Quá nhiệt và giảm nhiệt của freon. Ảnh hưởng của quá nhiệt đến khả năng lạnh của hệ thống lạnh. Làm đầy máy điều hòa không khí với freon theo trọng lượng
Quá nhiệt của bình ngưng được hiểu là sự giảm nhiệt độ của nước ngưng so với nhiệt độ của hơi bão hòa đi vào bình ngưng. Ở trên đã lưu ý rằng lượng siêu lạnh của chất ngưng tụ được xác định bởi sự chênh lệch nhiệt độ t n -NS Đến .
Làm lạnh phụ của ngưng tụ dẫn đến giảm hiệu quả của việc lắp đặt đáng chú ý, vì khi làm mát phụ của ngưng tụ, lượng nhiệt truyền trong bình ngưng sang nước làm mát tăng lên. Sự gia tăng làm lạnh phụ của nước ngưng thêm 1 ° C gây ra tiêu thụ nhiên liệu quá mức trong các hệ thống lắp đặt không có hệ thống sưởi tái sinh nước cấp thêm 0,5%. Với việc đun nóng tái sinh nước cấp, việc tiêu thụ quá nhiều nhiên liệu trong quá trình lắp đặt sẽ thấp hơn một chút. Trong các hệ thống lắp đặt hiện đại có tụ điện tái sinh, quá nhiệt của nước ngưng trong điều kiện hoạt động bình thường của bộ ngưng tụ không vượt quá 0,5-1 ° C. Condensate quá lạnh là do những nguyên nhân sau:
a) vi phạm mật độ không khí của hệ thống chân không và tăng sức hút không khí;
b) mức ngưng tụ cao trong bình ngưng;
c) tiêu thụ quá nhiều nước làm mát qua bình ngưng;
d) các sai sót thiết kế của tụ điện.
Tăng hàm lượng không khí trong hơi nước-không khí
hỗn hợp làm tăng áp suất riêng phần của không khí và do đó, làm giảm áp suất riêng phần của hơi nước so với áp suất toàn phần của hỗn hợp. Kết quả là, nhiệt độ của hơi nước bão hòa, và do đó, nhiệt độ của chất ngưng tụ sẽ thấp hơn so với trước khi hàm lượng không khí tăng lên. Như vậy, một trong những biện pháp quan trọng nhằm giảm quá nhiệt của nước ngưng là đảm bảo mật độ không khí tốt của hệ thống chân không của tổ máy tuabin.
Với sự gia tăng đáng kể mức độ ngưng tụ trong bình ngưng, hiện tượng có thể xảy ra là các hàng dưới của ống làm mát sẽ bị rửa bởi nước ngưng, kết quả là nước ngưng sẽ được làm siêu lạnh. Do đó, phải đảm bảo rằng mức nước ngưng luôn ở dưới hàng ống giải nhiệt phía dưới. Cách tốt nhất để ngăn chặn sự gia tăng không thể chấp nhận được mức độ ngưng tụ là tự động điều chỉnh nó trong bình ngưng.
Dòng nước quá mức qua bình ngưng, đặc biệt là ở nhiệt độ thấp, sẽ dẫn đến tăng chân không trong bình ngưng do giảm áp suất riêng phần của hơi nước. Do đó, tốc độ dòng nước làm mát qua bình ngưng phải được kiểm soát phụ thuộc vào tải hơi trên bình ngưng và nhiệt độ của nước làm mát. Với việc điều chỉnh chính xác tốc độ dòng nước làm mát trong bình ngưng, chân không kinh tế sẽ được duy trì và độ lạnh phụ của nước ngưng sẽ không vượt quá giá trị tối thiểu đối với bình ngưng này.
Sự làm lạnh quá mức của bình ngưng có thể xảy ra do lỗi thiết kế trong bình ngưng. Trong một số thiết kế bình ngưng, do sự sắp xếp gần nhau của các ống làm mát và sự phân hủy không thành công của chúng dọc theo các tấm ống, một lực cản hơi lớn được tạo ra, trong một số trường hợp, đạt tới 15-18 mm Hg. Nghệ thuật. Khả năng chống hơi cao của bình ngưng dẫn đến giảm áp suất đáng kể trên mức nước ngưng. Sự giảm áp suất hỗn hợp trên mức ngưng tụ xảy ra do sự giảm áp suất riêng phần của hơi nước. Do đó, nhiệt độ của thiết bị ngưng tụ thu được thấp hơn nhiều so với nhiệt độ của hơi bão hòa đi vào thiết bị ngưng tụ. Trong những trường hợp như vậy, để giảm sự quá lạnh của bình ngưng, cần phải thay đổi cấu trúc, cụ thể là loại bỏ một số ống giải nhiệt để bố trí các hành lang trong bó ống và giảm sức cản hơi của bình ngưng.
