1 - Patrz.pl

1. Funkcje urządzeń chłodniczych, wentylacyjnych i klimatyzacyjnych na statku
Urządzenia wentylacyjne utrzymują w pomieszczeniach wentylowanych odpowiedni stan
powietrza (temp, prędkość i czystość), zależnego od stanu powietrza zewnętrznego oraz
oddziaływania zakłóceń wewnętrznych,
Zadaniem urządzeń klimatyzacyjnych jest utrzymanie w pomieszczeniu klimatyzowanym
wymaganej temp i wilgotności niezależnie od stanu powietrza zewnętrznego i oddziaływania
zakłóceń zewnętrznych.
Urządzenia te spełniają następujące funkcje:
-ułatwiają byt ludzi, poprzez instalowanie chłodni prowiantowych i klimatyzacji,
-chłodzą przewożony ładunek przez jego chłodzenie i mrożenie
-skraplanie i utrzymywanie temperatur gazów skroplonych w .................przeładunku, oraz
transportu,
-przyjmują rolę zakładów przemysłowych, jak w przypadku pływających stacji skraplania
gazów, trawlerów przetwórczych,
- zapewniają trwałość produktów żywnościowych(pasażerskie),
-zapewniają przechowywanie żywność (np. kutry)
-zapewniają parametry komfortu cieplnego(np. pasażerskie),
-zapewniają system klimatyzacji (pasażerskie).
-zapewnić odprowadzenie nadmiaru ciepła i dwutlenku węgla
-zagwarantować utrzymanie w ładowni temperatury na poziomie –28OC
-odprowadzać ciepło z komór chłodniczych
- wyrównać przenikanie ciepła z otoczenia poprzez zapewnienie wysokiej efektywności
odprowadzania go z przestrzeni chłodzonej oraz dostateczną jego akumulację w elementach
konstrukcyjnych ładowni,
-jeśli chodzi o system wentylacyjny to jest potrzebny do silników głównych i pomocniczych
aby dostarczyć niezbędne powietrze do pracy,
- system wentylacji i komfortu ma zapewnić możliwe do uzyskania warunki klimatyczne dla
załogi.
- wentylacja siłowni okrętowej( usunięcie powietrza w razie wydzielenia niedużych ilości
ciepła i zanieczyszczeń lżejszych od powietrza),
-w ładowni wprowadzenie osuszania powietrza mające na celu zapobieganie stratom ładunku
wskutek „pocenia się” kadłuba i towaru.
2.) budowa i zasada działania urządzenia chłodniczego.
Urządzenie chłodnicze składa się z jednego lub kilku zespołów chłodniczych, rurociągów
oraz systemu sterowania regulacji i kontroli, umożliwiające wytworzenie i utrzymanie
pożądanej temperatury wewnątrz pomieszczenia np. kontenera
Cel: Urządzenie ma obniżyć temp środowiska chłodniczego, ma utrzymać obniżoną temp
tego środowiska z określoną dokładnością niezależną od zmian warunków.
Urządzenie chłodnicze działa na zasadzie termodynamicznego układu zamkniętego z krążącą
w nim w sposób ciągły określona ilością płynu, który pod ciśnieniem normalnym wrze w
odpowiednio niskiej temperaturze.
Elementy obiegu: sprężarka(podaje parę), skraplacz(skrapla parę , więc odbiera ciepło),
element dławiący –zawór rozprężny (obniża ciśnienie), parownik, czynnik chłodniczy(
substancja, która uczestniczy w wymianie ciepła zachodzącej w urządzeniu chłodniczym.
Przez odparowanie w niskiej temp i niskim ciśnieniu (w parowniku) pobiera ciepło i oddaje to
ciepło przez skraplanie(kondensację) przy odpowiednio wyższej temp i wyższym ciśnieniu do
otoczenia( w skraplaczu).
Zasada działanie: sprężanie+ skraplanie + dławienie(redukcja ciśnienia) + parowanie. Dzięki
sprężarce czynnik krąży w obiegu, wywołuje ona różnice ciśnień, która z kolei sprawia że
czynnik płynie od ciśnienia wyższego do niższego, ulegając po drodze przemianom
termodynamicznym. Do skraplacza dostają się sprężone pary, gdzie ochładzają się ulegają
izobarycznemu skropleniu połączonemu z oddaniem ciepła do otoczenia. Para następnie ulega
zdławieniu izentalpowemu w zaworze rozprężnym. Następuje obniżenie ciśnienia a
temperatura ulega odparowaniu w parowniku kosztem chłodzonego ciepła pobieranego ze
środowiska
3.4) Racje techniczne stosowania wymiennika regeneracyjnego
W wymienniku regeneracyjnym realizuje się wewnętrzną wymianę ciepła (przegrzanie par
opuszczających parownik).podwyższa dochłodzenie, podgrzewa zimna parę, powiększa
pracę(źle)zabezpiecza parę przed spiętrzeniem oleju.
3.5) Obiegi wielostopniowe
Obieg dwustopniowy z dławieniem jednostopniowym i międzystopniowym chłodzeniem
pary.
Jeśli pk/po =8 to stosujemy układ dwustopniowy sprężarki
Obieg ten stosowany jest przy niewielkiej różnicy temperatur skraplania i parowania
Wpływ temp. wielostopniowej:
Jeśli założymy, że w wymienniku nie ma różnicy temp to:
- występują straty w układzie(cieplne), spadki ciśnienia wywołane prędkością przepływu,
opory przepływu
Obniżenie ciśnienia parowania „po” przy pk=const powoduje:
Zwiększenie jednostkowej teoretycznej objętości pracy sprężania Lt, obniżenie jednostkowej
wydajności chłodniczej qo, wzrost temp na końcu procesu sprężania t2, wzrost objętości
zasysanych przez sprężarkę, spadek stopnia dostarczania sprężarki λ.
Rozróżniamy obiegi:
-dwustopniowy z dławieniem jednostopniowym i międzystopniowym chłodzeniem pary,
-dwustopniowy z dławieniem dwustopniowym i międzystopniowym chłodzeniem pary,
-dwustopniowy z dochłodzeniem ciekłego czynnika w chłodnicy międzystopniowej oraz
jednostopniowym dławieniem,
- z doładowaniem sprężarek śrubowych
3.6) Obieg rzeczywisty.
W obiegu rzeczywistym występują straty hydrauliczne i ciepła. Sprężaniu towarzyszy
przyrost entropii Δsf i nie jest izentropowe. A temperatura końca sprężania T2 jest wyższa od
teoretycznej T2s . w obiegu podczas przepływu występują spadki ciśnienia i odpływ ciepła do
otoczenia, w miejscach gdzie temp czynnika chłod. jest wyższa od temp otoczenia(przewód
tłoczny) , występuje też napływ ciepła z otoczenia do czynnika, gdy temp jest mniejsza od
otoczenia (przewód ssawny). Praca jaką wykonuje obieg jest indykowana.
5.1) Własności idealnego płynu roboczego do sprężarkowego urządzenia chłodniczego:
a) fizyczne:
-objętość właściwa pary nasyconej suczej – mała, gwarancja mniejszej sprężarki,
-duża przewodność cieplna,
-mała lepkość fazy ciekłej i parowej(im większa lepkość tym trudniej przetransportować olej),
-duże ciepło parowania,
b)chemiczne:
-rozpuszczalność wody ograniczona(brak jej zamarzania)
dobra rozpuszczalność w olejach,
- pełna objętość chemiczna wobec materiałów konstr.,
- duża trwałość chemiczna w zakresie temp i ciśnienia pracy,
- minimalna woń,
Jeśli chodzi o bezp. osób i dóbr w przypadku wycieku to czynnik powinien być niepalny,
niewybuchowy i nietoksyczny.
