Холодильный контур. Цикл обучающих роликов (№4)

В этом уроке заместитель технического директора компании Severcon Александр Иванович Карякин рассматривает основные элементы холодильного контура: разбирает их устройство, разновидности и принцип работы.

Содержание вебинара

1. Регулятор потока

1.1. Капиллярная трубка

1.2. Терморасширительный вентиль

2. Конденсатор

2.1. С воздушных охлаждением

2.2. С водяным охлаждением

3. Испаритель

3.1. Для охлаждения воздуха

3.2. Для охлаждения воды

4. Вентилятор
5. Четырехходовой клапан

 

 

1. Регулятор потока (дросселирующее устройство).

Жидкий хладагент, проходя через этот элемент холодильного контура, дросселируется, выступая в виде крупных капель (парожидкостной смеси). Эти капли поступают в испаритель теплообменника, где при низкой температуре (от 4 до 8 °С) испаряется, забирая тепло из проходящего сквозь него воздуха. 

Регулятор потока может быть нескольких видов:

1.1. Капиллярная трубка. Применяется чаще всего в бытовых кондиционерах, чтобы снизить стоимость оборудования. Конфигурация и количество таких трубок зависят от целевой холодопроизводительности кондиционера.

1.2. Терморасширительный вентиль (ТРВ). Это более дорогое дросселирующее устройство, основное назначение которого — оптимально заполнить весь объем испарителя, при котором его работа будет наиболее эффективной.

Механический ТРВ. Используется в кондиционерах мощностью от 6 кВт с большим расходом хладагента. Это более старая модель устройства, сейчас используются редко.

Принцип его работы. Для того чтобы жидкий хладагент не попал в конденсатор и не спровоцировал гидроудар, на выходе из испарителя он немного перегревается (на 4-8 градусов). По мере нагрева трубки на выходе испарителя, растет и давление, которое передается через трубку испарителя на диафрагму. Диафрагма соединена со штоком, поджатым маленькой пружиной, настроенной на определенный перегрев (как правило, 5 градусов). Шток, двигаясь внутри регулирующего вентиля, в соответствии с ростом температуры (и давления) изменяет проходное сечение, и таким образом регулирует расход хладагента.

Электронный ТРВ. Изначально применялся в холодильных агрегатах большой производительности, но сейчас встречается и в сплит-системах с инверторными компрессорами, а также во внутренних блоках VRF-систем кондиционирования. Суть работы ЭТРВ: в зависимости от тепловой нагрузки контроллер выдает импульсные сигналы, которые поступают на вход регулирующего вентиля. У таких вентилей большое количество ступеней регулирования — порядка 250 шагов от полного закрытия до полного открытия. Таким образом, устройство точнее регулирует поступления хладагента через испаритель.

2. Конденсатор

Конденсатор —теплообменник, который находится в наружном блоке кондиционера. Основная задача конденсатора — охладить хладагент для перехода его из газообразного состояния в жидкое. Конденсаторы делятся на две группы.

2.1. Конденсаторы с воздушным охлаждением.

• Медно-алюминиевые. Состоят из медных трубок и алюминиевых ребер, это наиболее дешевый вариант конденсаторов. На медные трубки «нанизываются» тонкие алюминиевые пластины для увеличения эффективности теплообмена. Воздух продувается через оребрение, таким образом снимается либо тепло, либо холод. Недостаток такого конденсатора — требуется постоянная очистка межреберного пространства.
• Микроканальные. Пока используются только в чиллерах, но в перспективе, скорее всего, будут устанавливаться и в сплит-системах. Устроены они так: внутри алюминиевого корпуса конденсатора есть микроканалы, по которым проходит хладагент. За счет отсутствия мест соединений различных элементов (труб и пластин, как в медно-алюминиевом конденсаторе), теплопередача происходит эффективнее. Преимущества алюминиевого теплообменника: сниженное падение по воздуху на 25%, по фреону на 65%; меньше нагрузка на компрессор; снижение объемов заправки и др.

2.2. Конденсаторы с водяным охлаждением

• Кожухотрубные. Поверхность теплообмена между двумя потоками сформирована из труб, заключённых в кожух, а теплообмен осуществляется через поверхность этих труб.
• Пластинчатые. Передача теплоты осуществляется от горячего теплоносителя к холодной (нагреваемой) среде через стальные, медные, графитовые, титановые гофрированные пластины, которые стянуты в пакет. Горячие и холодные слои перемежаются друг с другом.
• «Труба в трубе». Во внутренней трубе протекает хладагент, во внешней — вода.

Тип конденсатора подбирается в зависимости от производительности кондиционера, условий внешней среды при установке, особенностей обслуживания и шумовых ограничений.

 

3. Испаритель.

Устройство, предназначенное для испарения хладагента и последующего охлаждения воздуха (в сплит-системах) или воды (в чиллерах).

Виды испарителей:

3.1. Для охлаждения воздуха (в сплит-системах);

3.2. Для охлаждения воды (в чиллерах):

• Пластинчатый — представляют собой спаянные пластины, внутри которых формируются контуры с хладагентом и водой, которые обмениваются теплом через стенку пластины.
• Кожухотрубный — внутри такого испарителя проложены трубки с хладагентом, охлаждающим протекающую через корпус воду.

 

4. Вентилятор.

Выделяют три типа вентиляторов в холодильных установках.

• Центробежный. Данный вид вентилятора имеет вращающийся ротор, состоящий из лопаток спиральной формы. Воздух через входное отверстие засасывается внутрь ротора, где он приобретает вращательное движение и, за счёт центробежной силы и специальной формы лопаток, направляется в выходное отверстие специального спирального кожуха (так называемой «улитки», от внешнего сходства). Таким образом, выходной поток воздуха находится под прямым углом к входному.

• Осевой. вентилятор, в котором воздух перемещается вдоль оси рабочего колеса, вращаемого двигателем. В виду совпадения направления движения всасываемого и нагнетаемого воздуха, а также, в большинстве случаев, простоты изготовления, этот вид вентилятора является наиболее распространённым.

• Тангенциальный. Используется во внутренних блоках сплит-систем. Представляет собой длинный цилиндр с большим количеством встроенных внутрь крыльчаток. За счет увеличенного количества крыльчаток вентилятор вращается медленнее — меньше расходует электроэнергии и производит меньше шума.

5. Четырехходовой клапан.

Назначение — реверсировать движение хладагента в холодильном контуре. За счет этого кондиционер может работать и в режиме охлаждение, и в режиме нагрева. Внутри устройства расположен скользящий поршень, который движется под давлением хладагента и смещается вправо или влево, «переключая» входы.

 

На этом урок завершен. В следующем уроке рассмотрим компрессоры: их виды, составные части, принцип работы.