Cần lưu ý rằng việc loại bỏ một phần của các ống làm mát và do đó làm giảm bề mặt làm mát của bình ngưng dẫn đến tăng tải trọng riêng của bình ngưng. Tuy nhiên, việc tăng tải lượng hơi cụ thể thường khá chấp nhận được, vì các thiết bị ngưng tụ của các thiết kế cũ hơn có tải lượng hơi cụ thể tương đối thấp.
Chúng tôi đã xem xét các vấn đề chính của hoạt động của thiết bị của bộ ngưng tụ tuabin hơi. Theo những gì đã nói, cần chú ý chính trong quá trình vận hành thiết bị ngưng tụ là duy trì độ chân không kinh tế trong bình ngưng và đảm bảo độ quá lạnh tối thiểu của thiết bị ngưng tụ. Hai thông số này ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất của tổ máy tuabin. Với mục đích này, cần phải duy trì mật độ không khí tốt của hệ thống chân không của tổ máy tuabin, đảm bảo hoạt động bình thường của các thiết bị loại bỏ không khí, bơm tuần hoàn và ngưng tụ, giữ cho các ống bình ngưng sạch sẽ, theo dõi mật độ nước của bình ngưng, ngăn chặn sự gia tăng hút nước thô, đảm bảo hoạt động bình thường của các thiết bị làm mát. Các thiết bị đo đạc, bộ điều chỉnh tự động, thiết bị báo hiệu và điều chỉnh có sẵn tại nơi lắp đặt cho phép nhân viên bảo trì theo dõi tình trạng của thiết bị và chế độ vận hành của việc lắp đặt và duy trì các chế độ hoạt động đó để đảm bảo hoạt động lắp đặt có tính kinh tế cao và đáng tin cậy.
Máy điều hòa
Nạp freon điều hòa có thể được thực hiện theo nhiều cách, mỗi cách đều có những ưu nhược điểm và độ chính xác riêng.
Việc lựa chọn phương pháp làm đầy máy lạnh phụ thuộc vào mức độ chuyên nghiệp của thợ, độ chính xác cần thiết và các công cụ được sử dụng.
Cũng cần nhớ rằng không phải tất cả các chất làm lạnh đều có thể được nạp đầy mà chỉ là chất làm lạnh một thành phần (R22) hoặc đẳng hướng có điều kiện (R410a).
Các freon đa thành phần bao gồm một hỗn hợp các khí có các tính chất vật lý khác nhau, khi bị rò rỉ, bay hơi không đều và ngay cả khi có một rò rỉ nhỏ, thành phần của chúng sẽ thay đổi, do đó, các hệ thống dựa trên các chất làm lạnh như vậy phải được nạp đầy lại hoàn toàn.
Làm đầy máy điều hòa không khí với freon theo trọng lượng
Mỗi máy điều hòa không khí được nạp tại nhà máy một lượng chất làm lạnh nhất định, khối lượng này được ghi trong tài liệu về máy điều hòa không khí (cũng được ghi trên bảng tên), cũng có thông tin về lượng freon phải được bổ sung. cho mỗi mét của lộ trình freon (thường là 5-15 gr.)
Khi tiếp nhiên liệu bằng phương pháp này, cần phải giải phóng hoàn toàn mạch làm lạnh khỏi freon còn lại (vào xi lanh hoặc lỗ thông hơi vào khí quyển, điều này hoàn toàn không gây hại cho môi trường - hãy đọc về điều này trong bài báo về tác dụng của freon đối với khí hậu) và sơ tán. Sau đó làm đầy hệ thống với lượng chất làm lạnh được chỉ định theo trọng lượng hoặc sử dụng xi lanh nạp.
Ưu điểm của phương pháp này là độ chính xác cao và quá trình nạp gas điều hòa đơn giản. Những nhược điểm bao gồm yêu cầu phải thoát ra freon và hút chân không mạch, và xi lanh nạp, hơn nữa, có khối lượng hạn chế 2 hoặc 4 kg và kích thước lớn, cho phép nó được sử dụng chủ yếu trong điều kiện tĩnh.