Jeśli chodzi o wpływ na środowisko naturalne to powinien mieć zerowy potencjał warstwy
ozonowej ODP=0, niski globalny potencjał tworzenia efektu cieplarnianego GWP=0, zerowy
potencjał smugowy POCP=0, zaś cechy techniczne to potrzebna dostępność, trwałość
użytkowania, niska cena
5.1) Czynniki chłodnicze i nośniki ciepła
Nośniki (chłodziwa) to związki chemiczne, pośredniczące w wymianie ciepła pomiędzy
wrzącym czynnikiem a przestrzenią chłodzoną stosuje się je gdy czynnik nie daje
bezpieczeństwa pracy inst., lub w celu zapewnienia wysokiego stopnia pewności zasilania
odbiorników „zimna”, oraz osiągania dokładnej regulacji temp w przestrzeni chłodzonej. Jako
chłodziwa stosujemy: wodę, roztwory wodne niektórych soli –solanki, czyste związki
organiczne i ich roztwory wodne. Jako nośniki ciepła pochodzenia organicznego (jako płyny
pośredniczące) stosowane są : glikole, aceton, gliceryna i ich roztwory wodne.
5.2 )klasyfikacja płynów roboczych stosowanych w urządzeniach sprężarkowych
(jednorodne mieszaniny)
a)związki nieorganiczne np.: amoniak (NH3), woda (H2O), powietrze, dwutlenek węgla
(CO2), dwutlenek siarki (SO2),
b) węglowodory nasycone: metan (CH4), etan (C2H6), propan (C3H8), itd.,
c) pochodne węglowodorów nasyconych nazywane czynnikami chlorowcopochodnymi
(freony): R12, R22 ,
d)mieszaniny azeotropowe dwóch lub większej liczby czynników, wrzące w stałej temp bez
zmiany składu obu faz, zachowują się jak związki jednorodne R502 (R22 –48,8%, oraz R115
– 51,2%),
e) mieszaniny nieazeotropowe dwóch lub większej liczby czynników, wrzące pod stałym
ciśnieniem w zmiennej temp, zależnej od składu mieszaniny np. NH3+ H2O itd.
f) węglowodory nienasycone Cn H2n
5.3)Kryteria ekologiczne oceny czynników – wskaźniki ODP, GWP, TEWI
TEWI – (Total Equivalent Warning Impact) -globalny, całkowity równoważnik tworzenia
„efektu cieplarnianego”, który uwzględnia bezpośrednią zdolność czynnika do tworzenia
efektu cieplarnianego, a także pośredni wpływ na jego tworzenie przez zużycie energii przez
używane urządzenia chłodnicze.
GWP – (Global Warning Potential) - potencjał tworzenia „efektu cieplarnianego” odniesiony
do dwutlenku węgla CO2 , dla którego GWP=1 w przyjętym horyzoncie czasowym (ITH),
ODP –(Ozone Depletion Potential)
- potencjał niszczenia ozonu stratosferycznego
odniesiony do czynnika R11, dla którego ODP=1
Klasyfikacja czynników chłodniczych wg EN 378
Podstawą klasyfikacji czynników chłodniczych są 3 cech rozpatrywane równocześnie:
L - oddziaływanie na bezpośrednie otoczenie,
G- globalny potencjał cieplarniany GWP,
O- potencjał niszczenia warstwy ozonowej
Intensywność w/w cech:
L1- czynniki niepalne, nieszkodliwe dla zdrowia,
L2 – czynniki palne, przy stężeniu >=3,5% w powietrzu i / lub toksycznie,
L3– czynnik palne lub wybuchowe przy steż <3,5% w powietrzu
G1czynniki o zawartości GWP <0,5
G2 – czynniki o zawartości GWP >=0,5,
O1 – czynniki o zawartości ODP ,0,01,
O2- czynniki o zawartości 0,01 <=ODP<0,1
O3 – czynniki o zawartości ODP >=0,1
5.4)Sens fizyczny i znaczenie wskaźnika TEWI
Jest to całkowity równoważnik „efektu cieplarnianego”, który uwzględnia bezpośrednią
zdolność czynnika do tworzenia efektu cieplarnianego, a także pośredni wpływ na jego
tworzenie przez zużycie energii przez używane urządzenia chłodnicze.
TEWI = M * GWP + β * E
M – całkowita masa czynnika chłodniczego wyemitowanego do atmosfery w „kg”
Β – masa powstającego CO2 , podczas spalania paliwa, odniesiona do jednostki wytworzonej
energii elektrycznej w „kg CO2 / kWh ”
E – energia elektryczna zużyta na wszystkie cele w okresie eksploatacji urządzenia
chłodniczego w kWh
5.5) Ogólne własności czynnika R134a
Związek ten nie zawiera atomów chloru w cząsteczce, przez to nie tworzy roztworów z
dotychczas stosowanymi w chłodnictwie olejami mineralnymi. Własności ma podobne do
freonu R12, mam mniejszą objętościową wydajność przy wyższych ciśnieniach, ma mniejszą
gęstość, absorbuje znacznie więcej wody w stanie ciekłym niż w stanie pary nasyconej suchej.
W temp – 40o C może zawierać w fazie parowej maksymalnie 45ppm wody, a w fazie ciekłej
150ppm. Napięcie powierzchniowe niższe w dużym zakresie temp nasycenia, przez co
oczekujemy od czynnika zwiększenia ilości przekazywania ciepła, łatwiejszego wykrywania
przecieków czynnika w cieczowej części instalacji, większej zdolności do zwilżania ścianek.
Ciepło właściwe większe dla R134a i oznacza to większe zapotrzebowanie na ciepło przy
schładzaniu ciepłego czynnika. W dużym zakresie temp nasycenia lepkość dynamiczna
nowego czynnika jest niższa. Parametry czynnika: temp topnienia (–108,0OC) temp wrzenia
pod ciśnieniem 1.013 bar (-26,4 OC), temp krytyczna (101,0 OC), ciśnienie krytyczne (40,7bar)
5.7) Cel i metody odzysku czynników
Odzysk polega na ściąganiu czynnika chłodniczego z naprawianych, eksploatowanych lub
złomowanych urządzeń, a także w trakcie procesów produkcyjnych a następnie na
gromadzeniu go zewnętrznym zbiorniku, bez oczyszczania i kontroli jakościowej. Odzyskowi
towarzyszy uzdatnianie( częściowe oczyszczenie płynu zużytego czynnika) i regeneracja(
pełne oczyszczenie zużytego czynnika poprzez filtrowanie).
Metody odzysku czynników z instalacji chłodniczej:
a)metoda parowa – musimy znaleźć pkt dostępu. Para jest ściągana przez sprężarkę ze stacji.
Para podlega skraplaniu przez skraplacz w stacji. W fazie ciekłej zrzucany jest do butli
b)metoda push-pull (najbardziej skuteczna).
