12. Способы контроля степени заполнения испарителей.

Наиболее эффективная работа испарителя достигается при соприкосновении холодильного агента со всей теплопередающей поверхностью аппарата. При проектировании испарителей принимают определенную разность между температурой объекта и температурой кипения исходя из условий минимальных размеров компрессора и испарителя. Расчет ведется на максимальную тепловую нагрузку. При уменьшении тепловой нагрузки количество выкипающего агента снижается. Если при этом жидкость поступает в том же количестве, то испарителя переполняется. В некоторых схемах переполнение испарителя моет привести к попаданию жидкости в компрессор, что снижает его холодопроизводительность и создает опасность гидравлического удара. В таких схемах с целью поддержания оптимального заполнения необходимо регулировать поступление холодильного агента в испаритель, т.е. уменьшать количество подаваемой жидкости в соответствии с уменьшением тепловой нагрузки.

В схемах с одним испарителем оптимальное заполнение достигается при условии смачиваемости всей поверхности испарителя; при этом жидкость не должна переливаться через испаритель. При уменьшении заполнения испарителя компрессор работает на пониженном давлении, т.е. его работа неэкономична.

В схемах с несколькими испарителями давление на всасывании поддерживается постоянным. Поэтому при уменьшении тепловой нагрузки в одной из камер холодопроизводительность испарителя, необходимая для поддержания требуемой температуры t_об, может быть снижена как путем повышения давления в данном испарителе (дросселированием на выходе) или сокращением смачиваемой поверхности (уменьшения подачи агента дросселированием на входе). В последнем случае специального регулирования заполнения не требуется: оптимальным будет заполнение испарителя, которое обеспечивает требуемую температуру в объекте.

В испарителях затопленного типа (с нижней подачей) степень заполнения можно контролировать по уровню жидкости. Однако величина смачиваемой поверхности определяется не только уровнем, но и тепловой нагрузкой: при интенсивном кипении полная смачиваемость поверхности трубок достигается при значительно более низком уровне. Например, в кожухотрубных фреоновых испарителях, полная смачиваемость испарителей при интенсивной нагрузке достигается на уровне 30-40%.

В прямоточных («сухих») испарителях нет определенного уровня. Поэтому регулировать степень заполнения можно только по перегреву.

В схемах с одним испарителем уменьшение уровня в испарителе приводит к повышению уровня на стороне высокого давления. При отсутствии ресивера переполнение конденсатора уменьшает его поверхность, что приводит еще к увеличению давления. Переполнение конденсатора позволяет осуществить косвенное регулирование заполнение испарителя (по уровню в конденсаторе), а увеличение давления – применять дроссельные устройства постоянного сечения.

13.Основные способы подачи агента в испаритель.

Жидкий холодильный агент со стороны высокого давления p_k поступает через дросселирующий орган на сторону низкого давления p₀ под действием разности давлений p_k-p₀. При этом жидкость может поступать непосредственно в испаритель или в сосуд низкого давления (отделитель жидкости ОЖ, циркуляционный ресивер ЦР). В последнем случае непосредственное заполнение испарителей может осуществляться под напором столба жидкости, циркуляционным насосом или комбинацией этих методов.

При заполнении нескольких испарителей под действием разности давлений p_k-p₀ регулирование заполнения отдельных испарителей осуществляется регуляторами перегрева ТРВ с внутренним или внешним выравниванием. При наличии в испарителе свободного уровня в аммиачных холодильных машинах применяются поплавковые регуляторы или другие регуляторы уровня.

При большом количестве испарителей (более 3) подача жидкости за счет разности давлений нецелесообразна. Необходимость расположения регулятора перед каждым испарителем повышает стоимость установки и снижает надежность ее работы. Отказ одного из приборов может вызвать переполнение испарителя и влажный ход компрессора.

В схемах с заполнением испарителей под действием столба жидкости не требуется установка автоматического регулятора перед каждым испарителем. Отделитель жидкости устанавливается выше вех испарителей с таким расчетом, чтобы напор ∆H обеспечил подачу жидкости в испарители при максимальной тепловой нагрузке.

С уменьшением нагрузки уровень жидкости в паровом коллекторе ПК возрастает, что приводит к уменьшения напора ∆H и автоматически снижает подачу жидкости в испаритель. Недостаток схемы питания под действием столба жидкости – влияние столба жидкости на температуру кипения очень существенно для низкотемпературных установок. Кроме того, при резком повышении тепловой нагрузки возникает опасность гидравлического удара. Поэтому на крупных установках их не применяют. Используют циркуляционный насос для устранения этих недостатков. стабилизация оптимального заполнения достигается за счет избытка количества подаваемой жидкости. Количество жидкости, подаваемой насосом из циркуляционного ресивера в испаритель более чем в 2-3 раза превышает количество жидкости, выкипающей при максимальной тепловой нагрузке. Неиспарившаяся жидкость вновь сливается в циркуляционный ресивер. При снижении тепловой нагрузки увеличивается количество неиспарившейся жидкости, а заполнение остается стабильным. Отделитель пара, установленный перед насосом, обеспечивает бесперебойную работу.

Преимущества насосной схемы по сравнению со схемой заполнения испарителя под напором столба жидкости следующие

-более низкая температура кипения (из – за отсутствия столба жидкости)

- увеличение коэффициента теплопередачи за счет большей скорости циркулирующей через испаритель жидкости

-меньшая вероятность попадания жидкости в компрессор (ОЖ при работе практически пустой)