Đổ đầy freon vào máy điều hòa không khí để giảm thân nhiệt
Nhiệt độ làm lạnh con là hiệu số giữa nhiệt độ ngưng tụ của freon được xác định theo bảng hoặc thang áp kế (được xác định bằng áp suất đọc được từ áp kế nối với đường cao áp trực tiếp trên thang hoặc theo bảng) và nhiệt độ tại đầu ra của bình ngưng. Nhiệt độ làm lạnh phụ thường phải nằm trong khoảng 10-12 0 C (giá trị chính xác do nhà sản xuất chỉ định)
Giá trị làm mát con bên dưới các giá trị này cho biết thiếu freon - nó không có đủ thời gian để làm mát. Trong trường hợp này, bạn cần phải tiếp nhiên liệu cho nó.
Nếu mức làm mát con vượt quá phạm vi được chỉ định, thì có dư thừa freon trong hệ thống và nó phải được xả cho đến khi đạt đến giá trị làm mát con tối ưu.
Việc tiếp nhiên liệu theo cách này có thể được thực hiện với sự trợ giúp của các thiết bị đặc biệt xác định ngay lượng làm lạnh con và áp suất ngưng tụ, hoặc có thể với sự trợ giúp của các dụng cụ riêng biệt - một ống góp áp suất và một nhiệt kế.
Ưu điểm của phương pháp này bao gồm độ chính xác điền đầy đủ. Nhưng độ chính xác của phương pháp này bị ảnh hưởng bởi sự nhiễm bẩn của dàn trao đổi nhiệt, do đó, trước khi tiếp nhiên liệu bằng phương pháp này, cần phải làm sạch (súc rửa) dàn ngưng tụ của dàn nóng.
Sạc máy lạnh bằng chất làm lạnh quá nóng
Quá nhiệt là hiệu số giữa nhiệt độ bay hơi của môi chất lạnh được xác định từ áp suất bão hòa trong mạch làm lạnh và nhiệt độ sau dàn bay hơi. Thực tế xác định bằng cách đo áp suất tại van hút của máy lạnh và nhiệt độ của đường ống hút cách máy nén 15-20 cm.
Quá nhiệt thường nằm trong khoảng 5-7 0 C (giá trị chính xác do nhà sản xuất chỉ định)
Sự giảm nhiệt độ quá nóng cho thấy sự dư thừa của freon - nó phải được xả.
Làm lạnh con trên định mức cho thấy thiếu chất làm lạnh - hệ thống phải được sạc cho đến khi đạt được mức quá nhiệt cần thiết.
Phương pháp này khá chính xác và có thể được đơn giản hóa đáng kể nếu bạn sử dụng các thiết bị đặc biệt.
Các phương pháp sạc hệ thống lạnh khác
Nếu hệ thống có một cửa sổ quan sát, thì bằng sự hiện diện của các bong bóng, người ta có thể đánh giá về việc thiếu freon. Trong trường hợp này, mạch làm lạnh được sạc cho đến khi dòng bong bóng biến mất, việc này phải được thực hiện theo từng phần, sau mỗi lần chờ áp suất ổn định và không còn bọt khí.
Nó cũng có thể được điều áp để đạt được nhiệt độ ngưng tụ và bay hơi quy định của nhà sản xuất. Độ chính xác của phương pháp này phụ thuộc vào độ sạch của thiết bị ngưng tụ và thiết bị bay hơi.
2.1. CÔNG VIỆC BÌNH THƯỜNG
Xem xét mạch trong Hình. 2.1, mặt cắt của bình ngưng làm mát bằng không khí trong quá trình hoạt động bình thường. Giả sử rằng môi chất lạnh R22 đi vào bình ngưng.
Điểm A. Hơi R22, quá nhiệt đến nhiệt độ khoảng 70 ° C, rời khỏi ống xả máy nén và đi vào bình ngưng với áp suất khoảng 14 bar.
Dòng A-B. Hơi quá nhiệt bị giảm áp suất không đổi.
Điểm B. Những giọt chất lỏng R22 đầu tiên xuất hiện. Nhiệt độ là 38 ° C, áp suất vẫn còn khoảng 14 bar.
Dòng В-С. Các phân tử khí tiếp tục ngưng tụ. Chất lỏng xuất hiện ngày càng nhiều, hơi nước đọng lại ngày càng ít.
Áp suất và nhiệt độ không đổi (14 bar và 38 ° C) phù hợp với mối quan hệ áp suất-nhiệt độ đối với R22.
Điểm C. Các phân tử khí cuối cùng ngưng tụ ở nhiệt độ 38oC, ngoại trừ chất lỏng trong mạch không có gì. Nhiệt độ và áp suất không đổi lần lượt ở khoảng 38 ° C và 14 bar.
Dòng C-D... Toàn bộ môi chất lạnh đã ngưng tụ, chất lỏng tiếp tục lạnh đi dưới tác dụng của không khí làm mát dàn ngưng bằng quạt gió.