- w butli musimy posiadać ilość czynnika, który występuje w instalacji,
-mamy dwa zawory. Ciekły czynnik przepływa przez stacje do butli, z butli wydostaje się
para.
c) metoda cieczowo- parowa
Czynnik do 1 butli ściągany jest grawitacyjnie (spływ z tej butli, stacja odsysa parę czynnika
– tylko czynnika), wszystkie zanieczyszczenia gromadzą się w butli. Para skraplana w
skraplaczu i wtłaczana do butli.
5.8) Przezbrajanie (retrofit) urządzenie na nowy czynnik (cel+ metody)
Jest to operacja, która polega na przestawieniu i przystosowaniu urządzenia chłodniczego do
czynnika.
Uwaga:
a)operacja technicznie nieuzasadniona, jeśli w instalacji pracuje prawidłowo bez wycieków,
b) konieczna do przeprowadzania w przypadku zakazu eksploatacji urządzeń z R12(przy
dobrym ich stanie technicznym)
Problemy:
a) dokładne oczyszczenie instalacji ze starego oleju mineralnego,
b) wymiana niektórych elementów instalacji, np. wskaźnika zawilgocenia, odwadniacza filtra,
zaworu rozprężnego i materiałów uszczelniających i węży
Metody realizacji:
-płukanie olejem estrowym,
przykład:
Urządz na R12 w dobrym stanie
Spuścić olej mineralny
Napełnić urządz olejem estrowym
Uruchomić na krótko urządz
Wymienić olej estrowy
Ustalić zawartość oleju mineralnego w oleju estrowym
Czy zawartość oleju przekracza limit
Opróżnić urządz z czynnika chłodniczego
Wymienić uzgodnione z producentem sprężarki uszczelki podzespoły:
filtr, osuszacz, ewentualnie zawór rozprężny
Urządz osuszyć przez podłączenie próżni
Napełnić urządz r134a
Uruchomić urządzenie
- płukanie czynnikiem R134a i olejem estrowym,
- płukanie specjalnym rozpuszczalnikiem, np. eterem naftowym
Przykład retrofitu (wg metody DEA):
-sprawdzanie stanu urządzeń
-sprawdzanie – pomiar warunków roboczych (np. temp, cis) przy pracy z R12,
- usunięcie czynnika chłodniczego dotychczasowego i oleju mineralnego,
montaż, wymiana: uszczelki, osuszacz, filtry itp.,
- wymiana/dopasowanie: zwór rozprężny,
-napełnianie: Solanka 134a i olej estrowy,
- kontrola pracy - pierwszy przebieg płuczący,
zmiana oleju po krótkim przebiegu, np. po 24 godz.,
- kontrola pracy – drugi przebieg płuczący,
- trzecia zmiana oleju,
- analiza oleju po 1/3 normalnego okresu konserwacyjnego
6) Systemy chłodzenia: bezpośredni i pośredni(solankowy)
system chłodzenia powinien:
-zapewnić odprowadzenie nadmiaru ciepła i dwutlenku węgla
-zagwarantować utrzymanie w ładowni temperatury na poziomie –28OC
-odprowadzać ciepło z komór chłodniczych
- wyrównać przenikanie ciepła z otoczenia poprzez zapewnienie wysokiej efektywności
odprowadzania go z przestrzeni chłodzonej oraz dostateczną jego akumulację w elementach
konstrukcyjnych ładowni
W bezpośrednim systemie chłodzenia ciepło z pomieszczenia chłodzonego odprowadzane jest
prze czynnik chłodniczy, który odparowuje w przeponowej chłodnicy powietrza stanowiącej
parownik urządzenia chłodniczego.
W pośrednim systemie chłodzenia ciepło z pomieszczenia chłodzonego jest odprowadzane
przez nośnik ciepła, podgrzewający który podgrzewa się w chłodnicy przeponowej powietrza.
6.1) Ocena techniczna - (zalety i wady)
Porównując oba systemy mamy zalety pośredniego:
--duża pojemność cieplna solanki,
--łatwiejszy powrót oleju do sprężarki,
--mniejsza ilość czynnika i związane z tym zmniejszenie ryzyka dużych przecieków, a także
obniżenie kosztowa kontroli, ograniczenie ilości czynników chłodniczych grupy
chlorowcopochodnych,
--możliwość stosunkowo łatwego utrzymania
zadanej dokładności ręcznej regulacji
temperatury,
--ma wysoki stopień bezpieczeństwa, który wynika z ograniczania obecności trujących i
wybuchowych czynników chłodniczych w pomieszczeniach maszynowni,
--większa niezawodność automatyki sterującej obieg solanki i niższe koszty jej obsługi,
--solanka tańsza od związków chlorowcopochodnych,
--w rozbudowanych inst. możliwość wyeliminowania większych spadków ciśnienia w
rurociągu ssawnym a także utrzymanie wydajności masowej sprężarek i chłodnic,
--możliwość zastosowania regulatorów temperatury o mniejszej czułości i wolniejszej reakcji
na zakłócenia,
łatwiejszy proces odtajania chłodnic przy zastosowaniu solanki,
--prostsze rozdzielenie cieczy do konkretnych odbiorników a także łatwa automatyzacja pracy
w różnych temp. ,
--może wyeliminować duży słup cieczy i ciśnienie hydrostatyczne wywołane tym słupem
--możliwość zastosowania regulatorów temperatury o mniejszej czułości i wolniejszej reakcji
na zakłócenia,
Wady:
--znacznie większy ciężar urządzenia chłodniczego(mniejsza ładowność statku)
--znaczne większe zużycie energii
--wzrost zapotrzebowania na miejsce dla maszynowni chłodniczej
--wymagane większe pojemności skokowe i większe sprężarki,
--większy koszt inwestycyjny instalacji,
--duża pojemność cieplna solanki powoduje opóźnienia w osiąganiu zadanej temperatury
pomieszczeń w okresie rozruchu urządzenia,
--szybkie niszczenie rurociągów, przez solankę,
6.2) Nośniki ciepła (wybrane własności).
Nośniki powinny charakteryzować się :
-tanią i ogólną dostępnością ,
-powinny być nietoksyczne, niepalne i nie mieć przykrego zapachu,
-powinny być nieaktywne chemicznie wobec materiałów konstrukcyjnych,
-korzystnymi właściwościami cieplno-fizycznymi w celu osiągnięcia pozytywnych warunków
wymiany ciepła i przepływu w ukł zamkniętych,
-punktem zamarzania – niższym od najniższej przewidywalnej temperatury parowania,
występującej w obiegu chłodniczym9przyjumj się różnicę 5K,
-punktem wrzenia umiejscowionym wysoko, po to by zmniejszyć działanie odparowania, a
więc ilościowe straty danego nośnika,
7.1) Wpływ obecności wody w instalacji:
Przyczyny:
a)do układu wprowadzimy zanieczyszczony woda czynnik,
b)niedokładnie i niestarannie wykonujemy montaż instalacji,
c) występowanie nieszczelności na ssaniu sprężarki podczas jej pracy na
podciśnieniu9problem rozhermetyzowania układu chłodniczego – rozszczelnienie układu),
d) pozostająca woda w instalacji po wodnych próbach,
Skutki:
a)zamarzanie wody w zaworach rozprężnych,
b) tworzenie z czynnikami syntetycznymi substancji o dużej przyczepności, twardości i
objętości, czyli hydratów, powoduje to zatykanie zaworów dławiących
c) skrócenie żywotności filtra – odwadniacza,
d) rozkład olejów poliestrowych typu POE,
e) przez rozkład mieszaniny czynnik chłodzący – olej, powstają muły
f) występowanie zjawiska hydrolizy syntetycznej:
- powstawanie kwasów np.: solny, fluorowodorowy, które powodują korozję,
- nierozpuszczalne kwasy miedzi, osadzające się na powierzchniach stalowych(tzw.
