Файл: Цейтлин Ю.А. Установки для кондиционирования воздуха в шахтах [Текст] 1974. - 166 с.pdf

Следует отметить, что регулирование дросселированием ме­ нее экономично, чем регулирование ВНА, однако осуществление его значительно проще.

В холодильных установках небольшой мощности регулиро­ вание холодильной мощности чаще всего осуществляется не за

счет изменения производительности компрессора, а за счет периоднческоп остановки его. В этом случае температура охлаж­

пература среды to определя­ ются настройкой реле, осу­ ществляющего включение и выключение компрессора. Со­

отношение времени рабочего периода и паузы определяется хо­ лодильной мощностью установки и притоком тепла к охлаждае­ мой среде.

70

В некоторых установках для регулирования холодопроизводителыюсти предусматривают возможность изменения поверх­ ности теплообмена в испарителе. При необходимости снижения холодопроизводительности открывается специальный вентиль, шунтирующий часть испарителя. Вследствие уменьшения по­ верхности теплообмена снижается качество испарителя и его характеристика проходит положе, чем при нормальной работе испарителя. Режим работы установки при этом перемещается в область меньших холодильных мощностей и температур испа­ рения.

Возможны и другие способы регулирования холодопроизво­ дительности ПКХУ за счет воздействия на качество испарителя: изменением уровня жидкого хладагента в аппарате, изменением скорости движения холодоносителя.

10. Влияние примесей к хладагенту на работу установки

Хладагент, циркулирующий в системе холодильной установ­ ки, практически всегда содержит примеси смазочного масла, воды, воздуха. Наличие примесей может оказывать значитель­ ное влияние на работу установки, поэтому обычно при эксплуа­ тации принимаются специальные меры очистки хладагента. Рассмотрим влияние, оказываемое примесями различного вида на работу ПКХУ. •

В л и я н и е п р и м е с и с м а з о ч н о г о м а с л а к х л а д ­ а г е н т у на р а б о т у у с т а н о в к и . В ПКХУ с поршневыми компрессорами хладагент, выходящий из компрессора, содержит пары и капельки смазочного масла. Влияние, оказываемое при­ месью масла к хладагенту на работу установки, в значительной

.мере зависит от взаимной растворимости этих веществ, опреде­ ляемой их химическими свойствами. Возможны два харкатерных случая: неограниченная и ограниченная взаимная растворимость.

На рис. 34, а показан типичный график взаимной раствори­ мости двух жидкостей (например, хладагента и масла). Взаим­ ная растворимость зависит от температуры — с увеличением температуры она повышается. Если температура выше некото­ рой критической /к, то жидкости растворяются в неограничен­ ном количестве, образуя однородный однофазный раствор (об­ ласть А). Если температура раствора ниже критической, то взаимная растворимость ограничена. В области В, лежащей между осью ординат и линией 1, жидкость II полностью раство­ ряется в жидкости I, образуя однородную смесь. В области D, лежащей между линиями 2 и 3, жидкость / растворяется в жидкости II. Область С лежащая между линиями 1 и 2, харак­ теризует так называемую зону расслоения, в которой при вза­ имном растворении жидкостей образуется двухфазная смесь.

71

смесь при температуре ta разделяется на две фазы. Одна фаза представляет собой раствор жидкости II (£і-М) в жидкости I [(1—£і)М]. Вторая фаза — раствор жидкости / [(1—Ъ )Щ в жидкости II (|2М) (точка а). Относительные массы каждой фазы определяются соотношением отрезков а\а и аа2:

где М\ II АІ2— массы фаз I и II в растворе.

установок для кондиционирования воздуха обладают неограни­ ченной взаимной растворимостью. Что же касается фреона 22, то он в условиях испарителя образует с маслом двухфазную смесь, а в условиях конденсатора может неограниченно раство­ рять масло. Аммиак имеет еще более высокую критическую тем­ пературу, поэтому он растворяет масло в очень малых коли­ чествах.

Какое же влияние оказывает примесь масла к хладагенту на работу установки?

Прежде всего меняются физические свойства рабочего тела: повышается температура кипения (у фреона 12 увеличение концентрации масла на 10% повышает температуру кипения

не 12 увеличивает его вязкость в 1,5 раза, при концентрации масла 10% вязкость увеличивается в 2,5 раза). Кроме того, наличие фреона в масле значительно снижает вязкость послед­ него (наличие 20% фреона-12 в масле снижает вязкость масла

72

в два раза). Этим объясняется необходимость применения для смазки фреоновых компрессоров масел, имеющих более высокую вязкость по сравнению с применяемыми в аммиачных компрес­ сорах.

В случае ограниченной растворимости масла и хладагента в теплообменных аппаратах происходит замасливание поверх­ ностей, т. е. образование масляной пленки на поверхностях теп­ лообмена, снижающей интенсивность передачи тепла и, как следствие, холодопроизводительиость установки.

При неограниченной растворимости масла опасности замас­ ливания поверхностей аппаратов нет, однако в испарителе при кипении смеси в первую очередь испаряется чистый хладагент (более легкокипящий компонент смеси) и, если не принимать специальные меры, происходит постепенное накапливание мас­ ла в этом аппарате. В результате уменьшается холодопроизво­ дительиость испарителя и возникает недостаток масла в ком­ прессоре.

Таким образом, JB зависимости от взаимной растворимости хладагента и масла необходимо либо с помощью специальных маслоотделителей предотвратить поступление масла в конден­ сатор (при ограниченной растворимости масла, например, в ам­ миачных установках), либо регулярно удалять масло из испари­ теля с возвратом его в поршневой компрессор (при неограничен­ ной растворимости масла, например, в установках с фреоном 12).

В л и я н и е п р и м е с и в оды к х л а д а г е н т у на р а б о- т у у с т а н о в и и. Обычно вода в небольших количествах попа­ дает в хладагент или из влажного воздуха, находившегося в системе ПКХУ перед ее заполнением, или из смазочного масла, недостаточно тщательно осушенного перед употреблением.

Влияние примеси воды на работу ПКХУ, как и примеси мас­ ла, зависит от взаимной растворимости ее и хладагента. Ам­ миак неограниченно растворяет воду; фреоны растворяют воду в очень ограниченных количествах (1 кг фреона 12 при t = = —10°С растворяет 14 мг воды).

Основной вид неполадок, вызванных наличием воды в хлад­ агенте,— обмерзание регулирующего вентиля или капиллярной трубки. Кроме того, наличие воды в хладагенте значительно усиливает коррозию металлов. Так, аммиак в присутствии воды корродирует цинк, медь и ее сплавы; фреон 12 — латунь и спла­ вы магния. В фреоновых установках при наличии нерастворен­ ной воды происходит обмеднение стальных деталей; при этом медь осаждается в виде слоя иа валах, клапанах. Появление слоя меди на шейках вала уменьшает зазоры в подшипниках,

ана клапанах — нарушает их герметичность.

Всвязи с этим к рабочим телам с ограниченной раствори­ мостью воды предъявляются очень жесткие требования — со­ держание воды в них должно быть не выше тысячных долей процента (для фреона 12 не более 0,002% воды по массе). При

73