Điểm D. R22 ở đầu ra của bình ngưng chỉ trong pha lỏng. Áp suất vẫn ở khoảng 14 bar, nhưng nhiệt độ của chất lỏng đã giảm xuống khoảng 32 ° C.
Đối với hoạt động của chất làm lạnh pha trộn như hydrochlorofluorocarbon (HCFCs) với nhiệt độ trượt lớn, hãy xem phần B trong phần 58.
Đối với hoạt động của chất làm lạnh như hydrofluorocarbon (HFC) như R407C và R410A, xem phần 102.
Sự thay đổi trạng thái pha của R22 trong tụ điện có thể được biểu diễn như sau (xem Hình 2.2).
Từ A đến B. Giảm hơi quá nhiệt R22 từ 70 đến 38 ° C (vùng A-B là vùng loại bỏ quá nhiệt trong bình ngưng).
Tại điểm B xuất hiện những giọt R22 lỏng đầu tiên.
B đến C. Ngưng tụ R22 ở 38 ° C và 14 bar (vùng B-C là vùng ngưng tụ trong bình ngưng).
Tại điểm C, phân tử hơi cuối cùng ngưng tụ.
Từ C đến D. Làm lạnh con của chất lỏng R22 từ 38 đến 32 ° C (vùng C-D là vùng làm lạnh con của R22 lỏng trong bình ngưng).
Trong toàn bộ quá trình này, áp suất không đổi, bằng số đọc của đồng hồ áp suất HP (trong trường hợp của chúng tôi là 14 bar).
Bây giờ chúng ta hãy xem xét cách hoạt động của không khí làm mát trong trường hợp này (xem Hình 2.3).
Không khí bên ngoài, làm mát bình ngưng và đi vào đầu vào với nhiệt độ 25 ° C, làm nóng lên đến 31 ° C, lấy đi nhiệt do chất làm lạnh tạo ra.
Chúng ta có thể biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ của không khí làm mát khi nó đi qua bình ngưng và nhiệt độ của bình ngưng dưới dạng đồ thị (xem Hình 2.4) trong đó:
tae- nhiệt độ không khí ở đầu vào bình ngưng.
nhiệm vụ- nhiệt độ của không khí ở đầu ra của bình ngưng.
tK- nhiệt độ ngưng tụ đọc từ đồng hồ áp suất HP.
A6(đọc: delta theta) chênh lệch nhiệt độ.
Nói chung, trong thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí, sự chênh lệch nhiệt độ so với không khí là A0 = (tas - tae) có giá trị từ 5 đến 10 K (trong ví dụ của chúng tôi là 6 K).
Chênh lệch giữa nhiệt độ ngưng tụ và nhiệt độ không khí ở đầu ra của bình ngưng cũng theo thứ tự từ 5 đến 10 K (trong ví dụ của chúng tôi là 7 K).
Do đó, tổng chênh lệch nhiệt độ ( tK - tae) có thể từ 10 đến 20 K (theo quy luật, giá trị của nó gần 15 K và trong ví dụ của chúng tôi là 13 K).
Khái niệm về sự chênh lệch nhiệt độ tổng là rất quan trọng, vì đối với một tụ điện nhất định, giá trị này hầu như không đổi.
Sử dụng các giá trị cho trong ví dụ trên, chúng ta có thể nói rằng đối với nhiệt độ không khí bên ngoài tại đầu vào vào bình ngưng bằng 30 ° C (tức là tae = 30 ° C), nhiệt độ ngưng tụ tk phải bằng:
tae + DBfull = 30 + 13 = 43 ° С,
sẽ tương ứng với giá trị đo áp suất HP khoảng 15,5 bar đối với R22; Thanh 10,1 cho R134a và 18,5 thanh cho R404A.
| 2.2. LÀM MÁT TRONG MÁY LẠNH LẠNH TRONG KHÔNG KHÍ |
Không còn nghi ngờ gì nữa, một trong những đặc điểm quan trọng nhất trong quá trình hoạt động của mạch điện lạnh là mức độ làm lạnh phụ của chất lỏng ở đầu ra của bình ngưng.
Siêu lạnh của chất lỏng là hiệu số giữa nhiệt độ ngưng tụ của chất lỏng ở một áp suất nhất định và nhiệt độ của chính chất lỏng ở cùng áp suất.
Ta biết rằng nhiệt độ ngưng tụ của nước ở áp suất khí quyển là 100 ° C. Do đó, khi bạn uống một cốc nước có nhiệt độ 20 ° C, theo quan điểm của nhiệt lý học, bạn uống nước được làm siêu lạnh bằng 80 K!