galwanizowanie miedzią)
- sól (=kwas +metal) odkładająca się na wewnętrznej powierzchni instalacji, powoduje to
gorsza wymianę ciepła, gumowanie zaworów, zacieranie tłoków sprężarki, zatykanie filtrów,
Zapobieganie:
Przestrzeganie zasad przygotowawczo montażowych (dotyczy bezchlorowych czynników
syntetycznych)
- przed wprowadzeniem płynów roboczych osuszanie instalacji(wytworzenie głębokiej
próżni, przepłukanie instalacji gazem obojętnym)
-wprowadzenie do inst. czystego oleju, niezawodnionego (<10ppm),
- wprowadzenie do sprężarki oleju niezawodnionego (<100ppm)
Stosowanie filtra odwadniacza (dehydratora).
Odwadniacz – to zbiorniczek zamontowany na przewodzie ciekłego czynnika za zbiornikiem
cieczy, a przed zaworem rozprężnym. W odwadniaczach stosuje się chlorek wapnia, Silikazel,
Aktywowany trójtlenek glinu, Sita molekularne – zeolity. Ich działanie polega na korzystaniu
odmiennych procesów wiązania wody: chemicznego i fizycznego. Fizyczny to absorpcja
wody, bez zmian budowy wody chemicznej substancji suszącej. Chemiczny polega na reakcji
chemicznej, co utrudnia i uniemożliwia regenerację woda w przypadku fizycznego procesu
zostaje zatrzymana na powierzchni lub w porach materiału i przez ogrzewanie, może być z
nich usunięta, a co za tym idzie istnieje możliwość regenerowania wspomnianej substancji.
Odwadniacz montuje się w pozycji pionowej o dopływie od góry, daje to pewność ze do
zaworu rozprężnego będzie dopływał czynnik.
7.2) Wpływ obecności gazów nieskraplających się (źródła, skutki, zabezpieczenia).
Źródła - przyczyny:
Powietrze dostaje się do urządzenia:
- przez nieszczelności na stronie ssawnej,
-w czasie napraw i wymiany elementów instalacji,
-w trakcie dopełniania układu olejem,
-w skutek rozkładu chemicznego czynnika chłodniczego i oleju smarowego sprężarki,
-przez wymianę i uzupełnianie czynnika chłodniczego, który może zawierać do 5%powietrza.
Skutki:
Bezpośrednim skutkiem jest wyższe od wymaganego ciśnienie sprężania jest bezpośrednim
skutkiem, a jego wzrost powoduje:
-wydłużenia czasu pracy sprężarki,
-wzrost nieszczelności na złączach przewodów wysokiego ciśnienia,
-spadek wydajności chłodniczej urządzenia
-większe zużycie energii elektrycznej do napędu sprężarki,
-wzrost obciążenia łożysk sprężarki
-wzrost temp tłoczenia T2 , który powoduje pogorszenie własności smarnych, a także
obniżenie trwałości zaworów roboczych.
- spada współczynnik α, następuje ogromne zaburzenie procesu wymiany ciepła przy
skraplaniu.
Zapobieganie:
Odpowietrzenie jako ostateczna możliwość, zależy do miejsca zainstalowania
odpowietrzenia. W instalacjach rozbudowanych odpowietrzenie jest z kilku pkt odbioru
mieszaniny powietrzno parowej, wtedy trzeba odpowietrzać pojedynczo i etapami tzn., że w
danym momencie operacje należy przeprowadzić z jednego pkt dostępu (pozostałe pkt
odpowietrzenia muszą być zamknięte)
Odpowietrzacze indywidualne – to zawory lub kurki odpowietrzające, montowane w
korpusach skraplaczy, zbiorników ciekłego czynnika, zbiornikach oleju.
Odpowietrzacze centralne – stosowane w urządzeniach średnich i dużych a także
urządzeniach o małych wydajnościach jeżeli ciśnienie parowania jest niższe od ciśnienia
atmosferycznego.
Przed odpowietrzeniem odpowiednich aparatów musi on być przygotowany, czynności
przygotowawcze obejmują:
-napełnienie ciekłym freonem do poziomu ok. 2cm od górnej krawędzi szkła obserwacyjnego
poziomowskazu,
-doprowadzenie czynnika do parownika wężownicowego.
W razie wyłączenia odpowietrzenia w ruchu należy:
-zamknąć zawory odpowietrzające
Odgazowywacz - odpowietrznik:
Odpowietrzenie powinno być prowadzone aż do osiągnięcia zgodności ciśnienia skraplania
odpowiadającego ciśnieniu nasycenia dla zainstalowanej.............skraplania
7.2) Wpływ obecności szronu na charakterystyki cieplno -przepływowe chłodnicy
powietrza
podczas eksploatacji urządzenia klimatycznego mogą wystąpić niedomagania w jego pracy w
wyniku spadku temp powietrza(np. w nocy) może dojść do zaszronienia powierzchni
chłodnicy przeponowej, co w skrajnym przypadku może spowodować zanik przepływu
powietrza przez blok lamelowy. Szron całkowicie blokuje kanały wewnętrzne.
Parownik staje się powierzchnią monolityczną bryłą lodową, maleje powierzchnia wymiany
ciepła, jeśli szronu jest dużo to zapotrzebowanie mocy rośnie
8. )Olej w instalacji chłodniczej
Olej musi być w instalacji, gdyż praca sprężarki bez niego nie była by możliwa. Musi jednak
być zapewniona równowaga masowa oleju (tyle co wychodzi ze sprężarki tyle musi wrócić),
ilość oleju musi być określona
8.1) Funkcje oleju w urządzeniu chłodniczym.
- w układach regulacji wydajności służy jako płyn hydrauliczny,
-podczas sprężania chłodzi czynnik chłodniczy,
-uszczelnia przestrzeń roboczą cylindra,
- chłodzi uzwojenia silnika napędowego zabudowanego wewnątrz sprężarki, pracującego w
atmosferze oleju i czynnika chłodniczego
-ciepło powstające w wyniku tarcia odprowadza,
-zapewnia odpowiednie smarowanie powierzchni trących,
-zmywa różnego rodzaju zanieczyszczenia i produkty zużycia mechanicznego z powierzchni
sprężarki a potem sprowadza je na dno misy olejowej.
8.2) ogólne własności olejów chłodniczych (wymagania)
-stabilność chemiczna i trwałość w kontakcie z substancjami materiałami występującymi w
urządzeniu chłodniczym,
-czystość,
-niska higroskopijnosć9nie powinien wchłaniać wody),
-lepkość, płynność i smarność, i w wysokich temperaturach,
-rozpuszczalność z czynnikiem chłodniczym,
-niskie tempo krzepnięcia,
-wysokie temp rozkładu i zapłonu.
8.3) Rodzaje olejów i ich mieszalność z czynnikami chłodniczymi(tzw. luki
rozpuszczalności).
