Регулирование давления конденсации в холодильных машинах.

.В.Шишов, главный инженер компании "Фармина"
(см. журнал "Холодильная техника" №4, 2005 г.)

Хладагент, являясь энергоносителем в холодильной установке, перемещается по трубопроводам за счет разности давлений в испарителе (И) и конденсаторе (КД). Расход хладагента через дроссельное устройство выражается известной зависимостью:
, где F - площадь сечения отверстия; χ- коэффициент истечения; ρ- плотность хладагента; (pk – pо) – разница давлений.

Расход через капиллярную трубку зависит от двух переменных величин: перепада давления и плотности хладагента. С понижением температуры окружающей среды (ОС) понижается давление конденсации. В системах с капиллярной трубкой давление в КД поддерживается на должном уровне автоматически, т.к. жидкость из И перемещается в КД, "подтапливая" его. В системах с ТРВ при незначительном падении температуры ОС давление кипения поддерживается постоянным за счет увеличения проходного сечения. Когда ТРВ открывается полностью, дальнейшее уменьшение температуры ОС и давления конденсации приводит к понижению давления кипения. При наличии в системе линейного (жидкостного) ресивера (ЛР) "подтапливания" КД не происходит и реле низкого давления выключает установку. Регулировать давление конденсации в КД с воздушным охлаждением при пониженной температуре ОС можно выключая / включая вентиляторы КД с помощью реле давления или изменяя их скорость вращения регуляторами чисел оборотов; изменяя количество неконденсирующегося газа (например, азота) в КД; "подтапливая" теплообменную поверхность КД жидким хладагентом с помощью регуляторов давления, например, KVR + NRD (Danfoss). KVR выпускается пяти размеров (KVR12÷35) для холодильных систем хладомощностью до 100 кВт (на R22). Регуляторы при понижении температуры ОС удерживают жидкий хладагент в КД, часть внутренней поверхности КД при этом не участвует в процессе теплообмена, и давление конденсации увеличивается. При работе холодильной машины в этом режиме следует говорить не о температуре конденсации, а о давлении конденсации, т.к. его величина определяется гидравлическим сопротивлением дроссельного устройства и трубопроводов, а не температурой. Регулятор NRD представляет собой дифференциальный клапан, который при достижении разности давлений 1,4 бар начинает открываться, перепуская горячие пары в ЛР, NRD будет полностью открыт при разности давлений 3 бара. Можно устанавливать до 3 –х NRD параллельно. KVR (барорегулирующий вентиль "до себя") используется на разных хладагентах, т.к. его регулируемый диапазон 5 ÷17,5 бар, он имеет манометрический отвод для регулирования давления конденсации. Заводская настройка начала открытия KVR -10 бар. В общем случае KVR устанавливается между КД и ЛР. Для быстрого запуска системы ЛР должен быть расположен в теплом месте. Если КД и ЛР размещены снаружи, зимой для облегчения запуска установки KVR устанавливают выше по потоку перед КД, а между КД и ЛР устанавливают обратный клапан NRV. Стоимость зимнего комплекта становится выше, т.к. появляется дополнительно обратный клапан и увеличивается размер KVR. Одно из решений этой проблемы - установка реле времени в комбинации с реле низкого давления, чтобы позволить компрессору работать около 2-х минут для увеличения давления в ЛР для нормальной работы ТРВ. Другое возможное решение - подогрев ЛР. Нагреватель должен быть установлен в электрической цепи параллельно с подогревателем картера, т. к. он включается в работу, когда компрессор не работает. Обычно настройка соответствует температуре конденсации 38°С или давлению в ЛР при температуре 32°С. Желательно, чтобы патрубки регуляторов и КД были одного диаметра. Объем ЛР рассчитывается, исходя из объема КД и количества хладагента, необходимого для нормальной работы установки в зимних условиях.