Trong một bình ngưng, làm lạnh con được định nghĩa là sự chênh lệch giữa nhiệt độ ngưng tụ (đọc từ đồng hồ áp suất HP) và nhiệt độ của chất lỏng được đo tại đầu ra của bình ngưng (hoặc trong bộ thu).
Trong ví dụ được hiển thị trong Hình. 2,5, hạ thân nhiệt P / O = 38 - 32 = 6 K.
Làm lạnh phụ chất làm lạnh thông thường trong bình ngưng làm mát bằng không khí nói chung nằm trong khoảng từ 4 đến 7 K.
Khi lượng làm lạnh phụ nằm ngoài phạm vi nhiệt độ bình thường, nó thường cho thấy quá trình làm việc không bình thường.
Do đó, dưới đây chúng tôi sẽ phân tích các trường hợp hạ thân nhiệt bất thường khác nhau.
| 2.3. PHÂN TÍCH CÁC TRƯỜNG HỢP VƯỢT QUA PHÂN TÍCH. |
Một trong những khó khăn lớn nhất trong công việc của người thợ sửa chữa là anh ta không thể nhìn thấy các quá trình diễn ra bên trong đường ống và trong mạch điện lạnh. Tuy nhiên, việc đo lượng làm lạnh phụ có thể cung cấp một bức tranh tương đối chính xác về hoạt động của chất làm lạnh bên trong mạch.
Lưu ý rằng hầu hết các nhà thiết kế đặt kích thước bình ngưng làm mát bằng không khí để cung cấp khả năng làm lạnh phụ ở đầu ra của bình ngưng trong phạm vi từ 4 đến 7 K. Xem xét điều gì xảy ra trong bình ngưng nếu lượng làm lạnh phụ nằm ngoài phạm vi này.
A) Giảm thân nhiệt (thường nhỏ hơn 4 K).
Trong bộ lễ phục. 2.6 cho thấy sự khác biệt về trạng thái của chất làm lạnh bên trong bình ngưng khi làm lạnh con bình thường và bất thường.
Nhiệt độ tại điểm tB = tc = tE = 38 ° C = nhiệt độ ngưng tụ tK. Đo nhiệt độ tại điểm D cho giá trị tD = 35 ° С, nhiệt độ hạ nhiệt là 3 K.
Giải trình. Khi mạch làm lạnh hoạt động bình thường, các phân tử hơi cuối cùng ngưng tụ tại điểm C. Hơn nữa, chất lỏng tiếp tục nguội đi và đường ống dọc theo toàn bộ chiều dài của nó (vùng CD) được lấp đầy bởi một pha lỏng, cho phép đạt được giá trị bình thường của làm lạnh con. (ví dụ, 6 K).
Trong trường hợp thiếu chất làm lạnh trong bình ngưng, vùng C-D không được lấp đầy hoàn toàn bằng chất lỏng, chỉ có một phần nhỏ của vùng này bị chiếm hoàn toàn bởi chất lỏng (vùng E-D) và chiều dài của nó không đủ để đảm bảo làm lạnh con bình thường.
Kết quả là, khi đo hạ thân nhiệt tại điểm D, bạn chắc chắn sẽ nhận được giá trị của nó dưới mức bình thường (trong ví dụ trong Hình 2.6 - 3 K).
Và càng ít chất làm lạnh trong quá trình lắp đặt, thì pha lỏng của nó ở đầu ra của bình ngưng sẽ càng ít và mức độ làm lạnh con của nó càng ít.
Trong giới hạn, với sự thiếu hụt đáng kể chất làm lạnh trong mạch của bộ phận làm lạnh, ở đầu ra của bình ngưng sẽ có một hỗn hợp hơi-lỏng, nhiệt độ của hỗn hợp này sẽ bằng nhiệt độ ngưng tụ, tức là quá trình siêu lạnh sẽ bằng OK (xem Hình 2.7).
Do đó, việc nạp không đủ chất làm lạnh luôn dẫn đến giảm khả năng làm lạnh phụ.
Theo đó, một thợ sửa chữa có năng lực sẽ không liều lĩnh bổ sung chất làm lạnh vào việc lắp đặt mà không đảm bảo không có rò rỉ và không đảm bảo rằng nhiệt độ hạ nhiệt thấp bất thường!
Lưu ý rằng khi chất làm lạnh được thêm vào mạch, mực chất lỏng ở đáy bình ngưng sẽ tăng lên, gây ra sự gia tăng làm lạnh phụ.
Bây giờ chúng ta hãy tiến hành xem xét hiện tượng ngược lại, đó là hạ thân nhiệt quá nhiều.
B) Tăng thân nhiệt (thường hơn 7 k).
