Làm mát phụ trong bình ngưng là gì. Ảnh hưởng của quá nhiệt đến khả năng làm mát của hệ thống lạnh

19.10.2019

Tùy chọn công việc Đơn vị làm lạnh: hoạt động với quá nhiệt bình thường; không đủ nhiệt độ; quá nhiệt nghiêm trọng.

Hoạt động với quá nhiệt bình thường.

Sơ đồ dàn lạnh

Ví dụ, chất làm lạnh được cung cấp ở áp suất 18 bar và áp suất hút là 3 bar. Nhiệt độ sôi của chất làm lạnh trong thiết bị bay hơi là t 0 = −10 °C, tại đầu ra của thiết bị bay hơi nhiệt độ của đường ống với chất làm lạnh là t t = −3 °C.

Quá nhiệt hữu ích ∆t = t t − t 0 = −3− (−10) = 7. Đây là hoạt động bình thường của một thiết bị làm lạnh có trao đổi nhiệt không khí. TRONG thiết bị bay hơi Freon sôi hoàn toàn trong khoảng 1/10 thiết bị bay hơi (gần cuối thiết bị bay hơi), chuyển thành khí. Khí sau đó sẽ được làm nóng bằng nhiệt độ phòng.

Quá nóng là không đủ.

Ví dụ, nhiệt độ đầu ra sẽ không phải là −3 mà là −6 °C. Khi đó nhiệt độ quá nóng chỉ là 4°C. Điểm mà chất làm lạnh dạng lỏng ngừng sôi sẽ di chuyển đến gần đầu ra của thiết bị bay hơi. Vì vậy, hầu hết thiết bị bay hơi đều chứa đầy chất làm lạnh dạng lỏng. Điều này có thể xảy ra nếu van giãn nở nhiệt (TEV) cung cấp nhiều freon hơn cho thiết bị bay hơi.

Càng có nhiều freon trong thiết bị bay hơi thì càng hình thành nhiều hơi, áp suất hút càng cao và điểm sôi của freon sẽ tăng (giả sử không phải −10 mà là −5 ° C). Máy nén sẽ bắt đầu đổ đầy freon lỏng vì áp suất tăng, tốc độ dòng môi chất lạnh tăng và máy nén không có thời gian để bơm hết hơi ra ngoài (nếu máy nén không có công suất bổ sung). Với kiểu hoạt động này, công suất làm mát sẽ tăng lên nhưng máy nén có thể bị hỏng.

Quá nóng nghiêm trọng.

Nếu hiệu suất của van giãn nở thấp hơn thì sẽ có ít freon đi vào thiết bị bay hơi hơn và nó sẽ sôi sớm hơn (điểm sôi sẽ dịch chuyển gần hơn đến đầu vào của thiết bị bay hơi). Toàn bộ van giãn nở và các ống sau đó sẽ đóng băng và bị bao phủ bởi băng, nhưng 70% thiết bị bay hơi sẽ không đóng băng chút nào. Hơi freon trong thiết bị bay hơi sẽ nóng lên và nhiệt độ của chúng có thể đạt đến nhiệt độ phòng, do đó ∆t ˃ 7. Trong trường hợp này, khả năng làm mát của hệ thống sẽ giảm, áp suất hút sẽ giảm và hơi freon nóng lên có thể làm hỏng stato máy nén.

Vận chuyển

Hướng dẫn lắp đặt, điều chỉnh và bảo trì

TÍNH TOÁN SIÊU LẠNH, QUÁ NHIỆT

Hạ thân nhiệt

1. Định nghĩa

ngưng tụ hơi môi chất lạnh bão hòa (Tc)
và nhiệt độ trong dòng chất lỏng (Tl):

PO = Tk Tzh.

