POLITECHNIKA GDAŃSKA



Podobne dokumenty
Gazowa pompa ciepła firmy Panasonic

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 PL B1

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

System centralnego ogrzewania

3. BADA IE WYDAJ OŚCI SPRĘŻARKI TŁOKOWEJ

Szybkoschładzarki SZYBKOSCHŁADZARKI. Szybkoschładzarki z funkcją 50 szybkozamrażania

Gruntowy wymiennik ciepła PROVENT- GEO

Nowoczesne systemy regulacji wydajności spręŝarek chłodniczych: tłokowych, śrubowych i spiralnych. Część 1. Autor: Marek Kwiatkowski

POMPA CIEP A SOLANKA - WODA

NACZYNIE WZBIORCZE INSTRUKCJA OBSŁUGI INSTRUKCJA INSTALOWANIA

METODY ZAMRAŻANIA CZ.2

Aparatura Przemysłu Chemicznego Projekt: Wymiennik ciepła

DTR.ZL APLISENS PRODUKCJA PRZETWORNIKÓW CIŚNIENIA I APARATURY POMIAROWEJ INSTRUKCJA OBSŁUGI (DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA)

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W PILE INSTYTUT POLITECHNICZNY. Zakład Budowy i Eksploatacji Maszyn PRACOWNIA TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ INSTRUKCJA

Metrologia cieplna i przepływowa

Lekcja 173, 174. Temat: Silniki indukcyjne i pierścieniowe.

PROGRAM I HARMONOGRAM SZKOLENIA Szkolenie akredytowane przez Urząd Dozoru Technicznego, nr akredytacji: F-gazy i SZWO

Specyfikacja techniczna

WYBRANE MODERNIZACJE POMP GŁÓWNEGO OBIEGU PARA-WODA ELEKTROWNI

Dobór nastaw PID regulatorów LB-760A i LB-762

PRZEPISY KLASYFIKACJI I BUDOWY STATKÓW MORSKICH

Udoskonalona wentylacja komory suszenia

INSTRUKCJA OBSŁUGI URZĄDZENIA: HC8201

Regulator typu P posiada liniow zale no sygnału wyj ciowego (y) od wej ciowego (PV).

Seria OKW1. zabezpieczaj cy przed zabrudzeniem Ch odnica mo e by ustawiana przed albo za wentylatorem.

CENTRALE WENTYLACYJNE NAWIEWNO WYWIEWNE Z ODZYSKIEM CIEPŁA ORAZ WILGOCI

(13) B1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Grupa bezpieczeństwa kotła KSG / KSG mini

2.Prawo zachowania masy

HiTiN Sp. z o. o. Przekaźnik kontroli temperatury RTT 4/2 DTR Katowice, ul. Szopienicka 62 C tel/fax.: + 48 (32)

CHŁODNICZA - ZAKRES CZYNNOŚCI EKSPOLATACYJNYCH

LABORATORIUM TECHNOLOGII NAPRAW WERYFIKACJA TULEJI CYLINDROWYCH SILNIKA SPALINOWEGO

XXXV OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP WSTĘPNY Zadanie teoretyczne

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL UNIWERSYTET PRZYRODNICZY W LUBLINIE, Lublin, PL BUP 19/13

UKŁAD ROZRUCHU SILNIKÓW SPALINOWYCH

Program szkolenia. dla osób ubiegających się o kategorię I lub II. Dzień I. Czynności organizacyjne i rozpoczęcie szkolenia (8:30 9:00)

Czteropompowy zestaw do podnoszenia ciśnienia ZKA35/3-6/4

FLOP SYSTEM SP. Z O.O., Wrocław,ul. Kiełczowska 64 tel./fax (071) , , tel /9

tel/fax lub NIP Regon

AUTOMATYKA CHŁODNICZA I KLIMATYZACYJNA

ST733TL. Zmywarka do naczyń z panelem ukrytym, szerokość 60 cm, funkcja oszczędzania energii EnerSave A+++, oświetlenie wnętrza komory

Sterowanie maszyn i urządzeń

Metody oszczędzania energii w zakładach przemysłowych

Urządzenie do pomiaru ciśnienia.

Sterownik Silnika Krokowego GS 600

Zarządzanie projektami. wykład 1 dr inż. Agata Klaus-Rosińska

ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA 1. WSTĘP Podstawa opracowania Cele i zakres opracowania OPIS TECHNICZNY PROJEKTOWANEJ INSTALACJI.

