низкой частоты со"

ность при перегреве, который имеется на выходе испарителя ис"

храняются на выходе системы.

паритель при данной производительности. Рабочая точка должна

быть такой, чтобы ТРВ мог выполнять регулирование в зоне слева

♦ В случае низкого перепада давления на стороне охлаждае"

4. Испарители и сепараторы

Расход хладагента, кг/с

CB52-60H

Фактические

CB52-50H

рабочие точки

Номинальная

Фактические

рабочая точка

рабочие точки

Номинальная рабочая

точка: 29,7 кВт = 694 кг/ч

при перегреве 5 К

Статический

перегрев

Перегрев, К

А. Рабочая точка терморегулирующего вентиля для

Б. Рабочая точка испарителя для двух типоразме

двух типоразмеров испарителя.

ров терморегулирующего вентиля.

Рабочая точка определяется наложением двух характеристи"

Предположим, что требуемая рабочая точка системы имеет

ческих кривых - ТРВ и испарителя. Точка пересечения кри"

параметры 5 К и 696 кг/ч. Очевидно, что терморегулирующий

вых дает фактические рабочие условия " около 7,6 К при рас"

вентиль С слишком мал. Необходим ТРВ большего размера,

ходе хладагента 654 кг/ч для испарителя меньшего типораз"

который обеспечивает расход 694 кг/ч при перегреве откры"

мера и 7,9 К при расходе хладагента 694 кг/ч для испарителя

вания 1 К, а не 3,9 К. Маленький ТРВ, кривая которого показа"

большего типоразмера.

на на графике, при требуемом расходе полностью открыт, т.е.

вышел за пределы своей зоны регулирования.

Рис. 11. Согласование ТРВ и испарителя

мой жидкости, особенно при нисходящем потоке, возмож"

но возникновение обратных потоков из"за обусловленной

Расход хладагента

температурой разницы плотности. Разница в 1 К между но"

9 " ТРВ

минальным и реальным перегревом, очевидно, тем суще"

ственнее, чем ниже номинальный перегрев, т.е. относитель"

ный отклик ТРВ больше при низких значениях перегрева.

♦ Большие количества масла, особенно нерастворимого, по"

Зона неустойчивости

падающего в испаритель, могут менять поверхность тепло"

передачи и стать источником шума.

Зона устойчивости

♦ Главным источником шума (строго говоря, это не шум) яв"

ляются постоянные изменения рабочих параметров. В ре"

зультате изменений рабочих параметров меняются расход,

температура и давление хладагента, а также расход и тем"

пературы воды. Все это вызывает изменение перегрева на

выходе испарителя, и ТРВ должен реагировать соответ"

Перегрев

ственно.

5.5.5. Кривая устойчивости испарителя

Рис. 12. Кривая стабильности испарителя

Предпринимались попытки определить необходимый пере"

грев, который обеспечил бы устойчивость системы. Для этого

Красная зона слева показывает зону неустойчивости ТРВ.

строится график зависимости пропускной способности от пе"

Характеристическая кривая ТРВ должна в идеале полнос"

регрева и на него накладывается характеристическая кривая

тью находиться в зеленой зоне - зоне устойчивости.

ТРВ. Характеристическая кривая ТРВ должна приближаться к

кривой устойчивости, но не пересекать ее.

К сожалению, кривая устойчивости, рис. 12 (обратите внима"

рассчитанном контуре (см. ниже) могут затухать, что делает

ние, это не характеристическая кривая испарителя), имеет не"

применение кривой стабильности еще более сомнительным.

сколько расплывчатый характер.

5.5.6. Самовозбуждение в контуре ТРВ испаритель

Ее нельзя рассчитать, можно только измерить, и поэтому труд"

В системе с обратной связью, такой как контур ТРВ"испари"

но или невозможно использовать на практике. Кроме того, труд"

тель, рис. 13 А, возможно возникновение колебаний. Для изу"

но определить условия испытаний, которые были бы такими же,

чения динамических характеристик системы контур прерыва"

как расчетные условия.

ется в какой"либо точке. В данном случае удобно сделать это в

точке, где сигнал перегрева в испарителе подается в терморе"

Для определенных расчетных условий конкретный теплообмен"

гулирующий вентиль, рис. 13 Б.

ник обеспечивает определенный перегрев, рис. 10 Б.

Синусоидальный сигнал перегрева передается на вход термо"

Чтобы изменить перегрев для данной производительности не"

регулирующего вентиля. Это вызывает изменения положения

обходимо изменить входную температуру охлаждаемой сре"

иглы клапана и расхода хладагента. Изучается ответный пере"

ды, температуру испарения или же размер испарителя. Это

грев в испарителе. Оба сигнала необходимо измерять в тех же

означает, что условия испытаний не могут быть такими же, как

единицах измерения, в данном случае в градусах Кельвина (К).

расчетные условия, так что их результат вызывает сомнения.

Критерии колебательного потока (диаграмма Найквиста) мож"

Более того, колебания от неустойчивого компонента в хорошо

но выразить просто:

4. Испарители и сепараторы

♦ îòêëèê äîëæåí ñîâïàäàòü ïî ôàçå ñ âõîäíûì ñèãíàëîì,

соединения, затем теплота передается через стенку в тер"

♦ îòêëèê äîëæåí óñèëèâàòüñÿ.

мобаллон и, наконец, заполнение термобаллона изменяет

фазу.

На рис. 13 В показаны различные варианты. В данной системе

фаза и коэффициент усиления зависят от частоты, и для неко"

♦ Поэтому опасность самовозбуждающихся колебаний может

торых частот выполняются указанные выше критерии колеба"

быть различной для изменений перегрева, вызванных из"

ния. Эта частота зависит от параметров системы, таких как

менениями давления и температуры.

характеристики терморегулирующего вентиля и испарителя

♦ Если статический перегрев уменьшается, т.е. кривая ТРВ пе"

(рис. 11), расположение ТРВ и термобаллона, а также более

ремещается влево и становится более крутой, опасность са"

трудные для определения динамические характеристики.

мовозбуждающихся колебаний увеличивается (см. рис. 11 А).

Предположим, что мы вновь замкнем контур. Что произойдет?

♦ Два ТРВ разного типоразмера сравниваются на рис. 11 Б.

♦ Îòêëèê íå â ôàçå, íî óñèëåí. Начинается новый цикл и,

Меньший ТРВ может не обладать требуемой пропускной

скорее всего, колебания будут затухать.

способностью, но менее опасен в отношении самовозбуж"

♦ Îòêëèê â ôàçå, íî îñëàáëåí. Если этот сигнал подается

дающихся колебаний.

на клапан, то на выходе испарителя он будет ослаблен еще

♦ Общая масса хладагента и металла может быть разной для

больше, т.е. колебания замирают.

разных установок, и это влияет на отклик системы.

♦ Îòêëèê â ôàçå è óñèëåí. Если этот сигнал подается на кла"

♦ ТРВ может иметь характеристическую кривую, показаннную

пан, то на выходе испарителя он усиливается еще больше,

на рис. 15. Такую характеристику можно получить с помо"

и в результате происходят самовозбуждающиеся колебания.

щью перепуска, как внутреннего, так и внешнего, через па"

Какова же опасность, что синусоидальный сигнал возмущения,

раллельно соединенный вентиль.

имеющий данную частоту, попадет в контур? Если такая часто"

та существует, она обязательно усиливается. Любое нерегуляр"

5.5.9. Критерий устойчивости системы ТРВ испаритель

ное возмущение, которое попадает в контур, можно предста"

Åñëè íàêëîí õàðàêòåðèñòè÷åñêîé êðèâîé ÒÐÂ â ðàáî÷åé

вить как ряд синусоидальных волн (Фурье"анализ), и резонан"

òî÷êå áîëüøå, ÷åì íàêëîí êðèâîé èñïàðèòåëÿ, òî ñóùå-

сная частота усиливается. Обратите внимание на сходство с

ñòâóåò îïàñíîñòü íåóñòîé÷èâîñòè (см. рис. 16).

аудио системами.

5.5.10. Выбор и установка терморегулирующего вен

5.5.7. Реакция системы ТРВ испаритель на резкое

тиля

изменение температуры

♦ В продаже можно найти различные ТРВ, отличающиеся за"

Вероятно, чаще всего возмущения в холодильном контуре вы"

полнением термобаллонов, временем отклика, характери"

зываются изменениями тепловой нагрузки. Изменяется вход"

стиками при останове и т.д. При выборе ТРВ посоветуйтесь

ная температура воды и, следовательно, перегрев, вызывая

с изготовителем. Как правило, в требуемой рабочей точке

ответную реакцию ТРВ. Изучение кривых ТРВ"испаритель (рис.