Giải trình.Ở trên, chúng tôi đã chắc chắn rằng việc thiếu chất làm lạnh trong mạch dẫn đến giảm khả năng làm lạnh phụ. Mặt khác, một lượng môi chất lạnh quá mức sẽ tích tụ dưới đáy dàn ngưng.
Trong trường hợp này, chiều dài của vùng ngưng tụ, hoàn toàn chứa đầy chất lỏng, tăng lên và có thể chiếm toàn bộ phần E-D. Lượng chất lỏng tiếp xúc với không khí làm mát tăng lên và lượng siêu lạnh, do đó, cũng trở nên lớn hơn (trong ví dụ trong Hình 2.8, P / O = 9 K).
Kết luận, chúng tôi chỉ ra rằng các phép đo giá trị làm lạnh phụ là lý tưởng để chẩn đoán quá trình hoạt động của một đơn vị làm lạnh cổ điển.
Trong quá trình phân tích chi tiết các trục trặc điển hình, chúng ta sẽ xem cách diễn giải chính xác dữ liệu của các phép đo này trong từng trường hợp cụ thể như thế nào.
Làm lạnh phụ quá ít (nhỏ hơn 4 K) cho thấy sự thiếu chất làm lạnh trong bình ngưng. Làm lạnh phụ tăng lên (trên 7 K) cho thấy chất làm lạnh dư thừa trong bình ngưng.
Do trọng lực, chất lỏng tích tụ ở dưới cùng của bình ngưng, do đó hơi vào bình ngưng phải luôn ở trên cùng. Do đó, tùy chọn 2 và 4 ít nhất là một giải pháp kỳ lạ sẽ không hoạt động.
Sự khác biệt giữa lựa chọn 1 và 3 chủ yếu là ở nhiệt độ của không khí thổi qua vùng hạ nhiệt. Trong biến thể đầu tiên, không khí cung cấp khả năng hạ nhiệt đi vào vùng làm lạnh phụ đã được làm ấm lên, vì nó đã đi qua bình ngưng. Thiết kế của biến thể thứ 3 nên được coi là thành công nhất, vì nó thực hiện trao đổi nhiệt giữa chất làm lạnh và không khí theo nguyên tắc ngược dòng.
Tùy chọn này có các đặc điểm truyền nhiệt tốt nhất và thiết kế tổng thể của việc lắp đặt.
Hãy xem xét điều này nếu bạn vẫn chưa quyết định hướng nào của không khí làm mát (hoặc nước) chảy qua bình ngưng.
Cân bằng nhiệt của bề mặt tụ điện có biểu thức sau:
NSĐến ( h đến -h đến 1)=W(t 2v -t 1v)từ đến, (17.1)
ở đâu h đến- entanpi của hơi đi vào bình ngưng, kJ / kg; h đến 1 = s đến t là entanpi của chất ngưng tụ; từ đến= 4,19 kJ / (kg × 0 С) - nhiệt dung của nước; W- tiêu thụ nước làm mát, kg / s; t 1v, t 2v- nhiệt độ của nước làm mát ở đầu vào và đầu ra của bình ngưng. Tiêu thụ hơi nước ngưng tụ NS k, kg / s và entanpi h đếnđược biết đến từ tính toán của một tuabin hơi nước. Nhiệt độ nước ngưng ở đầu ra của bình ngưng được lấy bằng nhiệt độ bão hòa của hơi t p tương ứng với áp lực của nó p đến có tính đến sự làm lạnh con của chất ngưng tụ D t để: t k = t p - NS t để.
Làm lạnh phụ của nước ngưng(sự chênh lệch giữa nhiệt độ bão hòa hơi ở áp suất trong cổ bình ngưng và nhiệt độ ngưng tụ trong đường ống hút của bơm ngưng tụ) là hệ quả của việc giảm áp suất riêng phần và nhiệt độ hơi bão hòa do sự có mặt của không khí và sức cản hơi nước của bình ngưng (Hình 17.3).