1) Oleje stosowane w sprezarkach:
Poliafaoleiny (węglowodory etylowe)– można je ze sobą mieszać, są stabilne, dobra
smarność, znaczna płynność w niskich temp, czynnik się w nich rozpuszcza w małym
stopniu i nie wiele wpływa to na ich lepkość,
Alkilobenzeny – dobra rozpuszczalność z czynnikami chlorowcopochodnymi(R22, R502,
R13B1) w niskich temp, średnia lepkość i stabilność,
Poliglikole – wysoka lepkość, mała rozpuszczalność w czynnikach chlorowcopochodnych,
czynniki nie powodują zmian ich lepkości, dobra płynność w niskich temp,
Oleje silnikowe – niska temp krzepnięcia, dostateczna rozpuszczalność w czynnikach
chlorowcopochodnych (R22, R502, R13, R14, R503) i w niskiej temp, nie są agresywne
względem czynników i materiałów konstrukcyjnych,
Fluorowe węglowodory – najnowsze syntetyczne środki smarne, pracują w urządzeniach
pracujących środowiskach „silnie agresywnych”. Wysoka stabilność termiczna i odporność na
czynniki agresywne.
2) Oleje do współpracy z czynnikiem R134a:
silikony
Oleje poliestrowe – dobra smarność, dobra płynność w niskich temp,
Polialfaoleiny (PAO) Polialkiloglikole (PAG) - mieszalność z r134a w całym zakresie temp.
Mieszaniny czynników z olejami tworzą:
-roztwory w całym zakresie stosowanych w praktyce temperatur, ciśnień i stężeń,
--roztwory tylko w ograniczony zakresie, występujące strefy niemieszalności, w których
składniki nie rozpuszczają się wzajemnie lub maja bardzo ograniczoną rozpuszczalności.
Luki rozpuszczalności:
Czynniki o ograniczonej rozszerzalności w określonym zakresie temp(freony R22, R13,
R502), powyżej pewnej temp krytycznej zachowują się podobnie jak czynniki o
nieograniczonej rozpuszczalności. Charakteryzują się one luką rozpuszczalności ograniczoną
przez tzw. krzywą rozpuszczalności, która wykazuje maksimum przy określonym stężeniu
oleju. W przypadku czynników o ograniczonej rozpuszczalności w określonym zakresie temp
separacja (rozwarstwienie) w niskich temp prowadzi do poważnych problemów.
8.4) Wpływ obecności oleju na wymianę ciepła i opory przepływu w urządzeniu
chłodniczym.
Przy wzroście zawartości oleju, początkowo wymiana ciepła poprawia się, a przy dalszym
wzroście ulega znacznemu pogorszeniu. Maksymalny przyrost WWC uzyskuje się w zakresie
od 2 do 6%.olej nie może odparować w parowniku całkowicie i opuszcza wymiennik jako
tzw. „ciecz resztkowa”. Płynący w kierunku sprężarki strumień par freonu musi porywać
ciecz resztkowa. Wymaga to właściwego i prawidłowego ukształtowania przewodów
ssawnych, ponieważ „ciecz” opuszczająca parownik tworzy najczęściej „film”, który pokrywa
ścianki wewnętrzne przewodu ssawnego. Ma to na celu zmniejszenia oporów przepływu, na
które wpływa olej i zapewnienie prawidłowej cyrkulacji oleju.
8.5) Układy smarowania sprężarek tłokowych i śrubowych (zasada działania
odolejacza).
Sprężarki tłokowe:
Układ smarowania sprężarek tłokowych to układ smarowania ciśnieniowego. Ssanie
rozpoczyna się od filtra wstępnego oczyszczania oleju (1), wkładki magnetycznej (2)
przechwytującej twarde metale, często też zawór zwrotny. Pompy zębate (3) zasilają obieg
ciśnieniowy. Ciśnienie na przewodzie tłocznym (4) to ok. 0,5-0,3Mpa powyżej ciśnienia w
skrzyni korbowej utrzymuje zawór przelewowy (11). Olej doprowadzany do łożysk głównych
(7) jest przez odpowiedni system wierceń. Presostat różnicowy (10), manometr różnicowy (9)
i termometr zapewniają kontrolę i właściwe smarowanie a odpowiednia temp zapewnia
grzejnik elektryczny(14) i chłodnica(12).
OdolejaczJego zadaniem polega na wytraceniu cząstek oleju, które są unoszone przez gorące pary
czynnika chłodniczego i odprowadzenie ich ponownie do karteru sprężarki. Pary czynnika,
które na wejściu do odolejacza są zaolejone, przepływają przez separator z toczonych wstęg
aluminiowych. Na dno odolejacza spływają wytracone cząstki, a następnie przez filtr
siatkowy, zawór elektromagnetyczny i dyszę przepływają do karteru sprężarki.
9) Zasady doboru i prowadzenia rurociągów w instalacjach chłodniczych.
Rurociągi prowadzi się pionowo lub poziomo, z wyjątkiem miejsc, w których należy
wykonać wymagane pochylenia.
Rurociągi tłoczne powinny być pochylone od 2 do 3m na 1m długości, zgodnie z kierunkiem
przepływu czynnika po to aby para przegrzana opuszczająca sprężarkę osiągnęła prędkość,
przy której nie będzie wytracania się kropel oleju. Pionowe odcinki, powinny być jak
najkrótsze. W większych urządzeniach stosuje się dwa równoległe rurociągi o różnych
średnicach (uniknięcie dławienia). Tam gdzie jest urządzenie z kilkoma sprężarkami,
rurociągi tłoczne prowadzi się tak aby nie stały się wychwytywaczami oleju, podczas
wyłączenia jednej sprężarki.
9.2) Kształtowanie przewodów (tzw. syfon olejowy).
Syfon wykonuje się w rurociągach ssawnych za parownikiem, za miejscem przewidzianym na
montaż czujnika termostatycznego zaworu rozprężnego. Syfon musi być gdy rurociąg
montuje się pionowo lub poziomo. W syfonie zbiera się olej w czasie postoju urządzenia.
Przez niego olej porywany jest na wysokość nie większą niż 3 metry dla małych urządzeń z
czynnikiem R12 i do 9m dla średnich i dużych.
Kiedy montuje się sprężarkę i parownik na większych wysokościach, to co ok. 9m umieszcza
się syfon dopełniający. Jeśli tylko sprężarka umieszczona jest pod parownikiem, to żeby jej
nie zalać cieczą podczas postoju, wykonuje się pętlę do góry. Jak są 2 parowniki nad sobą
ssawne rurociągi kieruje się do góry. Kiedy oba parowniki są na jednym poziomie, ale nad
sprężarką podłącza się je do obniżonego kolektora, jeśli parowniki są na różnych poziomach
to podłącza się je do oddzielnych pętli zabezpieczających.
10) Sprężarki do urządzeń chłodniczych(podział ogólny)
sprężarka to maszyna robocza, w której następuje sprężanie gazu, po przez doprowadzenie
energii z zewnątrz. Gaz ten następnie przemieszcza się w całym zamkniętym obiegu.