ТРВ и испаритель должны иметь одинаковые произво

11) показывает, что определяющее значение имеет один пара"

дительность и перегрев. Хотя допустимо, чтобы терморе"

метр " относительный наклон двух кривых в рабочей точке.

гулирующий вентиль был несколько мощнее.

Точное математическое описание динамики этой системы

♦ Если нужно сделать выбор между двумя на первый взгляд

сложно, но осуществимо. Однако это выходит за рамки данно"

равноценными вентилями, выбирайте тот, у которого мень"

го руководства. Здесь мы приведем упрощенный анализ двух

ше наклона характеристической кривой (см. рис. 11 Б).

случаев: кривая ТРВ более крутая, чем кривая испарителя, и

кривая испарителя более крутая, чем кривая ТРВ (см. рис. 14).

♦ Очень трудно сформулировать абсолютные правила отно"

сительно наклона кривых ТРВ и испарителя в рабочей точ"

Анализ, представленный на рис. 14, в действительности не

ке. Если наклона характеристики испарителя больше накло"

может считаться динамическим анализом, это просто предска"

на характеристики ТРВ, система должна быть устойчива,

зание динамических характеристик системы на основе ее ста"

хотя это не гарантировано.

тических свойств. К сожалению, проведено очень мало иссле"

дований динамического поведения испарителей пластинчатых

♦ Для регулирования давления иногда применяют ТРВ типа

теплообменников, оснащенных ТРВ и без них.

МРД. Заметьте, что такие ТРВ могут действовать как регу"

ляторы давления только при нормальных рабочих условиях,

но не во время пуска.

5.5.8. Факторы, воздействующие на динамику сис

темы ТРВ испаритель

♦ Двухседельные вентили, вероятно, будут удачным решени"

Итак, представляется, что характеристика ТРВ более крутая,

ем, особенно для режимов, при которых вентиль с высокой

чем характеристика испарителя, создает опасность самовоз"

пропускной способностью должен работать с низкой нагруз"

буждающихся колебаний. Однако для этого отклик должен быть

кой. В таком режиме игла располагается очень близко к сед"

не только усилен, но и совпадать по фазе, см. рис. 13.

лу, и ее малейшие движения вызывают большие отклоне"

ния рабочих параметров. См. рис. 09 Е.

♦ Сигнал перегрева может быть ослаблен, например, установ"

кой термобаллона дальше от испарителя. Обратное смеше"

♦ Правильно ли установлен ТРВ? ТРВ с абсорбционным или

ние пара вследствие турбулентности уменьшает амплитуду

жидким заполнением может работать в любом положении,

изменений.

а ТРВ с паровым заполнением должен располагаться вер"

тикально.

♦ Изменение положения термобаллона означает, что рассмат"

ривавшийся сигнал может быть уже не в фазе, хотя сигналы

♦ Если ожидается неустойчивость системы, испаритель сле"

других частот могут быть оказаться фазе.

дует рассчитывать на более высокий перегрев, чем нормаль"

ные 5 К. Фактически, испаритель всегда проектируется с за"

♦ Время отклика ТРВ очень мало, если перегрев изменяется

пасом, учитывая загрязнение. При этом увеличивается угол

вследствие изменения давления. Изменение давления пе"

наклона, но с некоторой потерей производительности.

редается на ТРВ почти моментально, особенно в случае ТРВ

с внутренним уравниванием (см. рис. 09). В принципе, вре"

♦ Выбирайте такой ТРВ, чтобы его максимальная производи"

мя отклика ТРВ с внешним уравниванием можно увеличить,

тельность была меньше, чем производительность испари"

установив диафрагму или небольшой клапан в линии урав"

теля при нулевом перегреве. В случае возникновения коле"

нивания.

баний это исключит опасность попадания жидкого хладаген"

та в компрессор.

♦ Время отклика ТРВ на изменение температуры относитель"

но велико, т.к. при этом сначала нагревается стенка в месте

♦ Рисунок 17 иллюстрирует некоторые правила по монтажу

4. Испарители и сепараторы

Dвх. Сигнал, поступающий на ТРВ

Отклик D_вых,усиленный и синфазный

Сигнал D_вых, ослабленный и синфазный

Сигнал D_вых, усиленный, но не син"

Рис. 13 А. Контур ТРВ испаритель

фазный

Испаритель и ТРВ образуют замкнутый контур, в котором пе"

регрев является входным сигналом для ТРВ.

Время

Dвх

Dвых

Рис. 13 Б. Разомкнутый контур ТРВ

Рис. 13 В. Динамическая характеристика

испаритель

На рисунке показаны возможные отклики D_вых при синусои"

Контур разомкнут в цепи сигнала перегрева. Изучается влия"

дальном сигнале D_вх.

ние D_вх на D_вых.

Производительность

А. ТРВ с более крутой ха"

Производительность

Б. Испаритель с более крутой

рактеристикой

характеристикой

Жирными линиями в дру"

гом масштабе показана

зона вблизи рабочей точки.

Перегрев

Рис. 14. Отклик на резкое изменение перегрева

Контур ТРВ"испаритель работает в установившемся режи"

Эта производительность соответствует новому перегреву,

ме в рабочей точке 1.

точка 4.

Затем перегрев резко изменяется, например, в ответ на из"

Производительность перемещается в точку 5, и т.д.

менение нагрузки, принимая новое значение, точка 2.

Как видно из рисунка, в случае А рабочая точка перемещает"

Это новое значение соответствует иной производительнос"

ся по раскручивающейся спирали; т.е. существует опасность

ти, точка 3.

самовозбуждающихся колебаний. В случае Б она перемеща"

ется по закручивающейся спирали и стремится к новому ус"

тойчивому положению.

Производительность

Перегрев

Рис. 15. ТРВ с перепуском

Рис. 16. Наклон кривой ТРВ

Перепуск, внутренний или внешний, уменьшает угол наклона

Опасность самовозбуждающихся колебаний мала или отсут"

в рабочей точке и делает узел более стабильным по сравне"

ствует, если характеристика ТРВ имеет такой же или мень"

нию с одним большим ТРВ.

ший наклон, чем характеристика испарителя. Опасность уве"

личивается с увеличением наклона.

4. Испарители и сепараторы

терморегулирующего вентиля. Термобаллон в данном слу"

Падение давления в этом распределителе при конденсации

чае показан без изоляции, но обычно он должен быть изо"

составляет менее 0,1 бар, что соответствует десятым долям

лирован.

градуса Кельвина. Поэтому мгновенное испарение хладагента

не представляет проблемы, т.к. конденсат обычно переохлаж"

♦ Жидкий хладагент может протекать через уплотнение тер"

дается больше чем на три градуса.

морегулирующего вентиля и таким путем попадать в пар,

идущий к компрессору.

Пропускная способность терморегулирующего вентиля в этом

случае должна быть выше, чем обычно, чтобы компенсировать

Обычно в конструкторской документации говорится, что тер"

уменьшение движущей силы.

мобаллон нужно устанавливать перед манометром, чтобы

исключить неверное определение перегрева термобалло"

Вероятно, хорошим общим решением является правильная

ном. Однако это означает, что фактический перегрев на вхо"

установка терморегулирующего вентиля с входной трубкой

де в компрессор отличается от измеренного.

минимального возможного размера.

Если расстояние между испарителем и компрессором дос"

5.6. Поиск неисправностей в системе ТРВ

таточно велико, чтобы установить термобаллон через 400"

испаритель

600 мм после манометра, нужно это сделать. В этом случае

5.6.1. Гидравлический удар

жидкий хладагент успевает испариться, и термобаллон оп"

Когда давление в пузырьках пара резко возрастает, пузырьки

ределяет истинный перегрев.

захлопываются. Если энергия движения окружающей жидко"

♦ При снижении давления уменьшается усилие, с которым

сти при этом передается, например, металлической поверх"

мембрана воздействует на шток вентиля. Достаточно боль"

ности, эта поверхность может быть повреждена. Данный про"

шое усилие является важным условием поддержания устой"

цесс называется кавитацией.

чивой работы. Небольшое усилие можно компенсировать

Сходное явление наблюдается в холодильной установке. Пред"

большой поверхностью мембраны. Иначе говоря, из равных

положим, в установке имеется испаритель непосредственно"

по прочим показателям вентилей выбирайте тот, у которого

го расширения, как на рис. 02.А. Электромагнитный клапан зак"

диаметр мембраны больше, что особенно существенно при

рывается, и из испарителя откачивается хладагент. Если ТРВ

работе с низкими температурами.

закрыт не герметично, то хладагент между электромагнитным

♦ Избегайте применять вентили с внутренними компонента"

клапаном и ТРВ испаряется. Когда электромагнитный клапан

ми из пластика, так как у них меньше срок службы.