18 TERMODYNAMIKA. PODSUMOWANIE

Uzdatniacz wody. Instrukcja obsługi , ,

Pojazd podstawowy AT. łączników w automatycznych. Wymaganie to nie dotyczy następuj. łączników. w: - od akumulatora do układu zimnego startu i wyłą

Badanie silnika asynchronicznego jednofazowego

KOMISJA WSPÓLNOT EUROPEJSKICH. Wniosek DECYZJA RADY

2. Znaczenie warunków klimatycznych w pomieszczeniach obiektu basenowego.

PL B1. FAKRO PP SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Nowy Sącz, PL BUP 22/ WUP 05/12. WACŁAW MAJOCH, Nowy Sącz, PL

Elektryczne ogrzewanie podłogowe fakty i mity

Od redakcji. Symbolem oznaczono zadania wykraczające poza zakres materiału omówionego w podręczniku Fizyka z plusem cz. 2.

Pomiar prądów ziemnozwarciowych W celu wprowadzenia ewentualnych korekt nastaw zabezpieczeń. ziemnozwarciowych.

SPRZĄTACZKA pracownik gospodarczy

Instrukcja obsługi. Sterownik ścienny KJR10B/DP

Automatyka. Etymologicznie automatyka pochodzi od grec.

Warszawa, dnia 16 czerwca 2015 r. Poz Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi 1) z dnia 19 maja 2015 r.

Instalacje grzewcze w budynkach mieszkalnych po termorenowacji

Ogólnopolska konferencja Świadectwa charakterystyki energetycznej dla budynków komunalnych. Oświetlenie publiczne. Kraków, 27 września 2010 r.

888 A 888 V 1. ZASTOSOWANIE 2. BUDOWA GENERATOR NAPIĘCIA 3-FAZOWEGO L2 L3 N PE

Urządzenia do bezprzerwowego zasilania UPS CES GX RACK. 10 kva. Wersja U/CES_GXR_10.0/J/v01. Praca równoległa

Zagospodarowanie magazynu

Przykłady oszczędności energii w aplikacjach napędowych

1.5. Program szkolenia wstępnego. Lp. Temat szkolenia Liczba godzin

Optymalne połączenie - Ogrzewanie podłogowe i grzejnikowe

Ćwiczenie: "Ruch harmoniczny i fale"

Spis treści. 5. Kotły Wiadomości wstępne Kotły na paliwa stale Kotły na paliwa ciekłe Kotły na paliwa gazowe 68

PROJEKTOWANIE PROCESÓW PRODUKCYJNYCH

Pompy odkamieniające. Zmiana kierunku automatyczna. Zmiana kierunku ręczna. Przepływ zgodnie ze wskazówkami zegara

WZORU UŻYTKOWEGO. d2)opis OCHRONNY (19) PL (11)62749 EGZEMPLARZ ARCHIWALNY. Zbigniew Kuska, Mysłowice, PL Michał Żydek, Piekary Śląskie, PL

Skraplanie gazów metodą Joule-Thomsona. Wyznaczenie podstawowych parametrów procesu. Podstawy Kriotechniki. Laboratorium

ZESPOŁY SPRĘŻARKOWE DO ZASTOSOWAŃ PRZEMYSŁOWYCH I KOMERCYJNYCH. Producent: ARKTON Sp. z o.o. KZBT-1/15-PL

TYTUŁ IPS P przyrząd do badania imisji wg nowej metody pomiaru

Zawory typu RA-N z nastawą wstępną i nyplem samouszczelniającym

WZORU UŻYTKOWEGO EGZEMPLARZ ARCHIWALNY. d2)opis OCHRONNY. (19) PL (n) Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa, PL

Rozbudowa domu przedpogrzebowego na cmentarzu komunalnym w Bierutowie. Specyfikacja techniczna wykonania i odbioru robót budowlanych - Okna i drzwi

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Katedra Ciepłownictwa. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Forane 427A : nowy, prosty sposób na retrofit instalacji z R22. Spotkanie Termo Schiessl Luty

INSTRUKCJA RUCHU I EKSPLOATACJI SIECI DYSTRYBUCYJNEJ

Pomiar mocy pobieranej przez napędy pamięci zewnętrznych komputera. Piotr Jacoń K-2 I PRACOWNIA FIZYCZNA

REGULAMIN PRZEPROWADZANIA OCEN OKRESOWYCH PRACOWNIKÓW NIEBĘDĄCYCH NAUCZYCIELAMI AKADEMICKIMI SZKOŁY GŁÓWNEJ HANDLOWEJ W WARSZAWIE

Właściwości LPG Mizielińska K., Olszak J., Gazowe i olejowe źródła ciepła małej mocy Bąkowski K., Sieci i instalacje gazowe

Uwarunkowania rozwoju miasta

PROJEKT TECHNICZNY INSTALACJA KLIMATYZACJI POMIESZCZEŃ BIUROWYCH

Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów Uniwersytet Warszawski

Badania skuteczności działania filtrów piaskowych o przepływie pionowym z dodatkiem węgla aktywowanego w przydomowych oczyszczalniach ścieków