Người sưu tầm

nhiệt độ)

3. Các bước đo

điện tử đến dòng chất lỏng bên cạnh bộ lọc
chất hút ẩm. Đảm bảo bề mặt ống sạch sẽ,
và nhiệt kế chạm chặt vào nó. Đậy bình hoặc
cảm biến bọt để cách nhiệt nhiệt kế
từ không khí xung quanh.

áp lực thấp).

áp suất ở đường xả.

Các phép đo phải được thực hiện khi thiết bị
hoạt động trong điều kiện thiết kế tối ưu và phát triển
hiệu suất tối đa.

4. Theo bảng chuyển đổi áp suất sang nhiệt độ của R 22

tìm nhiệt độ ngưng tụ của hơi bão hòa
chất làm lạnh (Tk).

5. Ghi lại nhiệt độ đo được bằng nhiệt kế

trên vạch chất lỏng (Tj) và trừ nó khỏi nhiệt độ
sự ngưng tụ Sự khác biệt kết quả sẽ là giá trị
hạ thân nhiệt.

6. Nếu hệ thống được nạp chất làm lạnh đúng cách

hạ thân nhiệt dao động từ 8 đến 11°C.
Nếu thân nhiệt giảm xuống dưới 8°C, bạn cần
thêm chất làm lạnh và nếu nhiệt độ cao hơn 11°C, hãy loại bỏ
freon dư thừa.

Áp suất trong đường xả (theo cảm biến):

Nhiệt độ ngưng tụ (từ bảng):

Nhiệt độ dòng chất lỏng (nhiệt kế): 45°C

Hạ thân nhiệt (được tính toán)

Thêm chất làm lạnh theo kết quả tính toán.

Làm nóng

1. Định nghĩa

Hạ thân nhiệt là sự chênh lệch giữa nhiệt độ
lực hút (Tv) và nhiệt độ bay hơi bão hòa
(Ti):

PG = Tivi Tí.

2.Thiết bị đo lường

Người sưu tầm
Nhiệt kế thông thường hoặc điện tử (có cảm biến

nhiệt độ)

Lọc hoặc xốp cách nhiệt
Bảng chuyển đổi áp suất sang nhiệt độ cho R 22.

3. Các bước đo

1. Đặt bầu hoặc cảm biến nhiệt kế chất lỏng vào

điện tử đến đường hút bên cạnh
máy nén (10-20 cm). Đảm bảo bề mặt
đường ống sạch sẽ và nhiệt kế chạm chặt vào đầu ống
các bộ phận, nếu không kết quả đo nhiệt kế sẽ không chính xác.
Che bóng đèn hoặc cảm biến bằng bọt để cách nhiệt.
Lấy nhiệt kế ra khỏi không khí xung quanh.

2. Lắp ống góp vào đường xả (cảm biến

áp suất cao) và đường hút (cảm biến
áp lực thấp).

3. Khi các điều kiện đã ổn định, hãy ghi lại

áp suất ở đường xả. Theo bảng chuyển đổi
áp suất theo nhiệt độ của R 22 tìm nhiệt độ
sự bay hơi môi chất lạnh bão hòa (Ti).

4. Ghi lại nhiệt độ đo được bằng nhiệt kế

trên đường hút (TV) cách máy nén 10-20 cm.
Thực hiện một số phép đo và tính toán
nhiệt độ trung bình của đường hút.

5. Trừ nhiệt độ bay hơi khỏi nhiệt độ

hút. Sự khác biệt kết quả sẽ là giá trị
chất làm lạnh quá nóng.

6. Khi nào cài đặt đúng van giãn nở

nhiệt độ quá nóng dao động từ 4 đến 6°C. Với số ít
quá nóng, quá nhiều vào thiết bị bay hơi
chất làm lạnh, và bạn cần đóng van lại (vặn vít
theo chiều kim đồng hồ). Với tình trạng quá nhiệt lớn hơn trong
quá ít chất làm lạnh đi vào thiết bị bay hơi, và
bạn cần mở van một chút (vặn vít ngược lại
theo chiều kim đồng hồ).