резко открывается, на этот участок попадает жидкость высо"

кого давления. Пузырь пара захлопывается, и жидкость с боль"

♦ В случае системы с непосредственным расширением и се"

шой скоростью ударяет в ТРВ, что может привести к повреж"

паратором на линии всасывания, взвесьте возможность ус"

дению вентиля.

тановки термобаллона на выходе такого сепаратора. См. в

данной главе § 6, Сепараторы на линии всасывания.

Если при работе холодильной установки слышны хлопки, их

источником могут быть схлопывающиеся пузыри.

♦ Каждый из параллельно соединенных испарителей должен

иметь собственный ТРВ, поскольку двухфазную смесь труд"

но равномерно распределить между испарителями. См. так"

5.6.2. Самовозбуждающиеся колебания

же рис. 11а в главе 3, «Конструкция и дизайн».

Если, несмотря на принятые меры, в системе происходят са"

мовозбуждающиеся колебания, рекомендуется выполнить сле"

♦ Вентили с шаговым двигателем не закрываются при отклю"

дующее.

чении питания (и не меняют положения). Даже если такой

♦ Попытайтесь изменить значение перегрева. Иногда (в за"

вентиль плотно закрывается при нормальном останове си"

висимости от формы характеристической кривой ТРВ) это

стемы, смонтируйте перед ним электромагнитный клапан.

помогает добиться устойчивости системы.

♦ Избегайте применять вентили с широтно"импульсной мо"

♦ Переставьте термобаллон дальше от испарителя. Это осла"

дуляцией, т.е. вентили, которые остаются открытыми опре"

бит колебания. Однако термобаллон нельзя устанавливать

деленное время, см. § 6.2, Электронный регулирующий

слишком близко к компрессору, иначе ТРВ не успеет среа"

вентиль, поскольку они могут привести к повреждению ис"

гировать на неиспарившийся хладагент и предотвратить его

парителя.

попадание в компрессор.

♦ Попробуйте полностью открыть ТРВ и поддерживать его в

5.5.10. Испарители с распределителями

таком состоянии некоторое время. Сохраняются ли колеба"

В случае низкой скорости потока в патрубках ППТО существу"

тельные процессы в системе? Постарайтесь определить их

ет опасность, что поступающий из регулирующего вентиля

источник.

двухфазный хладагент может разделиться на пар и жидкость,

которые попадут в разные каналы. С другой стороны, если ско"

♦ Происходят ли колебания только при низких значениях про"

рость в патрубках слишком высока и перепад давления в пат"

изводительности? При очень малом расходе в каналах сис"

рубках, соответственно, велик в сравнении с перепадом в ка"

тема может быть неустойчивой.

налах, происходит неравномерное распределение хладагента

♦ Остаются ли неизменными расход и характеристики потока

между каналами. Это общая проблема распределения между

хладагента из конденсатора или ресивера жидкости?

параллельными каналами, не связанная с типом каналов.

♦ Имеется ли в системе регулятор перепуска горячего пара

Предлагается несколько решений этой проблемы (рис. 18), но

или защита от замерзания (глава 7, «Замерзание», § 5)?

все имеют некоторые недостатки. Хорошие распределители,

Могут ли они быть источником колебаний?

как Б и В на рис. 18, имеют довольно большое сопротивление и

поэтому не могут использоваться в режиме конденсатора при

♦ Попробуйте увеличить разность температур между среда"

реверсировании цикла.

ми в испарителе. Это позволит сместить характеристичес"

кую кривую ТРВ в область, где ее наклон меньше, чем у кри"

Система, показанная на рис. 18 Г, состоит из предварительного

вой испарителя (см. рис. 11 А).

смесителя и распределительной трубы, которая впрессована в

пакет пластин. Такое устройство обеспечивает хорошее распре"

♦ Проверьте заправку системы хладагентом. Если она недо"

деление по всем каналам без излишнего падения давления.

статочна, ресивер жидкости может оказаться пустым, и в

терморегулирующий вентиль поступает нерегулярный по"

Эту систему можно использовать для конденсатора полной

ток хладагента. Это влияет и на устойчивость системы, и на

конденсации, но не для парциального конденсатора и не для

производительность испарителя.

распределения однофазного газообразного или жидкого хла"

дагента.

♦ Вентили МРД типа обычно меньше подвержены колебаниям.

4. Испарители и сепараторы

На рисунке показан ППТО с патрубками для воды на задней

Ø < 25 мм

Ø > 30 мм

плите.

1. Термобаллон должен быть установлен, как показано на ри"

сунке, ни в коем случае не под трубой, где температура может

отличаться из"за присутствия масла.

2. Манометр должен присоединяться к трубе после термобал"

лона (см. замечания к § 5.4.9).

400 - 600 мм

3. Термобаллон и манометр рекомендуется устанавливать за

изгибом на горизонтальном участке трубопровода. Изгиб дей"

ствует как парожидкостной сепаратор и предотвращает ошиб"

ки измерения из"за наличия жидкого хладагента и масла.

4. Труба от терморегулирующего вентиля до входа испарите"

ля должна быть прямой и того же диаметра, что и выход ТРВ.

5. Если расстояние между компрессором и термобаллоном и

манометром слишком мало, жидкий хладагент может попасть

в компрессор, так как ТРВ не успевает отреагировать на изме"

нения нагрузки.

6. Электромагнитный клапан (на рисунке не показан) должен

устанавливаться как можно ближе к терморегулирующему вен"

тилю.

7. Выбирайте вентиль с как можно более прямым выходом.

Обратите внимание на возможные повороты на пути парожид"

костной смеси внутри вентиля, так как в них фазы могут разде"

ляться под действием центробежной силы.

Рис. 17. Установка терморегулирующего

вентиля

150 - 200 мм

Отверстия

для пара и

тумана.

А. Труба с

В. Спеченный ко"

Отверстия для жидкости

просвер"

нус и труба с от"

Д. Система equalancer

ленными от"

верстиями.

типа «солнце и луна».

верстиями.

От ТРВ

Б. Спеченный диск

Г. Устройство предварительного смешивания и запрессованная

Рис. 18. Распределитель хладагента

между пластинами труба с распределительными отверстиями

Для улучшения распределения хладагента по каналам были

ным образом, жидкость, а через верхний - пар и туман хлада"

разработаны различные методы. Все они имеют определен"

гента. Благодаря этому жидкость успевает равномерно рас"

ные преимущества и недостатки.

пределиться по длине трубы.

А. Во входное отверстие вставляется труба с просверленны"

Г. Распределительная труба запрессована в пакет пластин, в

ми отверстиями, обычно одно отверстие приходится на каж"

патрубке имеется устройство предварительного смешивания.

дый второй канал. Диаметр отверстий увеличивается по мере

Различные варианты этих систем показали при испытаниях хо"

удаления от входа. Это эффективный способ улучшить рас"

рошие результаты. Данная конструкция допустима для конден"

пределение в полусварных пластинчатых теплообменниках,

саторов полной конденсации (но не парциальных) и, следова"

как для аммиака, так и для фреона. Он может применяться и

тельно, подходит для агрегатов с реверсированием цикла.

для паяных пластинчатых теплообменников.

Д. Система equalancer (запатентована). Парожидкостная

Б. В трубопровод после ТРВ вставляется спеченный микропо"

смесь входит в первую входную полость, которая с точки зре"

ристый диск. Он разбивает жидкостные пробки и тем самым

ния топологии расположена на стороне охлаждаемой среды

улучшает распределение. Диск легко загрязняется, и его

и отделена от нее паяным соединением между пластинами.

нельзя использовать в системах с реверсированием цикла, где

Из входных полостей эта смесь проникает во второй ряд по"

испаритель периодически действует в качестве конденсатора.

лостей, расположенных на стороне хладагента, и отсюда по"

падает в каналы. Эта конструкция обеспечивает хорошее про"

В. Этот распределитель сходен с предыдущим, но диск за"

дольное распределение, но, к сожалению, ее нельзя приме"

менен конусом. После конуса смесь попадает в трубу с двумя

нять в случае однофазного потока.

рядами отверстий. Через нижний ряд распределяется, глав"

4. Испарители и сепараторы

5.6.3. Недостаточная производительность

♦ Отсоедините термобаллон от выходной трубы и нагрейте.

♦ Проверьте все значения расходов, температур, перепадов

Повышение температуры термобаллона заставляет вентиль

давлений и т.д. Не указывают ли перепады давлений на на"

увеличить пропускную способность до максимума. Возрас"

рушения в работе? На стеснение потока воды, избыток мас"

тает ли производительность?

ла и т.д.?

