WYŻSZA SZKOŁA MORSKA w SZCZECINIE WYDZIAŁ MECHANICZNY	LABORATORIUM CHŁODNICTWA				Nazwisko i imię: Robert Dąbrowski
		Nr ćwicz: 2	Temat ćwiczenia: Nastawy automatyki chłodniczej TZR
										Rok akademicki: 1999/2000
Data wyk. ćwicz.: 26.10.99	Data oddania spraw.: 15.11.99		Ocena:	Podpis wykładowcy:		Grupa : III MAa

1. Schemat układu :

2. Opis układu :

Przedstawiony układ służy do regulacji nastawy temperatury przegrzania czynnika chłodniczego na termostatycznym zaworze rozprężnym TZR metodą laboratoryjną. W układzie wykorzystano zbiornik wypełniony mieszaniną wody i lodu o stałej temperaturze 0^○ C .

Regulacji przegrzania dokonujemy po przykręceniu zaworu do instalacji ze sprężonym powietrzem tak jak na schemacie i umieszczeniu jego czujnika w zbiorniku z przygotowaną mieszaniną .Następnie do króćca wylotowego przykręcamy przepływomierz .Po wykonaniu tych czynności odkręcamy zawór główny instalacji

sprężonego powietrza i regulujemy tak aby na przepływomierzu uzyskać minimalny przepływ .Takiemu przepływowi odpowiada ciśnienie 1,6 bar 'a przy którym iglica termostatycznego zaworu rozprężnego ledwo co otwiera się . Minimalne otwarcie zaworu rozprężnego odpowiada przegrzaniu statycznemu ( t_st ) które to przegrzanie regulowaliśmy podczas doświadczenia .

Przegrzanie możemy opisać następującym wzorem:

∆t_TZR = t_cz - t_o

gdzie:

∆t_TZR - przegrzanie

t_cz - temperatura na czujniku

t_o - temperatura odparowania czynnika chłodniczego

W praktyce przegrzanie statyczne na termostatycznych zaworach rozprężnych ustala się na 5 ÷ 7K .W ćwiczeniu przyjęliśmy przegrzanie statyczne t_st = 7K i obserwowaliśmy zmiany przegrzania dynamicznego w funkcji wydajności .

3. Tabela pomiarowa .

Lp.	Ů [m^3/h]	∆tdyn [^○C]
1	1	2
2	1,5	3
3	2	4
4	2,5	5
5	3	6
6	3,5	7
7	4	10
8	4,5	11

4. Wnioski :

Termostatyczny zawór rozprężny po za rozprężaniem czynnika chłodniczego , reguluje jego natężenie dopływu do parownika tak , aby w danych warunkach termicznych i przy danym chwilowym obciążeniu cieplnym parownika (suchego) uzyskać w nim taką ilość wtryskiwanego czynnika która zdoła całkowicie odparować .W przypadku

gdy ilość przepływającego przez parownik czynnika będzie zbyt duża to wówczas ograniczona ilość ciepła przekazywana w parowniku od czynnika chłodzonego do chłodzącego może nie wystarczyć do przegrzania par czynnika chłodniczego .W takiej sytuacji będziemy mieli do czynienia ze zjawiskiem wydostawania się pary mokrej z parownika i dostawaniem się jej do sprężarki . Zjawisko to Jest niebezpieczne z punktu widzenia sprężarki ze względu na uderzenia hydrauliczne i może skończyć się jej uszkodzeniem .

W przypadku zbyt małej ilości doprowadzonego do parownika czynnika chłodniczego będziemy mieli do czynienia ze stratami związanymi z niewykorzystaniem powierzchni parownika .W takiej sytuacji przy jednakowym jak poprzednio obciążeniu cieplnym parownika wzrośnie przegrzew pary czynnika chłodzącego a wraz z nim wzrośnie jego gęstość . Pociąga to za sobą wzrost wydajności masowej sprężarki a co za tym idzie wzrost ciśnienia w skraplaczu .W pierwszej fazie różnica ciśnień między króćcem wlotowym a wylotowym zaworu rozprężnego nie zmienia się ponieważ wzrosło wraz z temperaturą ciśnienie w parowniku . Jednak w związku ze wzrostem wydajności sprężarki wzrasta nadal ciśnienie w skraplaczu i jednocześnie następuje spadek ciśnienia po stronie niskiego ciśnienia to jest w parowniku . W takiej sytuacji wzrasta różnica ciśnień między króćcami zaworu i wzrost siły działającej na powierzchnię iglicy zaworu rozprężnego . Powoduje to przesunięcie iglicy zgodnie z kierunkiem i zwrotem siły wywołanej wzrostem ciśnienia po stronie skraplacza . Przesuniecie iglicy zaworu w dół powoduje wzrost natężenia przepływu przez zawór oraz ustalenie się nowego stanu równowagi . Z podobnym zjawiskiem mieliśmy do czynienia przy wyznaczaniu zależności przegrzania dynamicznego od natężenia przepływu , gdzie wzrost ciśnienia w skraplaczu symulowaliśmy poprzez odkręcanie zaworu głównego w instalacji sprężonego powietrza .