Rozróżniamy sprężarki ze względu na zasadę działania :
1) przepływowe – następuje ciągły proces sprężania, przez nadawanie czynnikowi
chłodzonemu energii kinetycznej i jej zmianę na energię ciśnienia.
a)strumieniowe, b) wirowe (promieniowe, diagonalne, osiowe),
2) wyporowe gdzie następuje statyczne sprężanie i cykliczna praca. Sprężanie polega na
zmniejszeniu zamkniętej objętości czynnika chłodniczego w czasie realizowania procesu.
a)tłokowe- bezkorbowe, korbowe(bezwodzikowe, wodzikowe),
b) rotacyjne- jednowirnikowe(jednołopatkowe, wielołopatkowe), wielowirnikowe (śrubowe,
krzywkowe),
Ze względu na budowę:
Przepływowe: Wirowe, strumieniowe(elementy ruchome zastępują czynnik)
Wyporowe: Tłokowe(postępowo-zwrotny ruch tłoka), rotacyjne (obrotowy ruch tłoka),
Ze względu na rodzaj zamknięcia korpusu: dławicowe, bezdławicowe zamknięte rozbieralne,
bezdławicowe zamknięte nierozbieralne, przelotowe, nieprzelotowe, nieprzelotowe z
bocznym układem zaworów.
10.1) Budowa i zasada działania sprężarki tłokowej (teoretyczny wykres pracy)
zasada działania sprężarki polega na zassaniu do cylindra pewnej ilości pary czynnika
chłodniczego, którego objętość ogranicza płyta zaworowa i denko tłoka. Para ta sprężana jest
do pewnego ciśnienia a następnie wytłaczana na zewnątrz. Samoczynne zawory tłoczny i
ssawny łączą komorę roboczą z odpowiednimi odpowiadającymi im komorami w głowicy
sprężarki. Suw ssania trwa od momentu osiągnięcia przez tłok zewnętrznego zwrotnego
położenia ZWP. Ruch tłoka powoduje wzrost objętości komory roboczej i spadek ciśnienia
wewnętrznego (3-4). Następnie odbywa się napływ par (4-1) wypełniających komorę
roboczą przez otwierany zawór ssawny(wpływ różnicy ciśnień). Objętość cylindra
wypełniona jest parami czynnika chłodniczego (o ciśnieniu porównywalnym do panującego
w komorze ssawnej ), całkowicie po osiągnięciu przez tłok wewnętrznego zwrotnego
położenia. Zawór ssawny zamyka się przy wyrównaniu ciśnień po obu jego stronach podczas
przejścia denka tłoka przez wewnętrzne WZP. Później tłok idzie w górę i następuje sprężanie
par (1-2), do momentu kiedy ciśnienie wewnętrzne będzie większe od ciśnienia panującego w
komorze tłocznej, wtedy otworzy się zawór tłoczny i następuje wytaczanie sprężonego gazu
na zewnątrz. Zawór tłoczny zamknie się kiedy tłok przejdzie przez ZWP i kończy się cykl
pracy.
10.2) Elementy strat (stopień dostarczania)
Stopień dostarczania „λ” ujmuje elementy strat w sprężarkach wyporowych. Jest on
miernikiem skuteczności działania sprężarki rzeczywistej jako maszyny roboczej. Jest to
stosunek ilościowy pary przetłaczanej przez sprężarkę do ilości jaką by przetłoczyła bez strat :

Vs
Vsk
  v  d   p   sz
Vs - rzeczywista wydajność objętościowa
Vsk - teoretyczna wydajność skokowa
Można też wyrazić tak:
λv – wskaźnik przestrzeni szkodliwej
λd – wskaźnik strat dławienia
λp – wskaźnik oddziaływania cieplnego ścianek cylindra
λsz – wskaźnik nieszczelności
uwzględniamy jeszcze wskaźnik „λr”, który zastępuje wskaźnik przestrzeni szkodliwej.
10.3) Zagrożenia występujące podczas pracy sprężarek tłokowych(zabezpieczenia)
Układ automatycznej regulacji ma zapewnić bezawaryjność pracy i postoju sprężarki, jego
zadania:
a) zabezpiecza sprężarkę prze wyłączeniem jej z ruchu w chwili powstania warunków
mogących powodować jej uszkodzenie,
b) kontroluje działania, ostrzega i informuje sygnalizacyjnie
c) reguluje prace sprężarki, pozwalając na utrzymanie zadanych parametrów oraz ich zmianę
skokowo lub w sposób ciągły, wg zadanego programu,
zagrożenia:
a) uderzenia hydrauliczne – powstają gdy sprężarka przepompowuje większa ilość czynnika,
oleju, lub mieszaniny olejowo-czynnikowej jako krople lub piana. Powodują nadmierne
obciążenie dynamiczne zaworów i układu korbowego a nawet uszkodzenie. Uderzenia mogą
być długie ale słabsze lub krótkie ale silne. Krótkie mogą wystąpić:
- podczas rozruchu sprężarki, wskutek niskiej temp otoczenia maszyny, lub w przypadku
niskiego usytuowania maszyny w inst. w przypadku gwałtownego wzrostu obciążenia
cieplnego parownika, przy skokowej regulacji wydajności sprężarki.
Długie powstają przy zasysaniu pary mokrej, przyczyny: za dużo czynnika chłod. w układzie,
zawór rozprężny źle działający, źle dobrany, źle nastawiony. (zabezpieczenie patrz niżej!!!!)
b) nadmierny wzrost temperatury tłoczenia- spowodowany przez warunki zewnętrzne
(nieszczelności instalacji, wysoka temp. otoczenia, mała ilość wody lub powietrza
wpływająca do skraplacza) i wewnętrzne(zalanie skraplacza, zła obsługa sprężarki,
zanieczyszczenie powierzchni wymiany ciepła w skraplaczu)
c) zakłócenia w obiegu smarowania- może powodować szybsze zużycie sprężarki i zapłon
oleju smarnego, oraz jego rozkład. Wzrost występuje przy wysokim ciśnieniu tłoczenia,
podczas znacznego przegrzania zasysanej pary, wadliwej pracy systemu chłodzenia sprężarki,
wynik zakłóceń w ukł smarowania.
d) nadmierne obniżenie ciśnienia ssania- spowodowane zmniejszeniem obciążenia
parownika, powodującego spadek ciśnienia i temp wrzenia czynnika a także zbyt dużą
wydajnością masową sprężarki lub zbyt mała ilość czynnika w obiegu, może być powodem
zakłóceń w układzie smarowania sprężarki(pienienie oleju), może powodować zakłócenia w
pracy sprężarki, zwiększenie jej sprężu i końcowej temp sprężania.
e) zakłócenia w obiegu smarowania – przyczyny: nadmierne pienienie się oleju,
zanieczyszczony filtr olejowy, źle działający zawór regulacyjny, uszkodzenie pompy
olejowej, nieszczelności przewodów olejowych.
Zabezpieczenia:
a) -przed uderzeniami: zamyka się zawór odcinający w przewodzie cieczowym, odsysa
czynnik z parownika i zamyka zawory odcinające maszyny. . oprócz zaworów
elektromagnetycznych przed zaworami rozprężnymi stosuje się zawory w przewodzie
ssawnym oraz podgrzewanie oleju w skrzyni korbowej, w celu zabezpieczenia sprężarki
podczas krótkich przerw w pracy. Sprężarki zabezpieczone są wewnętrznie przez
mechaniczne, przeciwuderzeniowe urządzenia zabezpieczające. Obiegi przegrzane to
zabezpieczenie zewnętrzne przed pracą z parą mokrą,
b) – przed nadmiernym wzrostem temp tłoczenia – sprężarki mają zawory bezpieczeństwa lub
płytki bezpieczeństwa, a także presostaty maksymalne.
c) – przed nadmiernym wzrostem temp tłoczenia sprężarkę chroni termostat, z czujnikiem na
głowicy sprężarki.,
d) – zabezpieczeniem jest przekaźnik niskiego ciśnienia (presostat minimalny) lub przekaźnik
różnicowy (presostat kombinowany).
e) – przekaźnik różnicowy(presostat różnicowy).