Regulamin. w Spółdzielni Mieszkaniowej. Rzemiosło w Warszawie

( 5 4 ) Sposób i urządzenie do sterowania dźwigiem, zwłaszcza towarowym,

STANDARDOWE REGULATORY CIŒNIENIA I TEMPERATURY HA4

ProPomp Tomasz Wycisk ING Bank Śląski o/pszczyna numer konta:

Objaśnienia wartości, przyjętych do Projektu Wieloletniej Prognozy Finansowej Gminy Golina na lata

PRZEDSIĘBIORSTWO ENERGETYKI CIEPLNEJ I GOSPODARKI WODNO-ŚCIEKOWEJ Sp. z o.o.

Dokumentacja Techniczna Zbiorniki podziemne Monolith

Wymiennik ciep a wysokiej wydajno ci. Wspó praca z systemem klimatyzacji. Skuteczny system wymiany powietrza. Centrale wentylacyjne z odzyskiem ciep a

Harmonogramowanie projektów Zarządzanie czasem

Transkrypt:

POLITECHNIKA GDAŃSKA Automatyka chłodnicza - seminarium - Temat: Zautomatyzowane systemy odszraniania wentylatorowych chłodnic powietrza gorącymi parami czynnika w powietrznych pompach ciepła Wykonała: inż. Katarzyna Pietruszyńska sem. 2 MSU, SiUChiKl Gdańsk, 2010 1

SPIS TREŚCI 1. Wstęp 2. Zjawisko szronienia 3. Przyczyny i skutki szronienia parowników 4. Metody odszraniania 5. Automatyzacja procesu odszraniania gorącymi parami czynnika chłodniczego 5.1. Etapy odszraniania parowników gorącymi parami czynnika 5.2. Inicjacja procesu odszraniania powietrznych pomp ciepła 5.3. Odszranianie gorącym gazem w układzie z dolnym zasilaniem pompowym 5.4. Odszranianie gorącym gazem od góry parownika suchego 5.5. Odszranianie parownika od dołu, za pomocą gorącego gazu układ pompowy 6. Badania przeprowadzone na powietrznych pompach ciepła 7. Podsumowanie i wnioski 8. Literatura 2

1. Wstęp Współczesne powietrzne pompy ciepła (PPC) coraz częściej pracują w warunkach szronienia, co powoduje konieczność okresowego ich odszraniania. Najpowszechniej odszraniane są gorącym gazem czynnika chłodniczego, co realizowane jest głównie przez odwrócenie obiegu. Powoduje to okresowe oziębienie wymiennika ciepła górnego źródła i wyłączenie ogrzewania pomieszczeń lub ciepłej wody użytkowej. Odpowiednia organizacja procesu odszraniania i optymalizacja częstości cykli może znacząco przyczynić się do ograniczenia zużycia energii elektrycznej na proces, poprawiając efektywność energetyczną PPC oraz sprawność samego procesu. Jak wykazują obserwacje, powietrznych pomp ciepła, są one zbyt często odszraniane. Proces jest wówczas realizowany nawet przy niewielkim lub zerowym oszronieniu powierzchni zewnętrznego wymiennika ciepła. W takich warunkach sam proces trwa bardzo, krótko podczas gdy powrót do normalnej pracy pompy ciepła trwa dwa do trzech razy dłużej od procesu odszraniania. Takie rozwiązanie powoduje dodatkowy spadek wydajności i efektywności energetycznej urządzenia. Analiza dostępnych na rynku powietrznych pomp ciepła pozwoli na wykazanie najkorzystniejszego energetycznie rozwiązania. 3

2. Zjawisko szronienia Efektem pracy urządzeń chłodniczych jest niska temperatura chłodzonego powietrza, a to związane jest najczęściej z tworzeniem się warstwy szronu na powierzchni chłodnicy powietrza. Podczas pracy wymienników ciepła przy temperaturach zbliżonych do 0?C i niższych, oraz jednoczesnym omywaniu ich ścian wilgotnym powietrzem, mamy do czynienia ze zjawiskiem tworzenia się na ich powierzchni szronu. Zjawisko to jest związane bezpośrednio z zejściem temperatury powierzchni zewnętrznej chłodnicy poniżej punktu potrójnego. Rys. Wykres punktu potrójnego dla wody Szronienie powierzchni chłodnic jest procesem niekorzystnym podczas ich eksploatacji. Początkowo szron poprawia wymianę ciepła pomiędzy czynnikiem chłodniczym a powietrzem, jednak po dłuższym okresie pracy parowników obecność szronu powoduje skutki negatywne: Zmniejszenie współczynnika przenikania ciepła k, pomiędzy chłodzonym powietrzem a czynnikiem chłodniczym Zmniejszenie masowego natężenia przepływu chłodzonego powietrza 4

