5.5. Система автоматического регулирования давления конденсации.
Теплота, отводимая хладагентом от охлаждаемых объектов и теплота, эквивалентная работе компрессора, передается забортной воде в конденсаторе. Процесс конденсации паров хладагента определяется температурой и расходом проходящей через него охлаждающей воды, а также зависит от степени загрязнения теплообменных трубок конденсатора и наличия воздуха в системе хладагента.
Зависимость давления конденсации рк от расхода забортном воды mзв при постоянной температуре забортной воды t3в называется статической характеристикой конденсатора: рк=f(tзв). Очевидно, различным температурам охлаждающей воды соответствуют и различные статические характеристики конденсатора.
На рис. 5.31, а, б представлены схема САР давления конденсации и статические характеристики конденсатора для двух значений температуры забортной воды.
Рис. 5.31. Система автоматического регулирования давления конденсации а) и статические характеристики конденсатора б).
Пусть температура забортной воды равна tзв1 и ей соответствует статическая характеристика pK(m3B,tзв1) (рис.5.31,б). Тогда при расходе забортной воды mЗВ1 режим работы конденсатора определится точкой 1 с давлением конденсации рк1. Характерной особенностью эксплуатации судовых холодильных установок является их работа при быстро и резко меняющихся климатических условиях. Понижение температуры забортной воды до tзв2 изменит положение статической характеристики рК(тЗВ,tзв2). В этом случае режим работы конденсатора при прежнем расходе воды m3B1 определится точкой 2, которой будет соответствовать пониженное давление конденсации рк2<.рк1. Подобные колебания, особенно понижение давления конденсации, отрицательно сказываются на работе ТРВ, ухудшая его дросселирующие способности и, как следствие, отражаются на качестве регулирования заполнения испарителя жидким хладагентом. Поэтому давление конденсации желательно поддерживать постоянным, т. е. регулировать.
Как видно из графиков на рис. 5.31,б, давление конденсации рк при изменении температуры забортной воды до tзв2 останется постоянным в том случае, если расход воды уменьшится до тзв2 (точка 3). В общем случае регулирование давления конденсации при меняющейся температуре забортной воды или тепловой нагрузке осуществляется соответствующим изменением расхода воды через конденсатор (рис.5.31,а).
Изменение давления в конденсаторе оценивается автоматическим регулятором давления РгД – водорегулирующим вентилем, который сравнивает текущее значение регулируемого параметра pк с заданным р3ад . В зависимости от знака и величины рассогласования водорегулирующий вентиль изменяет расход воды через конденсатор, восстанавливая давление конденсации на заданном уровне (рис. 5.32 ).
Клапан 8 выполнен из латуни и имеет покрытие из специальной вулканизированной резины для эластичного уплотнения места посадки. Мембраны 7 уплотняют водяную часть регулятора.. Верхняя и нижняя направляющие втулки 6 устраняют любые перекосы при движении клапана 8. В регуляторе внутреннее пространство между сильфоном 9 и его корпусом соединено с паровым пространством конденсатора или нагнетательной магистралью компрессора. Усилие, возникающее на сильфоне, передается на шток клапана и уравновешивается пружиной 3.
При повышении давления конденсации усилие на сильфоне возрастает и клапан 8, преодолевая сопротивление пружины 3, поднимается, увеличивая расход воды на конденсатор. Давление конденсации остается на прежнем уровне. При остановке холодильной установки трубопровод забортной воды перекрывается автоматически.
Рис. 5.32 . Водорегулирующий вентиль типа WVFM фирмы «Данфосс».
1 – маховик; 2 – корпус пружины; 3 – пружина; 4 – тарелка пружины; 5 – направляющая клапана; 6 – направляющая втулка; 7 – мембрана; 8 – клапан; 9 – сильфон; 10 – штуцер давления конденсации.