SPRĘŻARKI ŚRUBOWE
Zasada działania:
Cykl pracy każdej wyodrębnionej par bruzd obejmuje kolejno następujące po sobie
czynności:
- zassanie – dokonuje się przez otwór znajdujący się w pokrywie czołowej. Sprężany czynnik
napływa z komory ssawnej do przestrzeni międzyzębnych obu wirników. Wskutek
obrotu wirników przestrzenie te powiększają się osiowo do czasu przesunięcia się
zazębienia na stronę tłoczną napełniającą się zasysanym czynnikiem. Faza ssania
kończy się po napełnieniu przestrzeni sprężanym czynnikiem i przesunięciu się wrębu
międzyzębnego poza obrys otworu ssawnego.
- przenoszenie – to faza pomiędzy ssaniem a sprężaniem podczas której czynnik nie doznaje
zmian objętości.
- sprężanie – dalszy obrót wirników powoduje zmniejszanie przestrzeni międzyzębnych
wskutek wchodzenia na wręby jednego wirnika zębów drugiego wirnika. Zmniejszona
przestrzeń przesuwa się ze strony ssawnej na tłoczną.
- wytłaczanie – rozpoczyna się w chwili, gdy przestrzeń międzyzębna ze sprężonym
czynnikiem przesuwa się w obręb otworu tłocznego łączącego się z króćcem
wylotowym czynnika.
Zalety:
- możliwość pracy z wysokim sprężem
- brak przestrzeni szkodliwej
- zwartość konstrukcji
- brak szybko zużywających się zaworów roboczych
- praca bez pulsacji
- bezstopniowy układ regulacji
niewrażliwość na obecność cieczy w czynniku oraz na zmiany obciążenia parownika
SPRĘŻARKI ROTACYJNE – ŁOPATKOWE.
W sprężarkach rotacyjnych zasysanie i sprężanie czynnika zachodzi dzięki obrotowemu
ruchowi tłoka (wirnika) w cylindrze, zastosowanie wirującego tłoka umożliwia
wyeliminowanie układu korbowego, dzięki czemu sprężarka posiada zwartą budowę.
Podstawowe elementy sprężarki łopatkowej:
-nieruchomy cylinder
-tłok – wirnik obracający się wokół osi, która jest …………..w stosunku do osi cylindrów.
-łopatka mogąca przemieszczać się w szczelinie cylindra i przylegająca do powierzchni
obracającego się wirnika.
1-cylinder; 2-wirujący tłok; 3-łopatka; 4-wał napędowy; 5-króciec ssawny; 6-króciec tłoczny;
7-sprężyna; 8-zawór tłoczny.
ZASADA DZIAŁANIA: ciśnie wytworzone jest w wyniku zmniejszania się objętości
zamkniętej między wewnętrzną powierzchnia cylindra zewnętrzną powierzchnią wirnika a
łopatką. Tłok osadzony mimośrodowo względem cylindra styka się z jego ścianką wzdłuż
tłoczącej, przy czym w czasie obrotu wału linia czynności przesuwa się po obwodzie cylindra.
Łopatka przylegająca pod naciskiem sprężyny powierzchni tłoka dzieli przestrzeń w cylindrze
na dwie części: ssawną i tłoczną. Sprężarki jednołopatkowe nie posiadają zaworu ssawnego
natomiast funkcję zaworu tłocznego spełnia zawór zwrotny umieszczony w króćcu tłocznym,
który zabezpiecza przed powrotem do cylindra sprężonego powietrza.
•Zalety sprężarek łopatkowych (w porównaniu do tłokowych)
-prawie ciągłe dostarczanie par sprężanych czynnika
-zwarta i prosta budowa
-małe wymiary i masa w odniesieniu do wydajności
-brak układu korbowego
-brak dużych i ciężkich fundamentów
-mniejszy koszt produkcji i eksploatacji
•Wady
-duże straty mechaniczne
-duża dokładność wykonania
-straty nieszczelności większe
-ograniczona wielkość uzyskiwanego ciśnienia (0,8-1 MPa)
REGULACJA WYDAJNOŚCI:
-zmiana prędkości obrotowej
-łączenie komory ssawnej z tłoczną
-okresowe wyłączanie silnika napędowego
-dławienie par w przewodzie ssawnym
11.) Zadania i klasyfikacja elementów automatyki do zasilania parowników:
Funkcję tę spełniają: dysze, presostatyczne zawory rozprężne (AZR-y), rurki kapilarne,
zawory pływakowe wysokiego i niskiego ciśnienia, elektroniczne zawory rozprężne.
Zadaniem tych elementów jest:
--zabezpieczenie silnika napędowego sprężarki przed przeciążeniem, natomiast maszyny
przed zassaniem ciekłego czynnika,
--stabilizacja ciśnienia parowania na wymaganym poziomie,,
--zredukowanie ciśnienia z poziomu skraplania do odpowiadającego wymaganej temperaturze
parowania,
--zapewnienie szczelnego zamknięcia w czasie postoju sprężarki, jak również natychmiast po
jej zatrzymaniu,
--dostarczenie do parownika ciekłego czynnika w ilości zgodnej z jego chwilowym
obciążeniem cieplnym.
12.) Termostatyczny zawór rozprężny.
To regulator bezpośredniego działania. Musi maksymalnie wykorzystać powierzchnię
parownika a przy tym zapewnić utrzymanie określonego przegrzania par czynnika, bez
względu na zmienność jego obciążeń cieplnych. Tak reguluje natężenie przepływu do
parownika , aby przy jego czujniku temp przegrzania równała się wartości zadanej. Nie
utrzymuje stałej temp i ciśnienia parowania w obiekcie.
Zasada działania: przechłodzony czynnik dopływa do zaworu. Ciśnienie skokowo spada od
wartości pk (ale nie po stronie tłocznej urządzenia) do podczas przepływu przez zawór i część
czynnika odparowuje, przez co obniża się temp do to. Następnie ciekły czynnik dopływa
przez filtr 6 pod iglicę 3. Suma sił P1, P2, P3 działających na membranę 2 wpływa na
położenie iglicy. Popychacz przekazuje ruch z mieszka na iglicę. Rurka kapilarna 7 łączy
przestrzeń nad membraną z czujnikiem zaworu 8.
Gdy uruchomimy sprężarkę temp powierzchni parownika i czujnika jest taka sama. , jeśli ten
sam czynnik znajduje się w czujniku i w urządzeniu to P1=P2. Sprężyna 4 (regulująca
sprężynę 5)posiada napięcie wstępne P3>0 i zawór w czasie rozruchu jest zamknięty. Podczas
pracy sprężarki ciśnienie parownika maleje, czynnik odparowuje i ulega przegrzaniu na
wylocie z aparatu. Powstała różnica temp (par czynnika i parownika) i ciśnień i zawór się
otwiera i następuje zasilanie parownika (P1-P2=P3). Kiedy P1-P2=P3 koniec zwiększania
strumienia czynnika i otwierania zaworu. Przez dysze przepływa tyle czynnika ile może
odparować podczas odbierania ciepła ze środowiska chłodzonego. Na wylocie z parownika
utrzymuje się określone przegrzanie par przez napięcie sprężyny.