Hình 17.3. Sự thay đổi các thông số của hỗn hợp hơi - không khí trong bình ngưng: a - thay đổi áp suất riêng phần của hơi p p và áp suất trong bình ngưng p thành; b - sự thay đổi nhiệt độ hơi nước t p và hàm lượng không khí tương đối ε
Áp dụng định luật Dalton cho môi trường hơi-không khí chuyển động trong bình ngưng, ta có: p k = p n + p trong, ở đâu p p và ghim- áp suất riêng phần của hơi nước và không khí trong hỗn hợp. Sự phụ thuộc của áp suất hơi riêng phần vào áp suất trong bình ngưng và hàm lượng không khí tương đối e=NS v / NS k có dạng:
(17.2)
Khi đi vào bình ngưng, hàm lượng không khí tương đối thấp và p p »p k... Khi hơi nước ngưng tụ, giá trị e tăng và áp suất hơi riêng phần giảm xuống. Ở phần dưới, áp suất không khí cục bộ là đáng kể nhất, bởi vì nó tăng lên do sự gia tăng mật độ không khí và giá trị e... Điều này dẫn đến giảm nhiệt độ của hơi nước và nước ngưng. Ngoài ra, khả năng chống hơi của bình ngưng diễn ra, được xác định bởi sự khác biệt
NS p k = p k - p k´.(17.3)
Thường D p đến= 270-410 Pa (xác định theo kinh nghiệm).
Bình ngưng, theo quy luật, nhận hơi ướt, nhiệt độ ngưng tụ của nó được xác định duy nhất bởi áp suất riêng phần của hơi: áp suất riêng phần thấp hơn của hơi tương ứng với nhiệt độ bão hòa thấp hơn. Hình 17.3, b cho thấy đồ thị của sự thay đổi nhiệt độ hơi nước t p và hàm lượng không khí tương đối ε trong bình ngưng. Do đó, khi hỗn hợp hơi nước-không khí di chuyển đến nơi hút và ngưng tụ hơi nước, nhiệt độ của hơi nước trong bình ngưng giảm, do áp suất riêng phần của hơi nước bão hòa giảm. Điều này là do sự có mặt của không khí và sự gia tăng hàm lượng tương đối của nó trong hỗn hợp hơi-không khí, cũng như sự hiện diện của lực cản hơi của bình ngưng và sự giảm tổng áp suất của hỗn hợp hơi-không khí.
Trong điều kiện như vậy, quá nhiệt của ngưng tụ Dt k = t p -t k được hình thành, dẫn đến thất thoát nhiệt với nước làm mát và cần phải gia nhiệt bổ sung chất ngưng tụ trong hệ thống tái sinh của nhà máy tuabin. Ngoài ra, kèm theo đó là lượng oxy hòa tan trong nước ngưng tăng lên gây ăn mòn hệ thống ống cấp nhiệt tái sinh của nước cấp lò hơi.
Làm lạnh con có thể đạt tới 2-3 0 C. Phương pháp chống lại nó là lắp đặt bộ làm mát không khí trong bó ống ngưng tụ, từ đó hỗn hợp hơi-không khí được hút vào các thiết bị phun. Trong các trường dạy nghề hiện đại, độ lạnh quá mức cho phép không quá 1 0 C. Các quy tắc vận hành kỹ thuật quy định chặt chẽ độ hút không khí cho phép vào tổ máy tuabin, phải nhỏ hơn 1%. Ví dụ, đối với tuabin có công suất N E= 300 MW hút không khí không được quá 30 kg / h, và N E= 800 MW - không quá 60 kg / giờ. Các thiết bị ngưng tụ hiện đại với sức cản hơi tối thiểu và sự bố trí hợp lý của bó ống trên thực tế không có hiện tượng quá lạnh ở chế độ vận hành danh nghĩa của tổ máy tuabin.
Sạc thấp và sạc lại hệ thống bằng chất làm lạnh
Theo thống kê cho thấy, nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng máy lạnh hoạt động không bình thường và hỏng máy nén là do mạch nạp gas lạnh với gas lạnh không đúng cách. Thiếu chất làm lạnh trong mạch có thể do rò rỉ ngẫu nhiên. Đồng thời, việc tiếp nhiên liệu quá mức, theo quy luật, là kết quả của những hành động sai lầm của nhân viên do họ không đủ trình độ chuyên môn gây ra. Đối với các hệ thống sử dụng van tiết lưu nhiệt (TRV) làm thiết bị điều tiết, làm lạnh con là chỉ báo tốt nhất để chỉ ra mức nạp chất làm lạnh thông thường. Nhiệt độ giảm nhẹ cho thấy sạc không đủ, nhiệt độ giảm mạnh cho thấy thừa chất làm lạnh. Việc sạc có thể được coi là bình thường khi nhiệt độ làm lạnh phụ của chất lỏng ở đầu ra của bình ngưng được duy trì trong khoảng 10-12 độ C với nhiệt độ không khí ở đầu vào của thiết bị bay hơi gần với điều kiện vận hành danh định.
Nhiệt độ làm lạnh con Tp được xác định bằng hiệu số:
Tp = Tk - Tf
Тк là nhiệt độ ngưng tụ được đọc từ đồng hồ áp suất HP.
Tf là nhiệt độ của freon (đường ống) tại đầu ra của bình ngưng.