4. Ví dụ về tính toán làm mát phụ

Áp suất đường hút (bằng cảm biến):

Nhiệt độ bay hơi (từ bảng):

Nhiệt độ đường hút (nhiệt kế): 15°C

Quá nóng (được tính toán)

Mở nhẹ van tiết lưu theo

kết quả tính toán (quá nóng).

CHÚ Ý

BÌNH LUẬN

Sau khi điều chỉnh van tiết lưu, đừng quên
đặt nắp trở lại vị trí. Chỉ thay đổi bộ quá nhiệt
sau khi điều chỉnh làm mát phụ.

Sạc thiếu và quá tải hệ thống bằng chất làm lạnh

Thống kê cho thấy nguyên nhân chính dẫn đến hoạt động bất thường của máy điều hòa không khí và hỏng máy nén là do nạp chất làm lạnh vào mạch làm lạnh không đúng cách. Việc thiếu chất làm lạnh trong mạch có thể là do vô tình bị rò rỉ. Đồng thời, đổ đầy theo quy định là hậu quả của những hành động sai lầm của nhân viên do không đủ trình độ chuyên môn. Đối với các hệ thống sử dụng van giãn nở nhiệt (TEV) làm thiết bị tiết lưu, chỉ báo tốt nhất về lượng chất làm lạnh thông thường là làm mát phụ. Hạ thân nhiệt yếu cho thấy lượng chất làm lạnh không đủ; hạ thân nhiệt mạnh cho thấy dư thừa chất làm lạnh. Quá trình sạc có thể được coi là bình thường khi nhiệt độ làm mát phụ của chất lỏng ở đầu ra của thiết bị ngưng tụ được duy trì trong khoảng 10-12 độ C với nhiệt độ không khí ở đầu vào của thiết bị bay hơi gần với điều kiện vận hành danh nghĩa.

Nhiệt độ quá lạnh Tp được định nghĩa là chênh lệch:
Tp = Tk – Tf
Тк – nhiệt độ ngưng tụ, đọc từ đồng hồ đo áp suất HP.
Tf - nhiệt độ của freon (ống) ở đầu ra của thiết bị ngưng tụ.

1. Thiếu chất làm lạnh. Triệu chứng.

Sự thiếu hụt freon sẽ được cảm nhận ở mọi phần tử của mạch điện, nhưng sự thiếu hụt này đặc biệt được cảm nhận rõ ràng ở thiết bị bay hơi, bình ngưng và đường chất lỏng. Do không đủ chất lỏng, thiết bị bay hơi chứa đầy freon kém và khả năng làm mát thấp. Vì không có đủ chất lỏng trong thiết bị bay hơi nên lượng hơi tạo ra ở đó giảm đáng kể. Do thể tích đầu ra của máy nén vượt quá lượng hơi đến từ thiết bị bay hơi nên áp suất trong nó giảm bất thường. Áp suất bay hơi giảm dẫn đến nhiệt độ bay hơi giảm. Nhiệt độ bay hơi có thể giảm xuống dưới 0, dẫn đến ống dẫn vào và thiết bị bay hơi bị đóng băng, đồng thời hiện tượng hơi quá nóng sẽ rất đáng kể.

Nhiệt độ quá nhiệt T quá nhiệt được định nghĩa là độ chênh lệch:
T quá nóng = T f.i. - Tệ quá.
T f.i. - nhiệt độ của freon (ống) ở đầu ra của thiết bị bay hơi.
lực hút T. - nhiệt độ hút, đọc từ đồng hồ đo áp suất LP.
Nhiệt độ bình thường là 4-7 độ C.