12.1)Pojęcie minimalnego sygnału stabilnego
MSS – minimalna stabilna wielkość przegrzania w parowniku weżownicowym, oznacza to, że
nie można wykorzystywać dowolnie małej wielkości przegrzania jako sygnału regulacyjnego
z powodu „wyłącznie zjawisk fizycznych”. Punkt MSS jest punktem zwrotnym, ponieważ
przejście od MSS do sygnału „zero” wymaga minimalnego zwiększenia strumienia
masowego rzędu 1-2%.
Sygnał „zero” też jest stabilny. Charakterystyka pokazuje przy minimalnym stabilnym
sygnale przegrzania dla różnych jego obciążeń cieplnych, maksymalną wydajność chłodniczą
parownika.
12.2) Charakterystyki statyczne zaworu.
Jest to zależność sygnału wyjściowego od sygnału wejściowego w stanie ustalonym. W
omawianym zaworze sygnał wejściowy stanowi strumień czynnika a wyjściowy przegrzew
jego pary. Umieszczona w zaworze śruba regulacyjna zmniejszająca napięcie sprężyny ma za
zadanie nastawienia tzw. przegrzania statecznego ΔTss stanowiącego granicę, od której(przy
zadanym sygnale wejściowym większym od statycznego przegrzania) może otwierać się
zawór.
ΔTos – wzrost przegrzania
12.3) Kryterium stabilności: TZR –PAROWNIK
Niestabilność pracy – „migotanie” układu (częste otwieranie i zamykanie) wydajność zaworu
Q02 większa od wydajności parownika Q01,
Stabilny układu – wtedy przy danej wydajności parownika, wydajność zaworu odpowiadająca
MSS (OPS=MSS) jest mniejsza lub równa wydajności parownika.
Drgania unikamy prze powiększenie przegrzania statycznego ΔTss1 do ΔTss2, a regulacje
zaworu przeprowadza się stopniowo, najpierw powyżej wymaganej wartości, potem
stopniowo jego zmniejszanie do momentu osiągnięcia nastawienia optymalnego. Jeżeli
wydajność zaworu jest o wiele większa od parownika to lepiej zmienić zawór.
15.) Podstawy techniki powietrza
klimatyzacja jest procesem cieplno- wilgotnościowym powietrza. Jej wynikiem jest powietrze
o optymalnych parametrach, bądź to ze względów technologicznych, bądź też z uwagi na
zdrowie i samopoczucie ludzi. W urządzeniu wentylacyjnym muszą być urządzenia, które
będą realizowały procesy: oczyszczania, ogrzewania, chłodzenia, nawilżania i osuszania.
Komfort bytowy – zespól warunków klimatycznych, umożliwiający człowiekowi
przebywającemu pomieszczeniu zachowanie równowagi termicznej. Cecha komfortu jest
dążenie do tworzenia takiego środowiska, które byłoby przyjemne dla większości jej
użytkowników.
15.1) Parametry charakteryzujące stan powietrza
--temp powietrza i jej równomierność rozkładu w pomieszczeniu – wskazywana przez
termometr suchy – rozkład (gradient) pionowy. Do pomieszczenia doprowadzany jest
grawitacyjny to gradient może być duży, jeżeli jest mechaniczna klimatyzacja powietrza to
grad jest mniejszy
--wilgotność powietrza podawana w formie wilgotności względnej,
--ruch powietrza- prędkość przepływu
--średnia temp przegród – średnia arytmetyczna z temp ściany i temp pomierzonej przez
termometr. Różnica temp wew. a temp przegrody ma być jak najmniejsza.
--czystość i bezwonność, hałas.
Wilgotność bezwzględna – ilość wody zawartej w powietrzu w postaci pary wodnej,
Wilgotność względna φ – stosunek (ciśnienia cząstkowego) „p” pary wodnej nienasyconej
zawartej w wilgotnym gazie do „pss” (ciśnienia cząstkowego) pary nasyconej w tej temp
wyrażonej w %
φ =p / pss * 100%
15.2) Wykres h – x
wykres umożliwia graficzne przedstawienia zmian stanu powietrza wilgotnego w czasie jego
obróbki cieplno-wilgotnościowej. Jest sporządzany dla ciśnienia atmosferycznego. Na osi
rzędnych jest skala entalpii właściwych h(i). Na osi odciętych skala zawartości wilgoci x.
Obszar mgły i powietrza nienasyconego rozdziela linia obrazująca stan powietrza nasyconego
wilgocią φ = 100%. Naniesione zostały jeszcze izotermy i linie stałej wilgotności względnej.
15.3) Przemiany powietrza wilgotnego
mieszanie – dwóch strumieni o różnych parametrach. Wilgotne powietrze o stanie 1tworzy z
powietrzem o stanie 2 mieszaninę mającą parametry pkt m
nagrzewanie – doprowadzenie energii cieplnej do powierza wilgotnego bez doprowadzenia
wilgoci. Zawartość wilgoci nie zmienia się. Następuje wzrost temp, przy zmniejszaniu
wilgotności względnej.
chłodzenie – proces odwrotny do nagrzewania, odbieranie ciepła od powietrza, spadek temp(
entalpii właściwej) powietrza, przy wzroście wilgotności względnej. 1-2 –x=const. Pkt 2 – pkt
rosy. 2-2I - wykraplanie wilgoci, towarzyszy temu osuszanie i ochłodzenie powietrza.
nawilżanie – zwiększenia zawartej w nim wilgoci
15.4) Zadania i podział systemów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych
Urządzenia wentylacyjne utrzymują w pomieszczeniach wentylowanych odpowiedni stan
powietrza (temp, prędkość i czystość), zależnego od stanu powietrza zewnętrznego oraz
oddziaływania zakłóceń wewnętrznych,
Zadaniem urządzeń klimatyzacyjnych jest utrzymanie w pomieszczeniu klimatyzowanym
wymaganej temp i wilgotności niezależnie od stanu powietrza zewnętrznego i oddziaływania
zakłóceń zewnętrznych.
-jeśli chodzi o system wentylacyjny to jest potrzebny do silników głównych i pomocniczych
aby dostarczyć niezbędne powietrze do pracy,
- system wentylacji i komfortu ma zapewnić możliwe do uzyskania warunki klimatyczne dla
załogi.
15.5) Procesy obróbki cieplno wilgotnościowej
W okresie zimowym, obróbka polega na nagrzaniu i nawilżaniu(1-6-5-3), ogrzewanie odbywa
się w nagrzewnicy wstępnej(pierwotnej) (1-6) i wtórnej (5-3), nawilżanie w komorze
zraszania (6-5). Wtórne podgrzanie jest dlatego, ze w procesie nawilżania spada temp
powietrza, a to nagrzanie wyrównuje temp do temp nawiewu.
W okresie letnim temp powietrza są wyższe. Obróbka to ochłodzenie i osuszenie powietrza(16-4). W chłodnicy przeponowej jest ochłodzenie, w razie potrzeby osuszenie, przez
wykroplenie wilgoci(1-6), mamy powietrze o dobrej wilgoci ale niskiej temp, dlatego
ogrzewamy(6-4)