Systemy i instalacje chłodnicze

2014-06-12

Treść dzisiejszego wykładu:

 Systemy zasilania parowaczy:

 ciśnieniowy
 grawitacyjny
 pompowy

 Elementy rozprężne w systemach chłodniczych:

 rurka kapilarna
 automatyczny/termostatyczny/elektroniczny

zawór

 zawór pływakowy
 zawór ręczny

Zasilanie parowaczy czynnikiem ziębniczym –

jakie warunki powinno spełniać?

• zapewnienie korzystnych warunków przejmowania ciepła

przez czynnik (doprowadzenie odpowiedniej ilości
czynnika w celu zwilżenia możliwie dużej powierzchni,
małe opory przepływu, unikanie niekorzystnego działania
ciśnienia hydrostatycznego słupa cieczy powodującego
wzrost temperatury parowania),

• zabezpieczenie sprężarek przed możliwością zassania

ciekłego czynnika,

• mała pojemność cieplna parowacza,
• zapewnienie odprowadzania oleju,
• łatwość odszraniania (w oziębiaczach powietrza),
• automatyzacja zasilania.

Zasilanie parowaczy czynnikiem ziębniczym

Podział parowaczy w zależności od systemu zasilania:

•Parowacze suche – czynnik ziębniczy doprowadzany jest w
postaci dwufazowej (ciecz+para) o wysokim stopniu
suchości pary i opuszcza je w stanie pary przegrzanej.
Zazwyczaj wrzenie czynnika odbywa się wewnątrz rur.
Doprowadzenie czynnika bezpośrednio z zaworu
rozprężnego

•Parowacze mokre (zalane) – czynnik ziębniczy
doprowadzany jest w postaci cieczy a opuszcza je para
mokra. Zazwyczaj dostarczanie cieczy odbywa się ze
zbiornika zasilającego – oddzielacza cieczy

Układ ciśnieniowy

Czynnik ziębniczy jest doprowadzany do parowacza pod
wpływem różnicy ciśnień pomiędzy częścią
wysokociśnieniową a niskociśnieniową instalacji.

Różnica ciśnień wywołana przez sprężarkę musi być
wystarczająca aby pokonać wszystkie opory hydrauliczne na
drodze przepływu czynnika (w tym zawór rozprężny i
ciśnienie hydrostatyczne słupa cieczy gdy parowacz
znajduje się powyżej zbiornika cieczy).

Zasilanie parowaczy czynnikiem ziębniczym

2014-06-12

Zasilanie parowaczy przez termostatyczny zawór rozprężny (TZR)

w systemie ciśnieniowym.

Zasilanie parowaczy czynnikiem ziębniczym

System grawitacyjny

Przepływ czynnika przez parowacz odbywa się wskutek
różnicy ciśnień słupów cieczy i mieszanki cieczowo-parowej
w polu grawitacyjnym.

Zasilanie parowacza w systemie ciśnieniowym.

Zasilanie parowaczy czynnikiem ziębniczym

System grawitacyjny cd.

Istnieje optymalna wysokość słupa cieczy dla każdego
parowacza, dla którego dopływa do niego odpowiednia ilość
czynnika zależna od obciążenia cieplnego (na wylocie jest
sucha para nasycona tj. zerowe przegrzanie).

Korzystne rezultaty stosowania układu grawitacyjnego
uzyskano stosując go do zasilania płytowych parowaczy do
oziębiania wody (Grasso).

Zasilanie parowaczy czynnikiem ziębniczym

Wg lit. [1]

2014-06-12

System pompowy

Przepływ czynnika przez parowacz/parowacze wymuszany
jest przez pompę.

Zasilanie parowaczy (dolne) w systemie pompowym.

Zasilanie parowaczy czynnikiem ziębniczym

Lit.

[1]

System pompowy cd.

Zasilanie pompowe jest najbardziej rozpowszechnionym
sposobem stosowanym w przemysłowych amoniakalnych
urządzeniach chłodniczych.

Podstawową wielkością charakteryzującą obieg pompowy
jest

krotność cyrkulacji (obiegu) definiowana jako iloraz

strumieni masy czynnika

– podawanego przez pompę do

odparowującego.

Istnieje optymalna krotność cyrkulacji (w granicach 4..6),
która zapewnia maksymalny współczynnik przenikania
ciepła w parowaczu.

Zasilanie parowaczy czynnikiem ziębn

iczym

Elementy rozprężne w systemach chłodniczych

Element rozprężny w systemie chłodniczym spełnia
następujące funkcje:



dławi czynnik ziębniczy od ciśnienia
wysokiego (skraplania) do ciśnienia
niskiego (parowania)



zapewnia odpowiedni przepływ czynnika
dostosowując go do aktualnego obciążenia

2014-06-12

Elementy rozprężne w systemach chłodniczych

Elementowi rozprężnemu przypisuje się wydajność
ziębniczą Q

definiowaną w analogiczny sposób jak

dla sprężarki:

 iloczyn strumienia masy czynnika

ziębniczego przepływającego przez
element i przyrostu entalpii właściwej
czynnika związanego z poborem ciepła od
oziębianego środowiska

Elementy rozprężne w systemach chłodniczych

(wg lit. [6])

Elementy rozprężne w systemach chłodniczych

Rodzaje elementów:

 rurka kapilarna


automatyczny zawór rozprężny



termostatyczny zawór rozprężny



zawór pływakowy wysokiego ciśnienia



zawór pływakowy niskiego ciśnienia



Zawór ręczny

Elementy rozprężne w systemach chłodniczych

Rurka kapilarna to przewód o stałym, kołowym
przekroju poprzecznym.
Stosuje się średnice wewnętrzne „d” od 0,64 do
2,5 mm (1/40 do 1/10 cala).
Długość rurki zależy od założonych parametrów
obiegu ziębniczego oraz wymaganej wydajności.
Zazwyczaj długość względna L/d > 2500.

Rurka kapilarna jest najprostszym elementem
rozprężnym ale jej zastosowanie ogranicza się do
systemów o małej wydajności – do kilku kW.

2014-06-12

Elementy rozprężne w systemach chłodniczych

(wg lit. [9])

Dobór rurki kapilarnej

http://fluid.itcmp.pwr.wroc.pl/~kasper/capillarus/

Dobór rurki kapilarnej

http://fluid.itcmp.pwr.wroc.pl/~kasper/capillarus/

Automatyczny (presostatyczny) zawór rozprężny

(wg lit. [10])

2014-06-12

Automatyczny (presostatyczny) zawór rozprężny

(http://www.honeywell-cooling.com)

Automatyczny (presostatyczny) zawór rozprężny

(http://www.honeywell-cooling.com)

Termostatyczny zawór rozprężny wg lit [4]

Termostatyczny zawór rozprężny wg lit [10]

2014-06-12

Termostatyczny zawór rozprężny wg lit [10]

Charakterystyki czujnika przegrzania TZR

wg lit [7]

Termostatyczny zawór rozprężny

http://www.danfoss.com/Poland/

2014-06-12

Termostatyczny zawór rozprężny

http://www.danfoss.com/Poland/

Elektroniczny zawór rozprężny wg lit [4]