♦ Термобаллоны с определенным типом заполнения функцио"

♦ Не подается ли хладагент из одного ТРВ в несколько испа"

нируют только при условии, что являются самой холодной ча"

рителей? Трудно обеспечить равномерное распределение

стью системы ТРВ"термобаллон. Если ТРВ находится вне по"

двухфазной смеси между параллельными испарителями.

мещения, то зимой это требование может не выполняться.

♦ Переставьте термометры местами. Неточные термометры

♦ В случае протечки через уплотнение штока хладагент охлаж"

могут не зафиксировать незначительную разность темпе"

дает мембрану. При этом ТРВ перестает работать или ра"

ратур.

ботает неустойчиво.

Пример. Измеренная разность температур (в схеме с пря"

♦ Есть ли пар или воздух в жидкостной линии? Их присутствие

мотоком) равна 4 К. Термометр на выходе охлаждаемой сре"

увеличивает падение давления в ТРВ и в линиях, через ко"

ды имеет погрешность +0,5 К, а термометр на выходе хла"

торые проходит меньше хладагента.

дагента "0,5 К. При перестановке термометров местами по"

♦ Проверьте давление в конденсаторе. Если оно слишком низ"

лучается разность температур в 2 К. Средняя от этих двух

кое, давление может быть недостаточным, чтобы обеспе"

измерений, 3 К, ближе к истинному значению.

чить необходимый расход хладагента через ТРВ.

♦ Перепроверьте коэффициент теплопередачи, используя

♦ Не наблюдается ли в системе неустойчивость, которая мо"

различные комбинации температур и расходов.

жет понизить производительность?

♦ Проверьте, нет ли перепадов температуры на наружной по"

♦ Проверьте значение перегрева на выходе испарителя. Если

верхности испарителя. Большие различия могут свидетель"

перегрев выше расчетного, значит, испаритель может ис"

ствовать о неправильном распределении на одной или на

парить больше хладагента, т.е. работать с большей произ"

другой стороне.

водительностью.

♦ Проверьте охлаждаемую среду. Если это гликоль или анало"

В таком случае проблема находится за пределами испари"

гичная жидкость, проверьте ее концентрацию и (или) вязкость.

теля. Каким"то образом поток хладагента к испарителю ог"

Слишком высокая концентрация ухудшает теплопередачу, а

раничен. Причиной может быть ТРВ с малой пропускной спо"

слишком низкая может привести к образованию льда.

собностью, стеснение в трубопроводе, загрязненный

♦ Проверьте, не образуется ли лед в испарителе. Лед ухуд"

фильтр, лед, отсутствие жидкости в ресивере и т.д. Количе"

шает теплопередачу, и выходная температура при этом мо"

ство испарившегося хладагента не может быть больше по"

жет вырасти.

ступившего, и если подача недостаточна, производитель"

♦ Проверьте испаритель: нет ли загрязнения на стороне воды

ность тоже будет недостаточной.

и избытка масла со стороны хладагента. Масло, особенно

♦ Если ТРВ не может обеспечить пропускную способность,

при низких температурах, может ухудшить работу ТРВ и заб"

соответствующую измеренному перегреву, а статический

локировать часть испарителя.

перегрев установлен на минимум, невозможно увеличить

♦ Соответствует ли производительность конденсатора и ком"

производительность системы (см. рис. 11). Установленный

прессора их техническим характеристикам? Если да, то и

параллельно ручной вентиль может увеличить производи"

производительность испарителя тоже должна им соответ"

тельность и предотвратить самовозбуждающиеся колеба"

ствовать. Если это не так, где"то есть неисправность.

ния в системе (см. рис. 15).

♦ Если в хладагентах содержится вода, в регулирующем венти"

♦ Проверьте температуру на входе регулирующего вентиля.

ле возможно образование льда, который будет стеснять поток.

Если хладагент достаточно переохлажден, например, в эко"

♦ Нерастворимое масло, например, в аммиачной системе,

номайзере, он меньше испаряется в ТРВ, чем при поступ"

может засорить клапан, особенно при низких температурах.

лении с температурой конденсации. Чем меньше содержа"

♦ Нет ли признаков механического повреждения терморегу"

ние пара, тем меньше коэффициент теплопередачи, соот"

лирующего вентиля?

ветственно, понижается производительность.

♦ Установлен ли ТРВ в соответствии с рекомендациями изго"

♦ Проверьте, не выходит ли из испарителя жидкий хладагент?

товителя?

Причиной может быть неисправность распределителя, не"

♦ Правильно ли подсоединена линия уравнивания? Если она

правильный тип кассеты, закупоривание на стороне рассо"

заблокирована, давление в камере В (рис. 09 С) будет рав"

ла и т.д. В результате жидкий хладагент выходит из каких"то

но давлению в камере С, особенно в старых или изношен"

каналов и вызывает занижение перегрева, определяемого

ных ТРВ. Это давление выше истинного давления уравни"

термобаллоном. В результате вентиль закрывается.

вания. ТРВ реагирует на это, как на слишком маленький пе"

♦ Вышеописанное нарушение работы особенно опасно, если

регрев, и закрывается.

ТРВ расположен слишком близко к испарителю.

♦ Правильно ли смонтирован термобаллон, хороший ли кон"

5.6.4. Слишком низкое давление всасывания

такт между ним и стенкой трубопровода?

Слишком низкое давление всасывания проявляется следую"

♦ Возможно, хладагент постоянно протекает через неисправ"

щим образом.

ный перепускной клапан горячего пара, что снижает произ"

♦ Слишком низкая температура испарения и, как следствие,

водительность.

опасность замерзания.

♦ Рассчитан ли ТРВ на данный тип хладагента?

♦ При значительном снижении реле низкого давления отклю"

Пример. Система, рассчитанная на R12, модернизируется

чает компрессор.

для работы на R134а. ТРВ настроен на перегрев 5 К и тем"

пературу испарения 0 °С. Вентиль рассчитан на давление от

Причина слишком низкого давления всасывания в несогласо"

линии уравнивания 3,084 бар (R12 при 0 °С). Если темпера"

ванности мощности компрессора и испарителя, компрессор

тура испарения R134а равна 0 °С (2,929 бар), такой вентиль

всасывает больше пара, чем производит испаритель. Это мо"

действует так, будто перегрев равен 5 °С " ("1,6 °С) (R12 при

жет зависеть от следующего.

2,929 бар) = 6,6 К, т.е. значительно выше уставки, поэтому

♦ Слишком большой компрессор или компрессор с неисправ"

ТРВ открывается. В данном случае это повышает произво"

ным механизмом управления, например, золотником в слу"

дительность, но потенциально опасно для компрессора.

чае спирального компрессора.

Внимание! Хладагенты с температурным глайдом, такие как

♦ Значительная неравномерность распределения на какой"

R407С, могут вызвать проблемы с уставками (см. главу 8,

либо стороне испарителя.

«Масла и хладагенты»). Строго следуйте всем рекомен"

♦ Загрязненный, поврежденный или недостаточно мощный ТРВ.

дациям изготовителя ТРВ при смене хладагента.

♦ Слишком малое давление конденсации.

♦ Вода в аммиаке вызывает те же проблемы. Подробнее о

♦ Пар в линии конденсата перед ТРВ.

повышении точки кипения вследствие загрязнения водой

♦ Утечка из ТРВ через линию уравнивания.

см. в приложении.

Пример. Реле низкого давления выключает компрессор уста"

4. Испарители и сепараторы

1. Электронная система регу"

2. Система регулирования на сторо"

лирования на стороне высокого

не низкого давления с терморегули"

давления

рующим вентилем

Заполненный жидкостью

Ресивер низкого

Индукционная

Заданное термобаллон с электри"

давления (отдели"

катушка

значение ческим нагревом

тель жидкости)

Ресивер высокого

Требуется отдельный сосуд для

давления

Поплавок

компенсации неустойчивости

уровня жидкости, обусловленной

волнами, пузырями и т.п.

Термоэлектричес"

кий привод

Пневматический привод

(система регулировки не

показана)

Регулирующий вентиль

Рис. 19. Управление регулирующим вентилем в затопленном испарителе

1. При повышении уровня жидкости в ресивере высокого дав"

2. Когда уровень жидкости поднимается выше термобалло"

ления в соединенном с ним регуляторе поднимается попла"

на, тепловой поток направлен от термобаллона, давление в

вок и перемещает сердечник в индукционную катушку. Ее

нем падает, и ТРВ закрывается. Когда уровень жидкости па"

электрические характеристики изменяются, и электронный

дает, тепловой поток направлен к термобаллону; давление

регулятор передает сигнал в тепловой двигатель. Давление в

растет, открывая ТРВ. В принципе, это модифицированный

жидкостном заполнении растет, и вентиль открывается, вы"

терморегулирующий вентиль.