3. Przyczyny i skutki szronienia parowników Proces szronienia jest procesem niepożądanym, gdyż oprócz wspomnianego we wstępie pogorszenia współczynnika przenikania ciepła, może prowadzić do: oporów termicznych, a więc dodatkowego zużycia energii, wzrostu oporu przepływu powietrza powodując zwiększenie pracy i wydzielanego ciepła do komory z silnika wentylatora, całkowitego zamknięcia przepływu powietrza. Dodatkowo zjawisko to wymusza przystosowanie konstrukcji chłodnicy do obecności szronu (większa podziałka żebrowania, ogrzewanie tacy na skropliny, przewód drenażowy na spływ skroplin, wyposażenie w system odszraniania). Skutkiem tych negatywnych efektów jest wydłużenie czasu pracy sprężarki urządzenia chłodniczego, przez co zwiększa się jej pobór energii elektrycznej. Ilość i jakość szronu zależy silnie od: czasu jego narastania, stanu powietrza: temperatury, wilgotności względnej, prędkości przepływu powietrza na wlocie do chłodnicy powietrza, temperatury powierzchni chłodnicy oraz jej rozkładu, geometrii chłodnicy (jej konstrukcji). 5

4. Metody odszraniania Proces usuwania szronu z powierzchni chłodnicy nazywany jest procesem odszraniania lub odtajania. Odszranianie polega na stopnieniu narosłego na chłodnicy szronu, względnie lodu i na odprowadzeniu powstałej podczas tego procesu wody poza chłodnicę. Są różnorodne metody usuwania szronu z powierzchni chłodnic. Generalnie metody te polegają na: wyłączeniu sprężarki z ruchu (ręczne lub automatyczne), odszranianiu dzięki ciągłej pracy wentylatora, automatycznym sterowaniu pracy wentylatora, odszranianiu przy pomocy natrysku wodnego, odszranianiu przy pomocy grzejników elektrycznych, odszranianiu parowników gorącymi parami czynnika chłodniczego. 6

5. Automatyzacja procesu odszraniania gorącymi parami czynnika chłodniczego Metoda odszraniania parowników gorącymi parami lub gorącym gazem jest metodą najszerzej rozpowszechnioną. Metoda ta wykorzystuje ciepło zawarte w sprężonych parach czynnika, doprowadzonych przy pomocy specjalnego rurociągu gorących par, bezpośrednio z przewodu tłocznego sprężarek do parownika. Na czas odszraniania parownik zostaje przekształcony w skraplacz-grzejnik. Odtajanie szronu gorącymi parami jest znacznie bardziej efektywne, niż odtajanie grzałkami elektrycznymi, ze względu na to, że ciepło dostarczane jest w to miejsce chłodnicy powietrza, gdzie podczas procesu chłodzenia było ono najintensywniej odbierane (jest najbardziej zaszronione).konsekwencją dostarczenia ciepła w tym miejscu jest podgrzewanie obszarów w chłodnicy powietrza, które są najbardziej narażone na zaszronienie. Koszt ciepła przy podgrzewaniu chłodnicy powietrza gorącymi parami czynnika w instalacjach prostych jest trzykrotnie niższy niż przy podgrzewaniu energią elektryczną. Poniższy schemat przedstawia metodę odszraniania gorącymi parami. 7

5.1. Etapy odszraniania parowników gorącymi parami czynnika W procesie oszraniania gorącymi parami można wyróżnić kilka etapów tj.: wyłączenie wentylatorów pracujących w danej chłodnicy, co spowoduje prawie całkowite zatrzymanie wymiany ciepła pomiędzy chłodnicą powietrza i powietrzem w komorze. Wymiana ciepła i masy między powierzchnią chłodnicy i powietrzem obiegowym może się odbywać tylko wtedy na drodze promieniowania i przewodzenia. odcięcie dopływu ciekłego czynnika chłodniczego zasilającego parownik. Amoniak od tego momentu przestaje dopływać do parownika, a ciśnienie w parowniku zaczyna spadać wskutek dalszego odsysania par z parownika do przewodu ssawnego. podniesienie ciśnienia w parowniku i wyparcie znajdującej się tam cieczy oraz podgrzanie tacy ściekowej. Na początku tej fazy parownik napełniony jest jeszcze mieszaniną zimnych par i zimnej cieczy o ciśnieniu parowania. Doprowadzone do parownika gorące pary o wysokim ciśnieniu powinny wyprzeć pozostały w parowniku ciekły czynnik chłodniczy do przewodu ssawnego. Im większy parownik tym wolnie powinno wzrastać w nim ciśnienie. Możliwe, a często i konieczne jest otwarcie dopływu gorących par dopiero po przeprowadzeniu całkowitego odessania z parownika ciekłego amoniaku. Opróżnienie parownika z ciekłego amoniaku ma na celu umożliwić szybkie podgrzanie ścianek rur i szybkie przejście do etapu odtajania. odtajanie. Wskutek dopływu gorących par o ciśnieniu skraplania do zamkniętej przestrzeni parownika, ciśnienie w nim szybko rośnie, a równocześnie podnosi się temperatura wypełniającej go mieszaniny. Ze względu na skuteczność procesu wymiany ciepła, pożądane jest jak najszybsze skroplenie doprowadzonych par. Im wyższe ciśnienie mają doprowadzone pary i im bardziej intensywny jest ich dopływ, tym szybciej ustali się temperatura ścianek parownika pozwalająca na szybkie topnienie szronu. Równocześnie ze względu na sprawność energetyczną procesu wzrost ciśnienia w parowniku powinien zostać 8

