Типовые системы охлаждения

Одноступенчатые системы

Двухступенчатые системы

Каскадные системы

системы с прямым расширением — этих системах парожидкостная смесь хладагента после расширения поступает прямо в испарители.

системы с циркуляцией — в этих системах парожидкостная смесь хладагента после расширения направляется в отделитель жидкости, и только жидкость из отделителя поступает в испарители. Циркуляция жидкости осуществляется насосами или под действием сил тяжести.

Одноступенчатая система охлаждения с прямым расширением наиболее часто используется в системах кондиционировании воздуха и в малых холодильных установках. Цикл охлаждения осуществляется следующим образом: пар низкого давления сжимается компрессором и поступает в конденсатор. В конденсаторе пар высокого давления конденсируется и превращается в жидкость высокого давления. Жидкость высокого давления проходит через терморегулирующий вентиль и расширяется в испарителе. В испарителе жидкость низкого давления кипит и превращается в пар низкого давления. Пар низкого давления снова поступает в компрессор.

Маслоотделитель и ресивер не участвуют в цикле охлаждения, но играют важную роль в управлении процессом. Маслоотделитель отделяет масло от хладагента, собирает его и направляет обратно в картер компрессора. Контур подачи масла обеспечивает безопасную и эффективную работу компрессора, снабжая его смазкой. Органы управления подачей масла поддерживают на допустимом уровне температуру и давление масла.

В ресивере скапливается хладагент при изменении его содержания в различных компонентах системы, или когда компоненты системы отключаются при проведении их технического обслуживания и ремонта. Ресивер также обеспечивает подачу жидкого хладагента при постоянном давлении в расширительный вентиль.

Степень открытия терморегулирующего вентиля зависит от перегрева пара хладагента на выходе из испарителя. Перегрев пара оказывает большое влияние на работу как испарителя, так и компрессора:

• Поддерживая постоянный перегрев пара на выходе из испарителя терморегулирующий вентиль обеспечивает нужный расход жидкого хладагента через испаритель, соответствующий тепловой нагрузке на систему.
• Перегрев гарантирует, что в линию всасывания компрессора поступает только пар. Капли жидкости в линии всасывания могут привести к гидравлическому удару компрессора, что эквивалентно детонации электродвигателя.

Теоретически, чем ниже температура кипения, тем выше эффективность охлаждения. Однако в системах охлаждения с прямым расширением при слишком низком давлении в ресивере перепад давления на терморегулирующем вентиле будет слишком мал для обеспечения нужного расхода хладагента через испаритель. Следовательно, если производительность конденсатора системы с прямым расширением изменяется слишком сильно, во избежание слишком низкого давления конденсации необходимо установить соответствующий регулятор давления. Этот вопрос рассматривался в разделе «Регулирование работы конденсатора».

Особенностью системы с прямым расширением является ее низкая эффективность. Поскольку необходимо поддерживать определенный перегрев пара:

• часть теплообменной поверхности испарителя занята паром и коэффициент теплопередачи в этой зоне понижается;
• компрессор затрачивает большую мощность для сжатия перегретого пара по сравнению со сжатием насыщенного пара.