пуская хладагент из ресивера высокого давления.

Регулятор низкого давления менее чувствителен к заполне"

Регулятор высокого давления имеет то преимущество, что он

нию жидкостью, чем регулятор высокого давления. Однако

работает с относительно устойчивым уровнем жидкости. Од"

при останове установки уровень жидкости падает, т.к. в ис"

нако он чувствителен к заполнению системы жидкостью. При

парителе нет пара и в него перетекает жидкость. Регулиру"

малом количестве жидкости ее уровень может быть недоста"

ющий вентиль открывается, и отделитель жидкости напол"

точным, чтобы обеспечить требуемую производительность;

няется. В результате при пуске жидкость может попасть в

при избыточном возможно затопление ресивера низкого дав"

компрессор. Для предотвращения перетекания жидкости в

ления и попадание жидкости в испаритель.

отделитель жидкости используется электромагнитный кла"

пан, который закрывается при останове компрессора.

новки с испарителем непосредственного расширения прибли"

♦ В ППТО этого типа обычно имеется одинаковое количество

зительно через 90 секунд работы. Тщательная проверка не об"

каналов с каждой стороны (нечетное число пластин), т.е.

наружила никаких нарушений.

один канал с каждой стороны оказывается крайним в паке"

те пластин и примыкает к плите.

Инфракрасная камера показала, что в первые несколько секунд

после пуска температура понижается за ТРВ и на входе испа"

У этого канала теплопередающая пластина находится толь"

рителя. На выходе испарителя температура не менялась, но,

ко с одной стороны. Из"за этого не весь хладагент в этом

как ни странно, понижалась в линии всасывания далеко от ис"

канале испарится, и общий перегрев будет ниже. Это осо"

парителя.

бенно заметно на ППТО с менее чем 30 пластинами, осо"

бенно если этот «половинный» канал расположен рядом с

Наконец, после съемки присоединения линии уравнивания к

выходным патрубком

(см., однако,

6.2).

линии всасывания причина прояснилась. Линия уравнивания

Пониженный перегрев означает, что терморегулирующий

подходит вертикально к верхней части горизонтальной линии

вентиль закроется и пропустит меньше хладагента. Регуля"

всасывания.

тор производительности реагирует на это, уменьшая тем"

При пуске изображение было низкоконтрастным оранжевым,

пературу испарения, в результате возникает îïàñíîñòü çà-

что указывает на равенство температур. Через некоторое вре"

ìåðçàíèÿ.

мя линия уравнивания становилась синей, т.е. температура

♦ В некоторых таких ППТО имеется открытое пространство

опускалась ниже нуля, затем то же происходило на нижней сто"

между первой гофрированной пластиной и плитой. Если

роне линии всасывания, прямо под входом линии уравнивания.

углы между гофрами направлены вниз, в них собирается и

Исследование ТРВ показало, что в данном вентиле конденсат

замерзает вода (см. главу «Замерзание», рис 01 С).

высокого давления протекал через сальник штока. (А при ревер"

♦ Эти ППТО имеют четыре резьбовых патрубка. Их очень труд"

сировании потока протекал бы в камеру С, см. рис. 09, стр. 83.)

но соединять пайкой, т.к. большая масса резьбового патруб"

Утечка через сальник повышает давление с внутренней сторо"

ка приводит к опасности перегрева.

ны мембраны и закрывает вентиль. На входе уравнительной

линии в линию всасывания было сужение, потому до этого су"

жения давление не падало. Замена вентиля решила проблему.

6. Регулирование

♦ Недостаточно мощный или загрязненный испаритель или

6.1. Расширение хладагента в затопленном

испаритель с очень большим сопротивлением.

испарителе

♦ Недостаточный расход рассола. Очевидно, если в испари"

В этих испарителях, в отличие от испарителей непосредствен"

тель поступает мало рассола, пар не образуется.

ного расширения, дросселирование хладагента редко регули"

руется по перегреву. Здесь просто нет перегрева или разно"

Паяные пластинчатые теплообменники, не предназначен"

сти температур между входом и выходом, которые можно было

ные для хладагента

бы использовать в качестве регулирующих переменных.

Такие пластинчатые теплообменники не следует использо"

Вместо этого регулирующий вентиль управляется по уровню

вать в качестве испарителей по следующим причинам.

4. Испарители и сепараторы

жидкости в ресивере высокого или низкого давления. При уве"

определяется падением давления в испарителе.

личении уровня жидкости регулятор на стороне высокого дав"

Предположим, что нагрузка упала до 25 % номинальной

ления должен открывать вентиль, а регулятор на стороне низ"

производительности. Падение давления уменьшается до

кого давления - закрывать. Контроль уровня может быть меха"

значения чуть больше 0,5 К. В этом случае хладагент посту"

ническим, по температуре, по поглощению света и т.д. (см. рис.

пает на вход с температурой "3,5 °С и выходит насыщенным

02 Б, 06 J и 19, на которых представлены некоторые возмож"

с температурой "4 °С.

ные конструкции).

Электронный регулятор изменяет положение вентиля до раз"

В установках с единственным испарителем обычно использу"

ности температур между выходом и входом 1 К, и хладагент

ется регулятор на стороне высокого давления. При наличии

выходит с температурой "2,5 °С, перегретым на 1,5 К, а не на

нескольких параллельных испарителей (каждый с собственным

5 К. Эта разница может оказаться слишком маленькой, чтобы

регулятором) предпочтительнее регуляторы на стороне низ"

гарантировать отсутствие жидкого хладагента в паре.

кого давления.

♦ В таком случае было бы предпочтительнее использовать

В отличие от испарителей непосредственного расширения за"

истинный перегрев в качестве регулирующего параметра.

топленные испарители могут оборудоваться регулирующими

Вместо температуры на входе в испаритель можно исполь"

вентилями с широтно"импульсной модуляцией. Сепаратор

зовать давление насыщения на выходе и преобразовать его

действует в качестве огромного демпфирующего устройства,

в температуру.

который сглаживает флуктуации работы вентиля.

♦ Использование в качестве входных параметров истинных

В качестве затопленных испарителей часто используются

температур, а не давления, преобразованного температу"

ПСПТО, которые в любом случае менее чувствительны к пуль"

ру, имеет одно специфическое преимущество: регулятор не"

сациям.

зависим от хладагента. Вопрос в том, как измерить темпе"

ратуру насыщения в той же точке, что и температуру пере"

6.2. Электронный регулирующий вентиль

грева, обычно на выходе. На рис. 21 представлено одно из

Простой терморегулирующий вентиль, описание которого при"

возможных решений.

ведено в § 5 этой главы, имеет определенные недостатки.

Один из них состоит в том, что это пропорциональный регуля"

тор, т.е. выход пропорционален входу. На практике это означает,

6.3. Согласование производительностей

что регулируемая переменная, перегрев, поддерживается толь"

испарителя и компрессора

ко для одного значения производительности. Если производи"

Стандартный холодильный компрессор имеет внутреннюю кон"

тельность изменяется, перегрев тоже изменяется. Поэтому пе"

структивную степень сжатия, т.е. пар подается в замкнутую

регрев должен быть достаточно большим, чтобы компрессор мог

полость внутри компрессора. Эта полость постепенно сжима"

работать и при повышении, и при понижении перегрева.

ется, и пар на выходе имеет меньший объем, но более высокое

давление (и более высокую температуру).

Однако испаритель работает тем лучше, чем меньше перегрев,

т.к. в зоне перегрева коэффициент теплопередачи меньше. Это

Объемная производительность компрессора не зависит от со"

привело к разработке электронных систем регулирования, ко"

стояния паров хладагента: если компрессор всасывает 1 л/с

торые лучше управляют работой регулирующего вентиля.

пара с начальным давлением 3 бара и конечным 12 бар, то он

так же будет всасывать 1 л/с пара с начальным давлением 2

♦ Одним из примеров является система пропорционального"

бара и конечным 8 бар. Поскольку плотность пара уменьшает"

интегрального регулирования (PI), в которой перегрев из"

ся с падением давления, массовая производительность комп"

меряется и сравнивается с заданным значением (уставкой).

рессора снижается с падением давления.

Иногда измеряют не перегрев, а разность температур меж"

ду выходом и входом (см. рис. 20).

Холодопроизводительность зависит не от количества пара,

всасываемого в компрессор, а от количества жидкого хлада"

♦ Приводом вентиля может служить пневматический, гидрав"

гента, остающегося после расширения. Чем больше разность

лический, термоэлектрический, магнитный или шаговый

между давлениями конденсации и испарения, тем сильнее нуж"

двигатель.

но расширять хладагент, т.е. тем меньше остается жидкости.

