Як забезпечується регулювання холодопродуктивності холодильної машини?

. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

Теплопритоки, а следовательно, и тепловая нагрузка, изменяются в достаточно широких пределах, так как зависят от многих факторов: широты, в которой находится судно, времени года и суток, темпера­туры в кладовых и их загрузки, качества изоляции и др. С измене­нием тепловой нагрузки испарителя растет или уменьшается перегрев пара на выходе из него и ТРВ соответственно изменяет подачу агента в испаритель. При этом изменяется количество пара, образующегося в испарителе.

Приняв подачу компрессора неизменной, рассмотрим три возмож­ных частных случая соотношения тепловой нагрузки (суммарного теплопритока) и холодопроизводительности машины. При этом особое внимание обратим на давление кипения р_о и близкое по значению давление всасывания р_вс, так как изменение именного этого параметра положено в основу автоматического регулирования большинства холодильных установок.

Первый случай — тепловая нагрузка меньше холодопроизводи­тельности машины. В испарителе образуется меньше пара, чем может отсосать компрессор. Это ведет к снижению p_о, р_вс и температуры ки­пения агента.

Второй случай — тепловая нагрузка больше холодопроизводи­тельности машины. Количество пара, образующегося в испарителе, больше того, что может отсосать компрессор — р_о, р_вс и t_о повышают­ся. Как известно, холодопроизводительность зависит от t_о и повыше­ние t_о приведет к увеличению холодопроизводительности Q_о. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока не наступит равенство между холодопроизводительностью и теплопритоками и поэтому назы­вается процессом самовыравнивания. Если этот процесс остановится при температуре кипения более высокой, чем та, которая необходима для обеспечения температуры охлаждаемого, объекта, необходимая температура хранения продуктов не будет обеспечена, что приведет к их порче.

Третий случай — тепловая нагрузка равна холодопроизводитель­ности машины. Величины р_вс, р_о, и t_о агента остаются постоянными, так как объем отсасываемого компрессором пара равен количеству пара, образующемуся в испарителе. Если равенство тепловой нагрузки и холодопроизводительности достигнуто при необходимой температуре кипения, заданная температура охлаждаемого объекта будет обес­печена.

Холодопроизводительность машины должна постоянно соответст­вовать тепловой нагрузке. Номинальная холодопроизводительность правильно выбранных машин всегда выше максимально возможной тепловой нагрузки, поэтому регулирование холодопроизводительно­сти сводится к ее уменьшению.

Рассмотрим способы позиционного и непрерывного регулирования холодопроизводительности.

Позиционное регулирование. Цикличная работа компрессора осу­ществляется путем периодического пуска и остановки компрессора посредством РНД или реле температуры. При понижении р_вс до уста­новленного значения РНД отключает компрессор, а при повышении — включает. РТ управляет компрессором, непосредственно воспри­нимая температуру охлаждаемого объекта. Температурный дифферен­циал РТ не должен превышать 2° С (± 1° от средней).

Цикличная работа характеризуется двумя показателями: коэффи­циентом рабочего времени k и продолжительностью цикла.

Коэффициент рабочего времени

k = время работы компрессора / время работы + время стоянки

Коэффициент k зависит от соотношения тепловой нагрузки и холодопроизводительности, изменяется от 0 до 1. При нормальной работе k < 0,75 (при наружной температуре не более 32° С).

 

Для машин небольшой производительности частота циклов при­нимается 5—6 в час, для больших машин, особенно с рассольным ох­лаждением, частота цикла не превышает 2—3 час.

Способ регулирования холодопроизводительности методом пус­ка — остановок применяется во всех холодильных установках, кроме обслуживающих систем кондиционирования воздуха с воздухоохлади­телями непосредственного охлаждения.

Регулирование изменением числа работающих компрессоров обес­печивается РНД или РТ. Каждым из компрессоров в этом варианте управляет РНД или РТ, пределы настройки которого сдвинуты отно­сительно другого.

Ступенчатое регулирование частоты вращения компрессора осу­ществляется применением двухскоростных электродвигателей. При снижении частоты вращения компрессора уменьшаются его подача и потребляемая электродвигателем мощность (незначительно). Переключения выполняются посредством реле температуры рефрижератор­ных кладовых.

Изменение числа работающих цилиндров компрессоров с регулируемой производитель­ностью осуществляется последовательным от­жимом всасывающих клапанов.

Регулирование байпасированием (перепу­ском) охлажденного пара из конденсатора во всасывающую трубу компрессора..

Из перечисленных наибольшее распространение получили способы регулирования пуском — остановкой компрессора и изменением чис­ла работающих цилиндров многоцилиндрового компрессора.

Непрерывное регулирование. Это регулирование осуществляют посредством пропорциональных регуляторов производительности: регуляторов давления «от себя» и «после себя».

Для дросселирования всасываемого компрессором пара использу­ют пропорциональный регулятор давления (ПРД) «до себя», кото­рый устанавливают на линии отсоса пара из испарителя. Плавное уменьшение подачи компрессора осуществляют усилением дроссели­рования в ПРД всасываемого пара, в связи с чем прибор называют также автоматическим дроссельным регулятором давления кипения (АДД).

Пропорциональные регуляторы давления «до себя» применяют в одно- и многоиспарительных установках. Во втором варианте, как будет показано, регулятор применяют в качестве устройства, обеспе­чивающего поддержание в испарителе кладовой с плюсовой темпера­турой более высокого давления кипения, чем в остальных испарителях.

Байпасирование части сжатого пара из нагнетательного трубо­провода компрессора во всасывающий посредством пропорционального регулятора давления «после себя».

При байпасировании регулятором давление кипения и давление всасывания остаются постоянными, но теряется работа, затрачиваемая на сжатие перепускаемой части пара.

Байпа­сирование приводит к повышению температуры и увеличению перегре­ва пара, всасываемого компрессором. Чтобы избежать чрезмерного повышения температуры конца сжатия, в схемах предусматривают терморегулирующий вентиль Б специальной конструкции, впрыскиваю­щий жидкий агент во всасываемый трубопровод. Жидкость, испаряясь в потоке пара, снижает перегрев всасываемого пара. Капиллярную трубку ТРВ крепят к нагнетательной трубе компрессора, с повышением температуры сжатия впрыск увеличивается. Регулятор давления «после себя» настраивается на открытие при достижении наименьшего рабочего давления в системе.