Khi thiếu freon đáng kể, quá nhiệt có thể lên tới 12–14 o C và theo đó, nhiệt độ ở đầu vào máy nén cũng sẽ tăng lên. Và vì động cơ điện của máy nén kín được làm mát bằng hơi hút nên trong trường hợp này máy nén sẽ quá nóng bất thường và có thể bị hỏng. Do nhiệt độ của hơi ở đường hút tăng lên nên nhiệt độ của hơi ở đường xả cũng sẽ tăng lên. Vì sẽ thiếu chất làm lạnh trong mạch nên cũng sẽ không có đủ chất làm lạnh trong vùng làm mát phụ.

Khả năng làm mát thấp
Áp suất bay hơi thấp
Quá nhiệt cao
Hạ thân nhiệt không đủ (dưới 10 độ C)

Cần lưu ý rằng trong việc lắp đặt các ống mao dẫn làm thiết bị tiết lưu, việc làm mát phụ không thể được coi là một chỉ số xác định để đánh giá lượng nạp môi chất lạnh chính xác.

2. Đổ đầy. Triệu chứng.

Trong các hệ thống có van tiết lưu làm thiết bị tiết lưu, chất lỏng không thể đi vào thiết bị bay hơi, do đó chất làm lạnh dư thừa sẽ được lưu trữ trong bình ngưng. bất thường cấp độ cao chất lỏng trong bình ngưng làm giảm bề mặt trao đổi nhiệt, khả năng làm mát của khí đi vào bình ngưng kém đi dẫn đến nhiệt độ của hơi bão hòa tăng và áp suất ngưng tụ tăng. Mặt khác, chất lỏng ở đáy bình ngưng vẫn tiếp xúc với không khí bên ngoài lâu hơn nhiều và điều này dẫn đến sự gia tăng vùng làm mát phụ. Vì áp suất ngưng tụ được tăng lên và chất lỏng rời khỏi bình ngưng được làm mát hoàn toàn, nên mức làm mát phụ đo được ở đầu ra của bình ngưng sẽ cao. Do áp suất ngưng tụ tăng lên, lưu lượng khối qua máy nén giảm và công suất làm mát giảm. Kết quả là áp suất bay hơi cũng sẽ tăng lên. Do việc sạc quá mức dẫn đến giảm lưu lượng khối hơi, khả năng làm mát của động cơ máy nén điện sẽ kém đi. Hơn nữa, do áp suất ngưng tụ tăng lên nên dòng điện của động cơ điện của máy nén tăng lên. Khả năng làm mát suy giảm và tăng mức tiêu thụ dòng điện dẫn đến động cơ điện quá nóng và cuối cùng là hỏng máy nén.

Công suất làm mát đã giảm
Áp suất bay hơi tăng
Áp suất ngưng tụ tăng
Hạ thân nhiệt tăng (trên 7 o C)

Trong các hệ thống sử dụng ống mao dẫn làm thiết bị tiết lưu, chất làm lạnh dư thừa có thể đi vào máy nén, gây ra hiện tượng búa nước và cuối cùng là hỏng máy nén.

19.10.2015

Mức độ làm mát phụ của chất lỏng thu được ở đầu ra của thiết bị ngưng tụ là một chỉ số quan trọng đặc trưng cho hoạt động ổn định của mạch làm lạnh. Làm mát phụ là sự chênh lệch nhiệt độ giữa chất lỏng và sự ngưng tụ ở một áp suất nhất định.

Trong điều kiện bình thường áp suất không khí, nước ngưng tụ có nhiệt độ 100 độ C. Theo các định luật vật lý, nước có nhiệt độ 20 độ được coi là siêu lạnh đến 80 độ C.

Việc làm mát phụ ở đầu ra của bộ trao đổi nhiệt thay đổi tùy theo chênh lệch giữa nhiệt độ của chất lỏng và sự ngưng tụ. Dựa vào Hình 2.5, nhiệt độ hạ thân nhiệt sẽ là 6 K hoặc 38-32.

Trong các tụ điện làm mát bằng không khí, chỉ báo làm mát phụ phải từ 4 đến 7 K. Nếu nó có giá trị khác, điều này cho thấy hoạt động không ổn định.