Íå ðåêîìåíäóåòñÿ èñïîëüçîâàòü ðåãóëèðóþùèå âåíòè-

Эти два эффекта " уменьшение массовой производительнос"

ëè ñ øèðîòíî-èìïóëüñíîé ìîäóëÿöèåé, ò.å. âåíòèëè, êî-

ти и уменьшение содержания жидкости - означают, что холо"

òîðûå îñòàþòñÿ â îòêðûòîì ïîëîæåíèè â òå÷åíèå íåêî-

допроизводительность уменьшается с уменьшением давления

òîðîãî âðåìåíè, à çàòåì çàêðûâàåòñÿ. Èõ ïðîïóñêíàÿ

всасывания и увеличением давления нагнетания.

ñïîñîáíîñòü îïðåäåëÿåòñÿ äëèòåëüíîñòüþ èìïóëüñà -

âðåìåíåì îòêðûòèÿ. Ñî÷åòàíèå òåïëîâûõ è ìåõàíè÷åñ-

Производительность испарителя растет с увеличением разно"

êèõ óäàðîâ ìîæåò ðàçðóøèòü ïàÿíûå èëè ïîëíîñòüþ

сти температур между средами, т.е. с уменьшением темпера"

ñâàðíûå èñïàðèòåëè. Îäíàêî òàêèå ðåãóëèðóþùèå âåí-

туры испарения.

òèëè ìîãóò ïðèìåíÿòüñÿ â áîëåå óäàðîóñòîé÷èâûõ ïîëó-

Итак, что произойдет, если мы подсоединим испаритель, рабо"

ñâàðíûõ è ðàçáîðíûõ ïëàñòèí÷àòûõ òåïëîîáìåííèêàõ.

тающий при определенной температуре испарения, к компрес"

♦ Открытие вентиля не находится в прямой зависимости от

сору с большей производительностью при этой температуре?

разности температур. Поэтому можно сконструировать вен"

Поскольку производительность компрессора больше, чем у

тиль, который максимально быстро приближается к рабо"

испарителя, он может сжать большее количество пара, чем

чей точке (см. рис. 14), а вблизи этой точки крутизна его ха"

производит испаритель, т.е. компрессор начинает вакуумиро"

рактеристики уменьшается для предотвращения самовоз"

вать испаритель, в котором падает давление.

буждающихся колебаний (см. рис. 16).

Падение давления противоположным образом сказывается на

♦ Поскольку трудно получить температуру насыщения, соот"

работе компрессора и испарителя:

ветствующую давлению на выходе, в электронных регули"

рующих вентилях в качестве входного параметра обычно ис"

♦ Испаритель испаряет больше хладагента, т.е. его произво"

пользуется не перегрев, а общая разность температур меж"

дительность растет, а плотность пара уменьшается. Эти два

ду входом и выходом.

эффекта увеличивают общий объем пара.

В электронном регуляторе, показанном на рис. 20, регули"

♦ Массовый расход хладагента, всасываемого компрессором,

рующей переменной служит такая разность температур,

уменьшается, т.е. массовая производительность компрес"

равная 1 К. В ТРВ использовался бы перегрев, равный в дан"

сора уменьшается из"за меньшей плотности пара в линии

ном случае 5 К. Разность между этими двумя значениями

всасывания.

4. Испарители и сепараторы

Нагреватель

Баллон

Термоэлектричес"

Заданное значение

кий привод

te = -4 ˚C

ts = 1 K

Рабочая жидкость

∆t

ti =0˚C

Рис. 20. Электронный регулирующий вентиль

Насыщенный хладагент с температурой 0 °С поступает в ис"

налы открытия или закрытия вентиля. В случае термоэлект"

паритель. Здесь температура падает на 4 К вследствие паде"

рического двигателя это импульсы тока различной длитель"

ния давления и происходит перегрев на 5 К, т.е. хладагент

ности, подаваемые на нагреватель. Жидкость в баллоне на"

выходит с температурой 1 °С при температуре насыщения "4

гревается или охлаждается, соответственно изменяется дав"

°С.

ление, и шток вентиля перемещается.

Регулятор измеряет температурный перепад между выходом

Здесь представлена только принципиальная конструкция. В

и входом, Dt = 1 " 0 = 1 К, и сравнивает его с заданным значе"

реальном вентиле имеется цепь для контроля температуры

нием. Если эти значения различны, регулятор передает сиг"

жидкости в баллоне.

Массовый расход пара

Измерение температуры в последнем

канале хладагента

Заданное

значение

Температура

Рис. 21. Измерение температуры

Рис. 22. Согласование производительностей

испарителя и компрессора

Последний канал в этом испарителе это канал на стороне хла"

дагента. В этом случае хладагент не полностью испаряется в

В отсутствие регулятора давления рабочая точка находит"

канале (см. § 5.7). Таким образом, на выходе канала хлада"

ся в точке (1). Если в этой точке есть опасность замерза"

гент находится в насыщенном состоянии, и здесь можно из"

ния, необходимо поддерживать давление на более высо"

мерить температуру насыщения.

ком уровне.

Между этой точкой и точкой измерения перегрева на выход"

Регулятор давления (рис. 23) поддерживает давление (2), бо"

ном трубопроводе происходит небольшое падение давления,

лее высокое, чем давление замерзания в испарителе.

хотя оно обычно не превышает десятых долей градуса.

Количество пара, производимого испарителем в точке (2),

Неиспарившийся хладагент можно отделить в сепараторе ли"

соответствует количеству пара, всасываемого компрессором

нии всасывания или, как на этом рисунке, испарить на горя"

в точке (3), и давление всасывания стабилизируется в этой

чей сетке из медной проволоки.

точке.

4. Испарители и сепараторы

При определенном давлении наступает равновесие между

♦ Однако способы 8) и 9) не экономичны. Компрессор рабо"

объемами пара, производимого испарителем и всасываемого

тает против постоянного низкого давления, и расход энер"

компрессором, т.е. происходит согласование производитель"

гии не уменьшается. Поэтому эти два метода применимы

ностей компрессора и испарителя (см. рис. 22).

только в системах непосредственного охлаждения малой

производительности.

Åñëè ïðîèçâîäèòåëüíîñòü êîìïðåññîðà âîçðàñòàåò ïî

ñðàâíåíèþ ñ ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ èñïàðèòåëÿ, òåìïåðà-

♦ Способы 6) и 7) требуют больших начальных затрат, но по"

òóðà è äàâëåíèå ïàäàþò, è íàîáîðîò. Ñîñòîÿíèå ðàâíîâå-

зволяют экономить энергии. Они наиболее часто использу"

ñèÿ íàñòóïàåò ïðè ñîãëàñîâàíèè ïðîèçâîäèòåëüíîñòåé

ются в крупных установках с испарителями затопленного типа.

êîìïðåññîðà è èñïàðèòåëÿ.

♦ Наиболее привлекательные способ, который обеспечивает

высокую производительность испарителя, это сочетание

впрыскивания пара между регулирующим вентилем и испа"

6.4. Регулирование производительности

рителем, см. 10) и включения"выключения 5). При этом ме"

Ïðîèçâîäèòåëüíîñòü èñïàðèòåëÿ можно регулировать сле"

тоде скорость пара в испарителе остается более или менее

дующими способами.

постоянной, что очень важно для обеспечения надежного

1) Площадь. Единственный практический способ " это вклю"

потока масла через испаритель, рис. 23.

чение"выключение контура в многоконтурном испарителе.

Т.е. площадь можно изменять только ступенчато с большим

6.5. Регулирование давления

приращением.

Регулирование давления тесно связано с регулированием про"

изводительности, т.к. и в испарителе, и в компрессоре произ"

2) Разность температур. Изменяя расход охлаждаемой жид"

водительность зависит от давления. Поэтому методы регули"

кости можно изменить температуру на выходе и, следова"

рования производительности, приведенные в § 6.4, являются

тельно, разность температур. Однако выходная температу"

также методами регулирования давления.

ра испарителя обычно фиксирована: это регулируемая, а не

регулирующая переменная.

Èñïàðèòåëü íåïîñðåäñòâåííîãî ðàñøèðåíèÿ. Согласова"

ние объемной производительности испарителя и компрессо"

3) Температура испарения дает больше возможностей для из"

ра, производится, в основном, регулированием давления, как

менения СРТ. Здесь существует опасность снижения тем"

описано в § 6.4. См. пункт 2) выше и рис. 24 и 25.

пературы испарения ниже точки замерзания охлаждаемой

жидкости.

