Spis treści: 1. TZR budowa i zasada działania Zjawisko poślizgu temperaturowego.5 3. Wentylatorowe chłodnice powietrza 6 4. Podsumowanie.

Transkrypt

1 1

2 Spis treści: 1. TZR budowa i zasada działania Zjawisko poślizgu temperaturowego.5 3. Wentylatorowe chłodnice powietrza 6 4. Podsumowanie.7 2

3 1. Termostatyczne zawory rozprężne Termostatyczne zawory rozprężne należą do grupy elementów rozprężnych. Zawory te regulują przepływ czynnika poprzez utrzymywanie w przybliżeniu stałej wartości war przegrzania na wyjściu z parownika. Przegrzanie ma istotny wpływ na niezawodność działania, wydajność chłodniczą i sprawność urządzeń oraz aparatów chłodniczych, chłodn głownie na końcową temperaturę sprężania, smarowanie, odparowanie czynnika oraz powierzchnię wymiany ciepła. Istnieję dwie podstawowe grupy zaworów rozprężnych: z wewnętrznym wnętrznym wyrównaniem ciśnienia; z zewnętrznym wyrównaniem ciśnienia. ciśnienia Przykład konstrukcji zaworu z wewnętrznym wyrównaniem ciśnienia pokazany jest na rysunku 1. Rys.1. Termostatyczny zawór rozprężny z wewnętrznym wyrównaniem ciśnienia. Czynnik chłodniczy wpływa ze skraplacza do komory wysokiego ciśnienia. Następnie przepływa pomiędzy omiędzy dyszą, a iglicą i wpływa do komory niskiego ciśnienia, czemu towarzyszy redukcja ciśnienia skraplania do ciśnienia parowania. Z komory niskiego ciśnienia czynnik płynie do parownika. Elementami regulacyjnymi są: śruba ustalająca naciąg sprężyny, ciśnienie śnienie w komorze mieszka oraz ciśnienie w komorze niskiego ciśnienia. Czujnik zaworu umieszczony jest na przewodzie ssawnym bezpośrednio za parownikiem. Przekazuje on sygnał ciśnieniowy do zaworu na podstawie temperatury gazu za parownikiem. Termostatycznee zawory rozprężne są typami regulatorów, które dostosowują się do wahań obciążenia cieplnego utrzymując odpowiednią ilość czynnika doprowadzanego do parownika. W przypadku wzrostu przegrzania, na przykład w wyniku wzrostu obciążenia 3

4 cieplnego komory chłodniczej, zawór dostarcza więcej czynnika, aż do momentu powrotu przegrzania do wartości nastawy zaworu. Natomiast, gdy obciążenie parownika, a tym samym przegrzanie maleją TZR zmniejszy dopływ czynnika do parownika. Charakterystyka statyczna zaworu rozprężnegoo pokazana jest na rysunku 2. Rys.2. Charakterystyka statyczna termostatycznego zaworu rozprężnego. Termostatyczny zawór rozprężny pozostaje zamknięty jeśli instalacji nie występuje minimalna temperatura przegrzewu, tzw. przegrzew statyczny. Po jego osiągnięciu zawór zaczyna się otwierać i umożliwia przepływ czynnika chłodniczego do parownika. Zakres regulacji nie jest nieograniczony. Przy bardzo dużym spadku wydajności chłodniczej właściwe działanie zaworu nie może być zapewnione, a przewidywanie jego zachowania się w instalacji jest bardzo trudne ze względu na wpływ wielu czynników na jego pracę, takich jak np. wielkość i nastawa zaworu, rozdział czynnika, konstrukcja parownika, umiejscowienie czujki zaworu, wielkość napełnienia instalacji czynnikiem chłodniczym, stopień zwilgocenia instalacji, zanieczyszczenia. Jakość regulacji zależy w głównej mierze od konstrukcji i budowy zaworu oraz jego prawidłowego doboru. Niewłaściwie zastosowany element rozprężny prowadzi popowstawania problemów eksploatacyjnych oraz spadku wydajności urządzeń chłodniczych. Dobór zaworu ograniczony jest projektowymi parametrami pracy urządzenia chłodniczego, wymaganiamii technicznymi oraz względami ekonomicznymi. W celu poprawnego doboru TZR-u w systemie muszą być określone następujące warunki: wydajność chłodnicza, efektywna różnica ciśnień, temperatura i ciśnienie parowania oraz spadek ciśnienia na parowniku. 4

5 2. Zjawisko poślizgu temperaturowego W przypadku substancji jednorodnych przemiana fazowa cieczy w parę następuje w stałej temperaturze i ciśnieniu. W przypadku mieszanin zeotropowych przemiany fazowe przybierają formę poślizgu. Poślizgiem temperaturowym nazywamy całkowitą zmianę temperatury nasycenia przy przemianie fazowej czynników zeotropowych przy stałym ciśnieniu. Zjawisko poślizgu pokazane jest na rysunku 3. Rys.3. Zjawisko poślizgu temperaturowego przedstawione na wykresie p-h. Poprzez Δt 0 oznaczony jest całkowity poślizg temperaturowy. Jednakże w przypadku obiegu realizowanego na tym wykresie rzeczywista różnica temperatur nie jest równa poślizgowi, ale tylko jego części (t 4 t 1 ). Poślizg temperaturowy jest zjawiskiem niekorzystnym w warunkach pracy wentylatorowej chłodnicy powietrza, gdyż sprawia, że proces parowania nie jest izotermiczny. Temperatura na wyjściu z parownika jest wyższa od temperatury na jego wejściu. Do czynników chłodniczych wykazujących poślizg temperaturowy możemy zaliczyć m.in. czynnik z grupy HCFC R 409A oraz czynnik z grupy HFC R 407C. 5