Tương tác giữa bình ngưng và quạt: chênh lệch nhiệt độ không khí.

Không khí được quạt bơm ra có nhiệt độ 25 độ C (Hình 2.3). Nó nhận nhiệt từ freon, khiến nhiệt độ của nó thay đổi lên 31 độ.

Hình 2.4 thể hiện sự thay đổi chi tiết hơn:

Tae - dấu nhiệt độ của không khí cung cấp cho bình ngưng;

Tas - không khí có nhiệt độ bình ngưng mới sau khi làm mát;

Tk - số đọc từ đồng hồ đo áp suất về nhiệt độ ngưng tụ;

Δθ – chênh lệch nhiệt độ.

Chênh lệch nhiệt độ trong thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí được tính theo công thức:

Δθ =(tas - tae), trong đó K có giới hạn là 5–10 K. Trên đồ thị giá trị này là 6 K.

Chênh lệch nhiệt độ tại điểm D, nghĩa là tại lối ra khỏi bình ngưng, trong trường hợp này bằng 7 K, vì nó ở cùng một giới hạn. Chênh lệch nhiệt độ là 10-20 K, trong hình là (tk-tae). Thông thường, giá trị của chỉ báo này dừng ở 15 K, nhưng trong ví dụ này là 13 K.

Một trong những khó khăn lớn nhất trong công việc của người thợ sửa chữa là không thể nhìn thấy các quá trình xảy ra bên trong đường ống và trong mạch điện lạnh. Tuy nhiên, việc đo lượng làm mát phụ có thể cung cấp một bức tranh tương đối chính xác về hoạt động của chất làm lạnh trong mạch.

Lưu ý rằng hầu hết các nhà thiết kế đều xác định kích thước của tụ điện làm mát bằng không khí để cung cấp khả năng làm mát phụ ở đầu ra của bình ngưng trong khoảng từ 4 đến 7 K. Hãy xem điều gì xảy ra trong tụ điện nếu giá trị làm mát phụ nằm ngoài phạm vi này.

A) Giảm thân nhiệt (thường dưới 4 K).

Cơm. 2.6

Trong bộ lễ phục. Hình 2.6 cho thấy sự khác biệt về trạng thái của môi chất lạnh bên trong bình ngưng ở điều kiện bình thường và hạ thân nhiệt bất thường. Nhiệt độ tại các điểm tв=tc=te=38°С = nhiệt độ ngưng tụ tк. Đo nhiệt độ tại điểm D cho giá trị td=35°C, hạ nhiệt độ xuống 3 K.

Giải trình. Khi mạch làm lạnh hoạt động bình thường, các phân tử hơi cuối cùng ngưng tụ tại điểm C. Sau đó, chất lỏng tiếp tục nguội và đường ống dọc theo toàn bộ chiều dài của nó (vùng C-D) chứa đầy pha lỏng, cho phép chúng ta đạt được giá trị làm mát phụ bình thường (ví dụ , 6 K).

Nếu thiếu chất làm lạnh trong bình ngưng, vùng C-D không chứa đầy chất lỏng thì chỉ có khu vực nhỏ Vùng này bị chiếm hoàn toàn bởi chất lỏng (vùng E-D) và chiều dài của nó không đủ để đảm bảo quá trình siêu lạnh bình thường.

Kết quả khi đo hạ thân nhiệt tại điểm D chắc chắn bạn sẽ nhận được giá trị thấp hơn bình thường (trong ví dụ ở hình 2.6 - 3 K).

Và càng có ít chất làm lạnh trong hệ thống lắp đặt thì pha lỏng của nó sẽ càng ít ở đầu ra của thiết bị ngưng tụ và mức độ làm mát phụ của nó sẽ càng ít.