Çàòîïëåííûé èñïàðèòåëü. Могут применяться все методы,

описанные в § 6.4, но для регулирования давления желательно

4) Коэффициент теплопередачи. В принципе можно изменить

изменять производительность компрессора. Простой регуля"

коэффициент циркуляции в термосифонном испарителе и

тор давления, показанный на рис. 24, можно использовать в

перегрев в испарителе непосредственного расширения, и

установках небольшой мощности. В более крупных установках

так изменить общий коэффициент теплопередачи.

применяются управляющие клапаны.

Однако оба эти метода имеют существенные недостатки. Ко"

эффициент теплопередачи не является, строго говоря, функ"

цией коэффициента циркуляции, а изменение перегрева вли"

6.6. Регулирование температуры жидкости

яет на работу регулирующего вентиля и может привести к слиш"

Выходная температура охлажденной жидкости регулируется

ком высокой температуре нагнетания.

следующим образом.

Ïðîèçâîäèòåëüíîñòè êîìïðåññîðà можно регулировать сле"

♦ Äàâëåíèå èñïàðåíèÿ регулируется по выходной темпера"

дующими способами.

туре охлажденной жидкости. Если эта температура умень"

5) Включение"выключение. Преимуществом является то, что

шается, что означает снижение тепловой нагрузки, темпе"

испаритель работает с номинальным (максимальным) рас"

ратура испарения увеличивается для уменьшения произво"

ходом, когда работает компрессор. Это важно для движе"

дительности испарителя.

ния масла через испаритель (см. главу 8, «Масла и хлада

См. рис. 25 и главу 8, «Масла и хладагенты», рис. 09.

генты», § 3.3).

♦ Ïåðåïóñê æèäêîñòè, рис. 26. В этом случае охлажденная и

6) Изменение объемной производительности. Это легко вы"

неохлажденная жидкости смешиваются для получения не"

полнить в винтовых компрессорах. В поршневых компрес"

обходимой температуры.

сорах для этого требуется поднять головку блока цилинд"

ров (клапанную плиту).

Если выходная температура уменьшается, что означает сни"

жение тепловой нагрузки, перепускной клапан направляет

7) Изменение скорости вращения, например, в случае двига"

часть жидкости в обвод испарителя для получения необхо"

теля с тиристорным управлением или, лучше, электродви"

димой температуры на выходе установки. Температура на вы"

гателя постоянного тока.

ходе испарителя уменьшается, следовательно, уменьшает"

Äðóãèå ìåòîäû. Есть и другие важные способы регулирова"

ся разность температур и испаряется меньше хладагента.

ния, которые не относятся непосредственно к регулированию

Конечно, это приводит к рассогласованию производительнос"

испарителя или компрессора.

тей компрессора и испарителя, давление и температура хла"

8) Изменение объема производимого испарителем пара по"

дагента начинают падать, т.е. возникает опасность замерзания,

средством регулятора противодавления. Давление в испари"

для предотвращения которой нужно принять описанные выше

теле может быть выше, но не ниже заданного значения дав"

меры по регулированию давления/производительности.

ления. Давление всасывания не задается, но от него зависит

♦ Âêëþ÷åíèå-âûêëþ÷åíèå. Во многих случаях допускается

массовая производительность компрессора (см. рис. 22 и 24).

изменение температуры жидкости в пределах нескольких

9) Возврат пара с выхода компрессора в линию всасывания или

градусов. Если охлажденная жидкость поступает к несколь"

на вход испарителя. Уменьшение объема пара, производи"

ким пользователям, большое количество жидкости в систе"

мого испарителем, компенсируется дополнительным

ме обеспечивает большую инерционность.

впрыском хладагента.

Наиболее простым способом в таком случае может быть от"

10) Возможно множество вариантов данного решения. Газ из

ключение холодильной установки при достижении заданной

линии нагнетания может вводиться в линию всасывания или

температуры и включение установки после повышения темпе"

перед испарителем, можно использовать пар из ресивера

ратуры. Как и во всех системах с двухпозиционным регулиро"

высокого давления или жидкий хладагент из ресивера вы"

ванием, следует обращать особое внимание на предотвраще"

сокого давления вместе с паром и т.д.

ние тепловых ударов и скачков давления.

4. Испарители и сепараторы

К конденсатору

К компрессору

Регулирование

давления

Внимание! Давление испарения мо"

жет быть выше, но не ниже номи"

нального регулируемого давления.

Рис. 23. Регулятор испарителя непосредст

Рис. 24. Регулятор давления испарения

венного расширения с перепуском горячего

пара

Когда давление в испарителе падает, клапан начинает закры"

Уменьшение давления на входе в компрессор (или на выходе

ваться. Открытие клапана зависит только от входного давле"

испарителя) означает, что тепловая нагрузка испарителя

ния. Клапан дросселирует пар от давления испарения до дав"

уменьшается. Это также свидетельствует об уменьшении ско"

ления всасывания компрессора, т.е. компрессор может ра"

рости пара, т.е. возникает опасность задержки масла в испа"

ботать при более низком давлении, чем испаритель.

рителе.

Однако давление всасывания компрессора не регулируется.

При уменьшении давления срабатывает перепускной клапан.

Он открывается и впрыскивает горячий пар между регулиру"

Иными словами, пар из испарителя расширяется до объема,

ющим вентилем и испарителем, т.е. пониженное производ"

необходимого компрессору.

ство пара компенсируется введением дополнительного ко"

личества пара, и скорость пара в каналах остается более или

менее постоянной.

К компрессору

Рабочая

жидкость

Нагрева"

тель

Термоэлектрический привод

Заданное значение

Электронный

регулятор

Температура

Рис. 25. Электронный регулятор давления

Рис. 26. Регулирование температуры в

испарения

термосифонном испарителе

По существу здесь используется та же схема, что и на рис.

Температура испарения регулируется одним из методов, опи"

24, с той разницей, что клапан регулируется не вручную, а

санных в тексте, т.е. посредством согласования производи"

электронным устройством по выходной температуре охлаж"

тельностей испарителя и компрессора.

денной жидкости.

В этом случае температура охлажденной жидкости регули"

Кроме того, можно регулировать разность между входной

руется байпассированием испарителя. Уменьшение темпе"

температурой охлаждаемой жидкости и температурой испа"

ратуры на входе означает снижение тепловой нагрузки, и тог"

рения для предотвращения тепловых ударов, например, при

да клапан направляет больше жидкости в обвод испарителя.

охлаждении масла.

Как следствие этого, жидкость в испарителе охлаждается

больше, и увеличивается эффективная разность температур.

4. Испарители и сепараторы

♦ Ðåãóëèðîâàíèå ïîñðåäñòâîì êëàïàíà. Это гибридная

времени. Вентиль реагирует на это как на повышение пере"

система, сочетающая свойства затопленного испарителя и

грева и открывается, возможно, с колебаниями на началь"

испарителя непосредственного расширения (см. рис. 28).

ном этапе. На выходе перегрев исчезает, и жидкий хлада"

гент попадает на относительно горячие стенки, вызывая тер"

Регулирующий клапан устанавливается в термосифонный кон"

мическую усталость (см. также § 5.5.2"3).

тур. Очевидно, что интенсивное мгновенное испарение хлада"

d) Если применяется регулятор давления конденсации, его

гента невозможно, т.к. перепад давлений на клапане опреде"

необходимо устанавливать перед К"И, ни в коем случае не

ляется максимальным гидростатическим напором.

за ним. Иначе конденсат может обратным потоком посту"

Управление клапаном может происходить по перегреву, как в

пать в К"И (см. рис. 10 А и Б, с. 109, в главе 5, «Конденса

стандартных испарителях непосредственного расширения,

ция и ресиверы жидкости», а также следующий пункт е).

или, как показано на рисунке, по выходной температуре охлаж"

e) Необходимо правильно отводить жидкость со стороны кон"

даемой жидкости.

денсации, т.е. не допускать обратного потока конденсата в

К"И (см. пункт d) выше и рис. 5 и 6, на стр. 103 в главе 5,

Такая система иногда используется для дополнительных испа"

«Конденсация и ресиверы жидкости»).

рителей, таких как маслоохладители (глава 8, «Масла и хла

Вышесказанное также означает, что в К"И не допускается

дагенты», рис. 8), испарители возврата масла (глава 1, «При

переохлаждение конденсата.

ложения», рис. 19) и т.д.

g) Когда работает только один из многих низкотемпературных

Ее преимущество в том, что из системы выходит сухой пар, го"

компрессоров, производительность К"И составляет лишь

товый для подачи в компрессор, и не требуется большой пере"

долю от его полной производительности. Если в контуре

пад давлений, как в случае со стандартным терморегулирую"

установлен только один ТРВ, он будет работать при очень

щим вентилем.

малом перегреве и, следовательно, неустойчиво (см. также

§ 5.5.2, с. 86).

Простейшей системой является электромагнитный (запорный)

Схему, показанную на рис. 27, можно применить, чтобы

клапан.