ograniczony do wartości wystarczającej do zainicjowania i podtrzymywania procesu tylko tak długo, jak to jest potrzebne do całkowitego stopienia lodu. Znajdujący się na zewnętrznej powierzchni parownika szron lub lód w pierwszej kolejności topi się bezpośrednio na rurach, a następnie na lamelach (żebrach), po czym w postaci wody lub płatami spada na tace ściekową. Taca ta może się stosunkowo szybko napełniać lodem, śniegiem i ściekającą wodą co może spowodować zmrożenie się tej masy. Aby do tego nie dopuścić taca musi być przez cały czas prowadzenia procesu intensywnie ogrzewana, gdyż to dopiero w niej topi się duża część szronu i lodu. zakończenie odszraniania, odprowadzenie wody z tacy ściekowej oraz obniżenie ciśnienia w parowniku. Odszranianie można uznać za zakończone, jeżeli cały szron został stopiony, a powstała ze szronu woda została z tacy ściekowej odprowadzona poza pomieszczenie chłodnicze. osuszanie powierzchni chłodnicy poprzez załączenie do pracy wentylatorów chłodnicy powietrza. Jest konieczne w celu zapobieżenia porywania kropel wody z powierzchni chłodnicy do przestrzeni ładunkowej komory chłodniczej. Można to uzyskać przez opóźnione, w stosunku do momentu otwarcia zaworów ssawnego i zasilającego, załączenie do pracy wentylatorów chłodnicy powietrza. Czas opóźnienia załączenia wentylatorów powinien być wystarczający dla zamrożenia ewentualnych kropel wody na powierzchni chłodnicy. Na ogół jest to ok. 5 min. przejście do fazy chłodzenia. Po załączeniu wentylatorów ustalają się normalne warunki pracy chłodnicy, umożliwiające chłodzenie powietrza obiegowego w komorze. 9

5.2. Inicjacja procesu odszraniania powietrznych pomp ciepła Jednym z ważniejszych czynników wpływających na przebieg procesu odszraniania i jego sprawność, jest moment inicjacji. Projektując czy dobierając system sterowania procesem odszraniania należy rozważyć kilka parametrów eksploatacyjnych powietrznych pomp ciepła. W dostępnej literaturze opisywanych jest kilka metod inicjacji procesu odszraniania PPC w warunkach szronienia: a) Cykl odszraniania inicjowany jest według nastawy czasowej. Metoda ta jest niekorzystna z punktu widzenia energetycznego, często może się okazać, że proces odszraniania realizowany jest przy czystej, nieoszronionej powierzchni wymiennika. b) Cykl odszraniania inicjowany jest według nastawy czasowej z uwzględnieniem temperatury parowania czynnika chłodniczego t 0 lub jego ciśnienia p o. W miarę jak na powierzchni wymiennika ciepła tworzy się warstwa szronu temperatura i ciśnienie odparowania czynnika chłodniczego obniżają się. Kiedy temperatura lub ciśnienie osiągną zadaną wartość, następuje inicjacja procesu odszraniania. c) Cykl odszraniania inicjowany jest wartością różnicy temperatur, pomiędzy temperaturą powietrza a temperaturą wrzącego czynnika chłodniczego. W tym przypadku może się zdarzyć, że na skutek zanieczyszczenia powierzchni wymiennika zmaleje strumień powietrza omywającego wymienniki dojdzie do nadmiernego wzrostu różnicy temperatur pomiędzy powietrzem i czynnikiem, co będzie stanowić sygnał dla inicjacji procesu odszraniania. d) Cykl odszraniania inicjowany jest wartością wzrostu różnicy ciśnienia powietrza omywającego zewnętrzny wymiennik ciepła. W metodzie tej wymagane jest zachowanie czystości i powierzchni wymiennika ciepła. Może się zdarzyć, że na skutek dużego zanieczyszczenia powierzchni wymiennika ciepła wzrosną opory hydrauliczne i system sterowania pompy ciepła odczyta to jako sygnał dla inicjacji procesu odszraniania. e) Cykl odszraniania inicjowany jest wartością wydajności grzewczej pompy ciepła. Istnieje niebezpieczeństwo, że zanieczyszczenie powierzchni lub awaria wentylatora może sygnalizować potrzebę odszraniania. Stąd, w tego typu systemach należy stosować dodatkowe zabezpieczenia. 10