Trong giới hạn, nếu thiếu chất làm lạnh đáng kể trong mạch làm lạnh, thì ở đầu ra của thiết bị ngưng tụ sẽ có hỗn hợp hơi-lỏng, nhiệt độ của nó sẽ bằng nhiệt độ ngưng tụ, nghĩa là quá trình làm mát phụ sẽ bằng 0 K (xem Hình 2.7).

Cơm. 2.7

tв=td=tk=38°С. Giá trị làm mát phụ P/O = 38—38=0 K.

Vì vậy, việc nạp môi chất lạnh không đủ luôn dẫn đến giảm khả năng làm mát phụ.

Theo đó, một thợ sửa chữa có năng lực sẽ không liều lĩnh thêm chất làm lạnh vào hệ thống lắp đặt mà không đảm bảo rằng không có rò rỉ và không đảm bảo rằng khả năng làm mát phụ thấp bất thường!

Lưu ý rằng khi chất làm lạnh được thêm vào mạch, mức chất lỏng ở phần dưới của bình ngưng sẽ tăng lên, làm tăng khả năng làm mát phụ.

Bây giờ chúng ta chuyển sang xem xét hiện tượng ngược lại, tức là hạ thân nhiệt quá nhiều.

B) Hạ thân nhiệt tăng (thường trên 7 K).

Cơm. 2,8

tв=te=tk= 38°С. td = 29°C, do đó hạ thân nhiệt P/O = 38-29 = 9 K.

Giải trình. Chúng ta đã thấy ở trên rằng việc thiếu chất làm lạnh trong mạch dẫn đến giảm khả năng làm mát phụ. Mặt khác, chất làm lạnh quá mức sẽ tích tụ ở đáy bình ngưng.

Trong trường hợp này, chiều dài của vùng ngưng tụ, chứa đầy chất lỏng, tăng lên và có thể chiếm toàn bộ phần E-D. Lượng chất lỏng tiếp xúc với không khí làm mát tăng lên và lượng làm mát phụ cũng tăng lên (trong ví dụ ở Hình 2.8 P/O = 9 K).

Để kết luận, chúng tôi chỉ ra rằng việc đo lượng làm mát phụ là lý tưởng để chẩn đoán quá trình hoạt động của một thiết bị làm lạnh cổ điển.

Trong quá trình phân tích chi tiết lỗi điển hình chúng ta sẽ xem cách diễn giải chính xác dữ liệu của các phép đo này trong từng trường hợp cụ thể.

Làm mát quá ít (dưới 4 K) cho thấy thiếu chất làm lạnh trong bình ngưng. Làm mát phụ tăng (hơn 7 K) cho thấy có quá nhiều chất làm lạnh trong bình ngưng.

2.4. BÀI TẬP

Chọn từ 4 thiết kế bình ngưng làm mát bằng không khí như trong hình. 2.9, cái mà bạn cho là tốt nhất. Giải thích vì sao?

Cơm. 2.9

Do trọng lực, chất lỏng tích tụ ở đáy bình ngưng nên hơi nước đi vào bình ngưng phải luôn được đặt ở phía trên. Do đó, phương án 2 và 4 ít nhất là một giải pháp kỳ lạ sẽ không hiệu quả.

Sự khác biệt giữa phương án 1 và phương án 3 chủ yếu nằm ở nhiệt độ của không khí thổi qua vùng hạ nhiệt. Trong tùy chọn thứ nhất, không khí cung cấp khả năng làm mát phụ đi vào vùng làm mát phụ đã được làm nóng vì nó đã đi qua thiết bị ngưng tụ. Thiết kế của phương án thứ 3 được coi là thành công nhất vì nó thực hiện trao đổi nhiệt giữa chất làm lạnh và không khí theo nguyên tắc dòng chảy ngược. Tùy chọn này có đặc điểm tốt nhất truyền nhiệt và thiết kế nhà máy nói chung.

Hãy suy nghĩ về điều này nếu bạn chưa quyết định hướng đưa không khí làm mát (hoặc nước) qua bình ngưng.