1. Thiếu môi chất lạnh. Triệu chứng
Sự thiếu hụt freon sẽ được cảm nhận trong mọi phần tử của mạch điện, nhưng nhược điểm này đặc biệt được cảm nhận ở thiết bị bay hơi, bình ngưng và đường lỏng. Do lượng chất lỏng không đủ, dàn bay hơi được nạp đầy freon kém và khả năng làm lạnh thấp. Vì không có đủ chất lỏng trong thiết bị bay hơi, lượng hơi nước tạo ra ở đó giảm đột ngột. Vì công suất thể tích của máy nén vượt quá lượng hơi từ thiết bị bay hơi, áp suất trong nó giảm bất thường. Giảm áp suất bay hơi dẫn đến giảm nhiệt độ bay hơi. Nhiệt độ bay hơi có thể giảm xuống mức âm, do đó ống dẫn vào và thiết bị bay hơi sẽ bị đóng băng, và sự quá nhiệt của hơi nước sẽ rất đáng kể.
Nhiệt độ quá nhiệt Độ quá nhiệt T được xác định là hiệu số:
T quá nhiệt = T f.i. - T hút.
T f.i. - nhiệt độ của freon (đường ống) ở đầu ra của thiết bị bay hơi.
T hút. - nhiệt độ hút đọc từ đồng hồ áp suất LP.
Mức quá nhiệt bình thường là 4-7 độ C.
Khi thiếu freon đáng kể, quá nhiệt có thể lên tới 12-14 và theo đó, nhiệt độ tại đầu vào của máy nén cũng sẽ tăng lên. Và vì việc làm mát động cơ điện của máy nén kín được thực hiện với sự trợ giúp của hơi hút, trong trường hợp này máy nén sẽ quá nóng bất thường và có thể bị hỏng. Do nhiệt độ của hơi trong đường hút tăng nên nhiệt độ của hơi trong đường xả cũng sẽ tăng theo. Vì sẽ thiếu chất làm lạnh trong mạch, nó cũng sẽ không đủ trong vùng làm lạnh phụ.
- Do đó, các dấu hiệu chính của việc thiếu freon là:
- Công suất làm mát thấp
- Áp suất bay hơi thấp
- Quá nhiệt cao
- Hạ thân nhiệt không đủ (dưới 10 độ C)
Cần lưu ý rằng trong các hệ thống lắp đặt có ống mao dẫn như một thiết bị tiết lưu, việc làm lạnh con không thể được coi là một chỉ số xác định để đánh giá lượng chất làm lạnh chính xác.
2. Tiếp nhiên liệu quá mức. Triệu chứng
Trong các hệ thống có van giãn nở như một thiết bị tiết lưu, chất lỏng không thể đi vào thiết bị bay hơi, do đó chất làm lạnh thừa nằm trong bình ngưng. Mực chất lỏng trong bình ngưng cao bất thường làm giảm bề mặt trao đổi nhiệt, quá trình giải nhiệt của khí đi vào bình ngưng kém đi dẫn đến tăng nhiệt độ của hơi bão hòa và tăng áp suất ngưng tụ. Mặt khác, chất lỏng ở đáy bình ngưng tiếp xúc với không khí bên ngoài lâu hơn, và điều này dẫn đến sự gia tăng vùng hạ nhiệt. Vì áp suất ngưng tụ tăng lên và chất lỏng ra khỏi bình ngưng được làm mát hoàn toàn, nên độ lạnh con đo được ở đầu ra bình ngưng sẽ cao. Do áp suất ngưng tụ tăng, lưu lượng khối qua máy nén giảm và công suất lạnh giảm. Kết quả là áp suất bay hơi cũng sẽ tăng lên. Do việc nạp quá nhiều dẫn đến giảm tốc độ dòng khối của hơi, nên khả năng làm mát của động cơ điện máy nén sẽ kém đi. Hơn nữa, do áp suất ngưng tụ tăng, dòng điện động cơ của máy nén tăng lên. Khả năng làm mát kém và mức tiêu thụ dòng điện tăng lên dẫn đến động cơ điện quá nóng và cuối cùng là hỏng máy nén.
- Điểm mấu chốt. Các dấu hiệu chính của việc nạp chất làm lạnh là:
- Công suất làm mát giảm
- Áp suất bay hơi tăng lên
- Áp suất ngưng tụ tăng lên
- Tăng hạ thân nhiệt (hơn 7 o C)
Trong hệ thống có ống mao dẫn như một thiết bị tiết lưu, chất làm lạnh dư thừa có thể đi vào máy nén, gây ra búa nước và cuối cùng là hỏng máy nén.