5.3. Odszranianie gorącym gazem w układzie z dolnym zasilaniem pompowym Na poniższym rysunku przedstawiono schematycznie cały węzeł sterowania procesem chłodzenia i odtajania chłodnicy powietrza zasilanej pompowo z niskotemperaturowego POC. Podczas procesu chłodzenia, zawory elektromagnetyczne typu PMLX zainstalowane w przewodzie ssawnym i typu EVRA w rurociągu cieczowym są otwarte. W tym przypadku zastosowano w przewodzie ssawnym zawór główny, który jest otwierany ciśnieniem sterującym (równym ciśnieniu tłoczenia), co zapewnia mały spadek ciśnienia w tym zaworze. Proces odtajania gorącym gazem rozpoczyna się od zamknięcia zaworów elektromagnetycznych zainstalowanych w rurociągach: zasilającym i powrotnym oraz z pewnym opóźnieniem od otwarcia zaworu elektromagnetycznego w przewodzie doprowadzającym gorące pary czynnika 11

chłodniczego. Opóźnienie wynika z czasu przeznaczonego na zamknięcie zaworu głównego na linii ssawnej, aby zawór z gorącymi parami otworzył się po zamknięciu zaworu głównego znajdującego się w rurociągu ssawnym. Ciśnienie wewnątrz chłodnicy rośnie i po pewnym czasie osiąga poziom nastawiony w zaworze pilotowym stałego ciśnienia (CVP) i analogicznie jak w chłodnicy z wyższą temperaturą roboczą, rozpoczyna się proces odtajania. Gorący gaz skraplając się podgrzewa konstrukcję chłodnicy i w postaci cieczy jest usuwany z niej przez zawór utrzymujący ciśnienie odszraniania w tym aparacie (PM+CVP(HP)). Po stopieniu szronu na powierzchni chłodnicy i osiągnięciu zadanej temperatury przez blok lamelowy, wewnątrz jej rur panuje ciśnienie odpowiadające temperaturze odtajania. W takiej sytuacji zawory elektromagnetyczne zainstalowane w przewodzie ssawnym nie powinny zostać gwałtownie otwarte, ponieważ duża różnica ciśnień może spowodować uszkodzenie armatury i automatyki. W celu zapewnienia łagodnego obniżania ciśnienia wewnątrz chłodnicy i nie zaburzania ciśnienia w układzie chłodniczym, powinny być stosowane zawory dwukrokowe typu PMLX lub standardowe zawory PML z elektromagnetycznym zaworem obejściowym. W dalszej części zostaną przedstawione dwa rozwiązania procesu odtajania gorącymi parami proponowane przez firmę Danfoss. 12

5.4. Odszranianie gorącym gazem od góry parownika suchego Powyższy system odtajania jest szeroko stosowany w przemysłowych instalacjach chłodniczych z parownikami suchymi. Zainstalowanie zaworu typu PML (9) na przewodzie ssawnym zapewnia całkowitą szczelność podczas procesu odtajania oraz minimalny spadek ciśnienia podczas cyklu chłodzenia. Elementy układu: (1) PM1 - Zawór główny (zawór odcinający) (2) EVM - Zawór pilotowy elektromagnetyczny (3) TE55 - Termostatyczny zawór rozprężny (4) PM1 - Zawór główny (zawór odcinający) (5) EVM - Zawór pilotowy elektromagnetyczny (6) NRVA - Zawór zwrotny (7) PM1 - Zawór główny (8) CVP (HP) - Zawór pilotowy stałego ciśnienia (9) PML - Zawór główny (zawór odcinający) pracujący przy minimalnym 13