6 3. Wentylatorowe chłodnice powietrza Wentylatorowe chłodnice powietrza są odpowiednio zabudowanymi parownikami z wymuszonym przez wentylator przepływem powietrza. Obudowy chłodnic wykonane są najczęściej z aluminium i składają się z powtarzalnych segmentów bloków lamelowych. W skład wyposażenia chłodnic wchodzi najczęściej układ oszraniania, np. grzałka elektryczna. Chłodnice powietrza przystosowane są do zabudowy przyściennej podstropowej. podst Dwa podstawowe typy chłodnic pokazane są na rysunku 4. Rys.4. Przykład wentylatorowej chłodnicy podstropowej i przyściennej wraz ze sposobem przepływu powietrza. Zarówno chłodnica podstropowa, jak i przyścienna pracują najczęściej na powietrzu obiegowym. Przepływ powietrza wymuszony jest przez równolegle pracujące wentylatory osiowe. W chłodnicach przyściennych wentylatory tłoczą powietrze bezpośrednio do obiektu chłodzonego zasysając je przez wymiennik. W przypadku chłodnic podstropowych wentylatory latory tłoczą powietrze na wymienniki, po czym wdmuchiwane jest ono do obiektu. 6

7 4. Podsumowanie Jakkolwiek, pomijając solidną konstrukcję i wysoką jakość termostatycznych zaworów rozprężnych, można wymienić kilka niedostatków. Oto niektóre z nich: zakres zastosowań termostatycznych zaworów rozprężnych w znacznym stopniu zależy od wybranego wypełnienia, konwencjonalne termostatyczne zawory rozprężne wymagają sezonowej regulacji przegrzania statycznego, termostatyczny zawór rozprężny posiada dostatecznie wąski zakres regulacji wydajności chłodniczej, co niejednokrotnie komplikuje konstrukcję systemu i zwiększa ilość zaworów w instalacji, a tym samym podnosi koszt inwestycyjny, termostatyczny zawór rozprężny ma za zadanie utrzymywać stałą wartość przegrzania i nie ma możliwości automatycznej adaptacji przegrzania, dlatego ograniczona jest jego zdolność do regulacji wydajności parownika, zanieczyszczenie filtrów w linii cieczy i straty ciśnienia w rurociągach mogą wpłynąć na przedostawanie się gazu do termostatycznego zaworu rozprężnego i w rezultacie znaczne obniżenie wydajności zaworu, całkowita migracja wypełnienia czujnika zaworu do przestrzeni nad membranowej spowoduje utratę kontroli nad zaworem. Termostatyczne zawory rozprężne z funkcją MOP modulują w kierunku zamykania zaworu przy ciśnieniu parowania przewyższającym poziom nastawy i tym samym ograniczają maksymalną wartość ciśnienia parowania, przy której system może pracować. W związku z tym nasuwa się pytanie, czy na rynku są zawory rozprężne, które nie po- siadają powyżej wymienionych niedostatków? Okazuje się, że tak. Są to elektryczne zawory rozprężne. - dławienie na TZR powoduje wejście w obszar mieszaniny pary i cieczy. Przez co traci się efekt zwiększenia COP (i tak już niewielki). Jedynie 60 / 70% poślizgu jest wykorzystywana w parowniku. - TZR-y mierzą przegrzanie. A wiadomo, aby było przegrzanie koniec parownika musi być już wypełniony parą przegrzaną. No i tu się rodzi problem, że na końcu parownika odparowuje ta substancja składowa mieszaniny, która ma najwyższą temp. Parowania. Czyli, że wszystkie inne składowe substancji już dawno odparowały. Fajnie to działa w małych parownikach, bo poszczególne składniki substancji wrą jednocześnie (wrzenie w całej objętości parownika to zaleta). Ale w dużych parownikach (a powietrzne chł. went. Są duże większe od chłodnic wodnych), może dojść do tego, że udział fazy gazowej w przepływie przez parownik będzie bardzo duży i przez to pogorszą się warunki wymiany ciepła. na wentylatorowych chłod. pow. często osadza się lód / szron (wiadomo, jak t0<0c, a powietrze wilgotne, to nie może być inaczej). Natomiast TZR z gazowym napełnieniem czujnika, nie lubią jak temp. Na kapilarze jest niższa niż w czujniku (może się tak stać gdy t0 jest rzędu 0 do -2 C). Z kolei TZR z cieczowym napełnieniem czujki (brak wpływu niższej temp. Kapilary na działanie zaworu) jest droższy i nie pozwala dokładnie kontrolować przegrzania, które i tak już dostaje po dupie z powodu zeotropowości mieszaniny. - w ogóle problem wymrażania jest szczególnie niebezpieczny w went. chłod. pow. napełnionych czynnikami o dużym poślizgu. I nie ważne czy są zasilane TZR czy czymś innym. 7