обеспечить безопасный малый расход хладагента при час"

Возможно также применение клапана с широтно"импульсной

тичной нагрузке (ср. с главой 8, «Масла и хладагенты», 8D).

модуляцией. Обычно они не рекомендуются в качестве регули"

h) Глушители и сепараторы масла сглаживают флуктуации дав"

рующих вентилей для ППТО, поскольку скачки давления могут

ления от низкотемпературных компрессоров.

повредить ППТО. В данном случае скачков практически нет. Если

По возможности старайтесь применять медленно срабаты"

разность температур между хладагентом и охлаждаемой жид"

вающие электромагнитные клапаны, особенно в тех случа"

костью невелика (< 30 °С), тепловой удар пренебрежимо мал.

ях, когда сторона конденсации запускается первой.

Затопленный испаритель, который остается заполненным

6.7. Конденсатор испаритель

хладагентом в момент останова, менее подвержен тепловым

В ППТО, где на одной стороне течет конденсирующийся хла"

ударам, чем испаритель непосредственного расширения.

дагент, а на другой - испаряющийся, существует опасность

резких изменений температуры в связи с отличной теплопере"

дачей, поскольку с обеих сторон происходят фазовые перехо"

7. Отделители жидкости на линии

ды. Опасность особенно велика, если на какой"либо стороне

всасывания

имеется несколько параллельно соединенных компрессоров.

Во избежание повреждения компонентов из"за тепловых уда"

Несмотря на все меры, направленные на предотвращение по"

ров, особенно в условиях больших разностей температур, си"

падания жидкого хладагента в компрессор, бывают такие мо"

стема управления должна отвечать требованиям, изложенным

менты, когда испаритель просто не может справиться с рез"

ниже и на рис. 27:

ким увеличением расхода хладагента, и капельки жидкости

a) При пуске сторона конденсации должна включаться по воз"

выходят из испарителя.

можности одновременно или позднее, но не раньше сторо"

Эти капли можно отделить от пара с помощью сепаратора, ис"

ны испарения (см. ниже пункт b).

парить или применить смешанную методику.

Если линия пара от низкотемпературного компрессора до"

статочно длинна, это обеспечит задержку до поступления

♦ На рынке представлено много типов отделителей жидкости.

горячего пара в испаритель"конденсатор.

Один из таких сепараторов, разработанный и произведен"

Если конденсирующийся хладагент поступает первым,

ный фирмой Альфа Лаваль, показан на рис. 29 А и В.

ППТО разогревается до температуры перегрева, и после

Капельки жидкости, выходящие из испарителя в моменты

этого в горячий ППТО поступает холодный испаряющийся

резкого повышения расхода хладагента, собираются в этом

хладагент. В противном случае в охлажденный до темпера"

сепараторе. Имеющаяся здесь система трубок обеспечи"

туры испарения ППТО поступает хладагент, имеющий, прак"

вает отвод жидкости равномерным устойчивым потоком и

тически, температуру конденсации, т.е. разность темпера"

ее полное испарение до входа в компрессор.

тур значительно меньше.

b) Если система устроена, как указано в п. а), то для компенса"

♦ После испарителя хладагент проходит через теплообменник,

ции первоначального выброса жидкого хладагента из испа"

где пар нагревается и капельки жидкости испаряются. В каче"

рителя в линии всасывания может быть установлен отдели"

стве нагревающей среды обычно используется конденсат.

тель жидкости (см. § 7).

ППТО вполне подходит для этой цели. Недостаток этого мето"

c) Установку необходимо оборудовать регулятором давления

да в том, что хладагент может выходить из компрессора слиш"

испарения, особенно при наличии нескольких компрессо"

ком перегретым, т.е. возникает опасность разложения масла.

ров. Если конденсатор"испаритель (К"И) является одним из

Эти два способа можно сочетать, например, с использовани"

ряда параллельных испарителей, например, воздухоохла"

ем дополнительного теплообменника или отделителя жидко"

дителей, его уставка температуры должна быть чуть выше,

сти, или применять совместно, как показано на рис. 29 Б.

чем у остальных испарителей.

Это делается для защиты К"И от резких изменений давле"

Теплообменник должен быть достаточно мощным, чтобы ис"

ния, которые происходят при включении или выключении

парять все капли хладагента. В одной из больших промышлен"

компрессора. Если К"И работает с малой производитель"

ных установок был применен недостаточно мощный нагрева"

ностью, перегрев, скорее всего, будет мал. Если на стороне

тельный змеевик, в результате жидкость оставалась в сепара"

низкого давления вдруг включается компрессор, давление

торе. Постепенно система была затоплена хладагентом. Про"

падает. Пониженное давление немедленно передается в

блема осложнялась тем, что термобаллон ТРВ располагался

терморегулирующий вентиль, в то время как для возможно"

непосредственно за испарителем. Его было бы лучше устано"

го изменения температуры требуется значительно больше

вить за отделителем жидкости.

4. Испарители и сепараторы

Отделитель масла

К конденсаторам высокотем"

Глушитель

PC 1

PC 2

пературного контура

3 " РД1

4 " РД2

От кон"

Высокотемператур"

денса"

ный контур

торов

высоко"

темпе"

Низкотемпера

ратур"

турный контур

ного

контура

Конденсатор испаритель

Рис. 27. Регулирование испарения в конденсаторе испарителе каскадной системы

Показанная на рисунке система часто применяется в супер"

♦ Необходимо правильно отводить хладагент со стороны

маркетах. Низкотемпературный пар из трех компрессоров

конденсации.

конденсируется в К"И, который охлаждается жидким хлада"

♦ В качестве альтернативного варианта можно применить

гентом, поступающим из высокотемпературного контура. К"

один ТРВ производительностью 1/3 и один ТРВ произво"

И обычно работает параллельно с охладителями высокотем"

дительностью 2/3. В зависимости от количества работаю"

пературного контура.

щих компрессоров включается один или оба ТРВ.

Если бы перед К"И был установлен только один ТРВ, то при

♦ Вместо небольшого ТРВ гипотетически можно применить

работе только одного компрессора низкотемпературного кон"

клапан с фиксированной пропускной способностью около

тура этот ТРВ реагировал бы на флюктуации давления при

1/3 от общей.

включении"выключении компрессора высокотемпературно"

♦ Уставка регулятора давления испарения РД2 должна быть

го контура. Для компенсации этих флуктуаций можно исполь"

выше, чем уставка РД1 или чем фактическое давление вса"

зовать следующую систему.

сывания высокотемпературного контура.

♦ Вместо одного ТРВ установить три ТРВ втрое меньшей

♦ Если используется регулятор давления конденсации, он

производительности, каждый с управлением от собствен"

должен быть установлен перед К"И, а не после него.

ного компрессора.

♦ Переохлаждение в К"И не допускается.

Иногда в сепаратор поме"

щают нагревательный змее"

Восходящая труба

вик, чтобы обеспечить от"

сутствие жидкости в паре.

Обычно он нагревается кон"

денсатом.

S4 S1

Нисходящая

труба

S3 S2

Тонкая труба

Масло

Хладагент

Отверстие

Рис. 28. Регулирование температуры

Рис. 29. Отделитель жидкости в линии

в затопленном испарителе с помощью

всасывания

регулирующего клапана

В данном случае температура регулируется дросселирова"

А. В отделитель жидкости поступает пар вместе с капельками

нием с помощью клапана, аналогичного терморегулирующе"

хладагента и масла. Эти капли отделяются и собираются на дне

му вентилю, который управляется по выходной температуре

сепаратора. Пар поступает в нисходящую трубу, меняет направ"

охлажденной жидкости.

ление в нижней ее части и выходит из отделителя жидкости

В отличие от ТРВ в этом клапане почти не происходит расши"

через восходящую трубу.

рение. Он просто пропускает достаточное количество жид"

В. Когда уровень масла и жидкого хладагента поднимается до

кости для испарения в испарителе. Управляющее воздей"

нижней части нисходящей трубы, жидкость проходит в тонкую

ствие может быть двух типов.

трубку через маленькое отверстие. Сечение рассчитано так,

♦ Плавное регулирование, использующее совместное изме"

чтобы между уровнем жидкости и входным отверстием тонкой

нение коэффициента теплопередачи и площади теплооб"

трубки создавался определенный перепад давления.

мена.

♦ Двухпозиционное регулирование. Не рекомендуется при

Под действием этого давления жидкость проходит в выходную

большой разности температур (> 30 К) между жидкостью и

трубу, где жидкий хладагент мгновенно испаряется, а масло

хладагентом.

диспергируется и уносится паром.

Альфа Лаваль Технический справочник по пластинчатым теплообменникам (2001 год) - часть 5