spadku ciśnienia (10) EVM(NC) - Zawór pilotowy elektromagnetyczny (11) EVM(NO) - Zawór pilotowy elektromagnetyczny normalnie otwarty Cykl chłodzenia: Ciekły czynnik przepływa przez zawór główny typu PM1 (1), który jest otwarty przez zawór pilotowy typu EVM (2). Wtrysk ciekłego czynnika jest realizowany, za pomocą termostatycznego zaworu rozprężnego typu TE55 (3). Para jest odprowadzana do osuszacza przez zawór główny typu PML (9), który jest otwierany przez zawory pilotowe elektromagnetyczne EVM (10) i (11). Podczas obiegu chłodniczego zawór zwrotny typu NRVA (6) zabezpiecza przed powrotem ciekłego czynnika do podgrzewanej wężownicy zainstalowanej w tacy. Cykl odtajania: Zawory główne typu: PM1 (1) i PML (9) są zamknięte. Gorący gaz przepływa do górnej części parownika przez zawór główny typu PM1 (4), który jest sterowany przez zawór elektromagnetyczny typu EVM (5). Kiedy ciśnienie w parowniku przekroczy wartość nastawioną na zaworze typu CVP(HP) (8) - ciśnienie to zazwyczaj odpowiada temperaturze +5 C, wówczas skroplona para wraca do osuszacza przez zawór główny typu PM1 (7). 14

5.5. Odszranianie parownika od dołu, za pomocą gorącego gazu układ pompowy Drugim rozwiązaniem jest odtajanie parownika od dołu za pomocą gorącego gazu obieg pompowy. Powyższy system jest stosowany w instalacjach chłodniczych z obiegiem pompowym i umożliwia utrzymanie ciśnienia parowania na stałym poziomie. Elementy układu: (1) PM1 Zawór główny (zawór odcinający) (2) EVM Zawór pilotowy elektromagnetyczny (3) NRVA Zawór zwrotny (4) 6F Zawór dławiący ręczny (5) PM3 Zawór główny (6) EVM Zawór pilotowy elektromagnetyczny (7) CVP (LP) Zawór pilotowy stałego ciśnienia (niskociśnieniowy) (8) CVP (HP) Zawór pilotowy stałego ciśnienia (wysokociśnieniowy) (9) PM1 Zawór główny 15

(10) EVM Zawór pilotowy elektromagnetyczny (11) NRVA Zawór zwrotny Cykl chłodzenia: Ciekły czynnik przepływa przez zawór odcinający typu PM1 (1), sterowany za pomocą zaworu pilotowego elektromagnetycznego typu EVM (2). Wtrysk ciekłego czynnika jest realizowany, przez zawór dławiący typu 6F (4). Zawór zwrotny typu NRVA (3) zapobiega powrotowi czynnika podczas procesu odtajania. Zawór główny typu PM3 (5) jest otwarty przez zawór pilotowy elektromagnetyczny typu EVM (6). Utrzymuje stale ciśnienie w parowniku za pomocą zaworu stałego ciśnienia niskociśnieniowego typu CVP (LP) (7). Proces odtajania: Zawór główny typu PM1 (1) jest zamknięty przez zawór pilotowy elektromagnetyczny typu EVM (2). Zawór główny typu PM1 (9) jest otwarty przez zawór pilotowy elektromagnetyczny typu EVM (10). Gorący gaz wpływa do dolnej części parownika. Zawór zwrotny typu NRVA (11) zapobiega powrotowi ciekłego czynnika podczas normalnego cyklu pracy (cykl chłodzenia). Skroplony czynnik powraca do osuszacza przez zawór główny typu PM3 (5). W tym przypadku zawór główny typu PM3 (5) sterowany jest przez zawór pilotowy stałego ciśnienia typu CVP (HP) (8), który utrzymuje odpowiednią wartość ciśnienia niezbędną do oszronienia parownika. 16

6. Badania przeprowadzone na powietrznych pompach ciepła Carriera Badania powietrznej pompy ciepła Carriera (model25hna9) przeprowadzone w rzeczywistych warunkach eksploatacyjnych potwierdziły duży wpływ inicjacji procesu odszraniania na warunki pracy urządzenia. Na rysunku poniżej przedstawiono zewnętrzną jednostkę badanego urządzenia. Proces odszraniania realizowany jest gorącym gazem czynnika chłodniczego przez odwrócenie jego obiegu. Podczas badań porównano dwa sposoby inicjacji procesu odszraniania. W pierwszym nich proces odszraniania inicjowany był w określonych odstępach czasu zgodnie z nastawą czasową w ( t), a w drugim przypadku wartością spadku ciśnienia powietrza ( p) omywającego zewnętrzny wymiennik ciepła. Podczas obserwacji powietrznej pompy ciepła w ciągu 7 dni odnotowano 19 cykli odszraniania, średnio 2,7 cykle na dobę. Obserwacje ilości skroplin powstających z procesu odszraniania wskazały na małe 17