5. Czynności związane z obsługą termostatycznego zaworu rozprężnego :

• Sprawdzanie stanu czystości filtra , a po jego zamontowaniu szczelności połączenia zaworu z instalacją . Zabrudzenie wkładu filtracyjnego wiąże się z intensywnym szronieniem króćca dolotowego w którym on się znajduje .

• Sprawdzanie prawidłowości zamocowania czujnika zaworu .

• Regulacji przegrzania dokonuje się wyłącznie przy zaworach nowych lub źle wyregulowanych wcześniej .

6. Wyjaśnienie pojęć :

MOP - ( Mximum Operating Pressure ) - Maksymalne ciśnienie robocze

MSS - ( Minimal Stability Signal ) minimalny stabilny sygnał - jest to minimalne przegrzanie statyczne przy którym przepływ czynnika ma jeszcze charakter stabilny .

Ładunek zanikowy - jest to ładunek nadajnika temperatury czujnika termostatycznego zaworu rozprężnego na którego krzywej nasycenia na wykresie p=f(t) można zaznaczyć punkt odparowania jego ostatniej kropli , tzn. jest to taki ładunek który może całkowicie odparować . Po przekroczeniu tego punktu powstaje para sucha .

Mieszanina azeotropowa - jest to mieszanina składająca się z dwóch lub większej ilości składników ciekłych o określonym składzie , destylująca w stałej temperaturze bez zmiany składu . Układy takie ( azeotropy ) mogą wrzeć w temperaturze niższej (azeotropia dodatnia) lub wyższej (azeotropia ujemna) od temperatury wrzenia czystych składników .

Porównanie zasady działania termostatycznych zaworów rozprężnych z wewnętrznym i zewnętrznym wyrównaniem ciśnienia :

Termostatyczny zawór rozprężny z wewnętrznym wyrównaniem ciśnienia

Powyższy zawór składa się z czujnika przytwierdzonego do rurociągu tuż za parownikiem , dyszy , i iglicy sprzężonej z mieszkiem i sprężyną oraz obudowy z króćcami : wlotowym i wylotowym . Czujnik zaworu wypełniony jest czynnikiem który pośrednio reguluje natężeniem przepływu czynnika chłodniczego . Każdy spadek bądź wzrost parametrów czynnika chłodniczego za parownikiem powoduje odpowiednią reakcję ze strony termostatycznego zaworu rozprężnego . Jeśli na przykład zwiększymy obciążenie cieplne parownika to spowoduje to wzrost temperatury czynnika chłodniczego w parowniku . Wzrośnie również temperatura czynnika w czujniku co objawi się wzrostem ciśnienia a zatem i siły wywierającej nacisk na mieszek zaworu i sprężynę co zaowocuje większym rozwarciem się iglicy zaworu a w konsekwencji wzrostem natężenia przezeń przepływu . Wzrost natężenia przepływu spowoduje zaś obniżenie temperatury ( ciśnienia ) wewnątrz i po za parownikiem .

Układ taki mógłby być funkcjonalny gdyby nie opory przepływu w parowniku powodujące powstawanie błędów w układzie regulacyjnym . Opory przepływu powodują obniżenie ciśnienia ( temperatury ) czynnika w parowniku i wzrost różnicy temperatur . Rosnące przegrzanie i obniżone ciśnienie parowania jest przyczyną trudności eksploatacyjnych związanych z powrotem do sprężarki oleju smarnego doprowadzonego do parownika wraz z ciekłym czynnikiem chłodniczym . Błędy związane z oporem przepływu są szczególnie niekorzystne w przypadku parowników o dużej wydajności . W celu poprawienia stabilności przegrzewu wprowadzono zmiany konstrukcyjne w dotychczasowym zaworze . Zastosowano przewód wyrównawczy który połączono między wyjściem z parownika a wewnętrzną stroną mieszka tak jak na rysunku .Teraz każda zmiana ciśnienia czynnika chłodniczego za parownikiem spowoduje zmianę napięcia mieszka . Zabieg ten pozwala na utrzymanie stałego przegrzania statycznego .

Termostatyczny zawór rozprężny z zewnętrznym wyrównaniem ciśnienia

1

5÷10 bar

1,6 bar

TZR

Mieszanina wody z lodem (0⁰C)

PROWNIK

PROWNIK

---