oszronienie wymiennika i bezzasadność tak częstych cykli. Średni czas odszraniania wyniósł 4 minuty, a powrót pompy- ciepła do i normalnej pracy trwał około 6 minut, w sumie proces, odszraniania trwał 10 minut. Podczas jednego cyklu zużywano około 0,5 kwh. W warunkach Polski koszt ten wyniósłby 23 grosze na cykl odszraniania. Rozważając skalę całego sezonu grzewczego trwającego około 6 miesięcy, podczas którego liczba cykli odszraniania może wynieść około 700, koszt odszraniania wyniesie wówczas około 157 zł. W analizie tej nie ujęto kosztów dodatkowego źródła ciepła, jakie jest wykorzystywane podczas odszraniania w celu ograniczenia niekorzystnego zjawiska wychładzania pomieszczenia. Reasumując, zastosowany w powietrznej pompie ciepła Carriera, system sterowania procesem odszraniania, prowadzi do nadmiernego zużycia energii elektrycznej i wzrostu kosztów eksploatacyjnych. Jak wykazały obserwacje, cykl odszraniania realizowany był nawet przy niewielkim oszronieniu powierzchni zewnętrznego wymiennika ciepła. Stąd wprowadzono zmianę sposobu inicjacji procesu. Po wymianie systemu sterowania, proces odszraniania inicjowany był wartością wielkości spadku ciśnienia powietrza omywającego zewnętrzny wymiennik ciepła i wartością różnicy temperatur czynnika chłodniczego na wyjściu i wejściu do zewnętrznego wymiennika ciepła. W celu pomiaru spadku ciśnienia, na zewnętrznym wymienniku ciepła zamontowano różnicowy przetwornik ciśnienia. Proces odszraniania realizowany był, gdy spadek ciśnienia powietrza wynosił ponad 85 Pa lub, gdy różnica temperatur pomiędzy temperaturą czynnika chłodniczego a powietrzem atmosferycznym wzrosła powyżej 12 K. W obserwowanym okresie temperatura powietrza wahała się w granicach 2-6 C, a jego wilgotność wynosiła 97%, co sprzyjało tworzeniu się szronu. Przeprowadzone badania wskazują, że zastosowanie nowego sposobu inicjacji procesu odszraniania pozwoliło na ograniczenie liczby realizowanych cykli, co przyczyniło się do efektywniejszej pracy urządzenia poprawiając jego wydajność i efektywności o 2-5%. 18

7. Podsumowanie i wnioski Odszranianie parowników jest procesem niezbędnym dla prawidłowego funkcjonowania urządzenia chłodniczego, zaś do najkorzystniejszej metody należy odszranianie parowników gorącymi parami czynnika chłodniczego, Kierunki doskonalenia procesu odszraniania są związane z problemami: wykorzystania niskotemperaturowego ciepła (zimna), zachowanego w szronie i w konstrukcji oziębiacza, wykorzystania ciepła odpadowego urządzeń chłodniczych do procesu odszraniania parowaczy, racjonalizacji częstotliwości cykli odszraniania, zmniejszenia obciążenia cieplnego przewidzianego do przejmowania w procesach ziębniczych, a wynikającym z procesu odszraniania, podniesieniem współczynnika efektywności rzeczywistych ziębiarek, wprowadzenia nowych kryteriów (wskaźnika TEWI) do oceny systemów odszraniania i urządzeń ziębniczych czy pomp ciepła. Koszt ciepła przy podgrzewaniu chłodnicy powietrza gorącymi parami czynnika w instalacjach prostych jest trzykrotnie niższy niż przy podgrzewaniu energia elektryczną 19

8. Literatura 1. Hrycyk E., Zakrzewski B., Nikończuk P.: Odszranianie pomp ciepła Chłodnictwo tom XLIV 2009/11 2. Zakrzewski B.: Odszranianie oziębiaczy powietrza 3. Wesołowski A., Dworski F.: Automatyzacja urządzeń chłodniczych, WNT 1984 4. Bonca Z.: Amoniakalne urządzenia chłodnicze 5. Ullrich H.J.: Technika chłodnicza-poradnik 6. Katalogi firmy Danfoss 7. Technika chłodnicza i klimatyzacyjna nr 11/2005 8. Szymański M. Automatyzacja procesu odszraniania wentylatorowych chłodnic powietrza gorącymi parami czynnika w małych urządzeniach chłodniczych 9. Zelmański R.: Automatyzacja procesu odszraniania wentylatorowych chłodnic powietrza gorącymi parami czynnika w małych i średnich urządzeniach chłodniczych 10. Fodemski T. R.: Domowe i handlowe urządzenia chłodnicze. Poradnik. 11. www.wentylacyjny.pl 20

21