Трудности с заправкой хладагента

При поступлении воздуха на вход в испаритель (25 С), кипение хладагента проходит интенсивно. Перегрев значительный (15 К) и последняя молекула жидкости выкипает рано (точка А рис.51.4). Верхняя часть кожуха остается горячей (35 С), а нижняя часть компрессора очень горячей (60 С).

Через некоторое время температура воздуха на входе в испаритель снижается до 20 С. Интенсивность кипения также уменьшается, но капилляр подает в испаритель прежнее количество R22, поэтому точка выкипания последней молекулы смещается к выходу из испарителя (точка В рис.51.4).Именно по этой причине во время уменьшения температуры воздуха на входе в испаритель перегрев снижается (например, до 7 К). Верхняя часть кожуха становится тепловатой (30 С), а низ компрессора остается горячим.

Рассмотрим случай, когда ремонтник решил дозаправить кондиционер, но поскольку у него не оказалось под рукой ни весов, ни мерного цилиндра и он собрался просто медленно добавлять хладагент в контур, который находится в паровой фазе.

На входе в испаритель температура воздуха составляет 25 С и ремонтник добавляет хладагент до тех пор, пока перегрев не будет в пределах нормы (к примеру 7 К). Герметичный кожух приобрел нормальную температуру, и кондиционер хорошо охлаждает воздух. Удостоверившись в этом, ремонтник считает свою работу законченной и удаляется (рис.51.5).

В это время в охлаждаемом помещении температура воздуха снижается, как и на входе в испаритель, в результате перегрев также становится меньше. Если задающий термостат настроен таким образом, чтобы отключать компрессор при 20 С, то возникает вероятность попадания жидкости в компрессор (рис.51.6).

Отметим, что при снижении перегрева, температура герметичного кожуха также уменьшается. Таким образом, мы познакомились с первой опасностью, которая связана с неточной заправкой – это зависимость перегрева от температуры воздуха на входе в испаритель.

Теперь рассмотрим схему (рис.51.7), которая поможет лучше понять вторую проблему. На ней показан впрыск воды в воздух при помощи капилляра (давление окружающей среды соответствует атмосферному).

Когда вода поступает на вход в капилляр в атмосферу впрыскивается некоторое количество М1 (избыточное давление 3 бара т.е. на капилляре перепад давления ΔР1 равен 3 бара). Если подача воды на входе в капилляр снижается до 1 бара, то и перепад давления ΔР2 составит 1 бар. При этом следует, что количество воды, поступающее в атмосферу М2, также снизится.

При снижении перепада давления ΔР на концах капилляра, расход воды через него также уменьшится.

Аналогичная ситуация происходит и при использовании вместо воды хладагента, скажем R22 (рис.51.8). Расход жидкости через капилляр будет увеличиваться, вместе с увеличением перепада давления жидкости и давления кипения. Другими словами, с увеличением давления конденсации, увеличивается и расход хладагента, который проходит через капилляр.

Отметим, что данное явление негативным образом отражается на работе установки. Для наглядности примера рассмотрим схему рис.51.9. Допустим, температура в охлаждаемом объеме равна 20 С, давление конденсации составляет 14,3 бар (+40 С), и давление кипения 4,1 бар (+1 С). Тогда ΔP на капилляре составит 14,3-4,1=10,2 бара, а перегрев достигнет 8-1=7 К (температура перегретого пара на входе в компрессор равна 8 С).

Предположим, что давление конденсации повысилось до 18,5 бар (рис.51.10). В связи с этим компрессор начал всасывать меньше газа, и давление кипения также увеличилось (4,6 бар). Тогда на капилляре перепад давления повысится с 10,2 до 13,9 бар и в испаритель начнет поступать большее количество жидкости. По достижению последней молекулы жидкости к компрессору перегрев на всасывающем патрубке снизится (6-4=2 К).

Таким образом, мы познакомились с еще одной опасностью неточной заправки: во всасывающей магистрали перегрев зависит от величины давления конденсации.

При оборудовании кондиционера капиллярным расширительным устройством может возникнуть еще одна проблема, которая также приводит к нарушению работы агрегата. Это скорость потока воздуха, проходящего через испаритель, так как современные охлаждающие устройства снабжают многоскоростными вентиляторами. В летнее время большая скорость используется для исключения слишком низкой температуры воздушной струи на рабочих местах. В зимнее время агрегат работает на малой скорости для обеспечения обдува помещения теплой струей.

Предположим, что кондиционер работает на охлаждение и поддержание температуры в заданном помещении 20 С. Через испаритель проходит большой поток воздуха, поскольку вентилятор работает на высоких оборотах, перегрев нормальный, как и работа всей установки (рис.51.11).

Представим, что скорость вентилятора уменьшили (в основном из-за высокого шума), соответственно и расход воздуха через испаритель снизился. Кипение жидкости происходит менее интенсивно, и она начинает продвигаться ближе к компрессору, что приводит к опасному снижению перегрева.

Все это может нанести вред компрессору, поскольку возникает вероятность возникновения гидроударов.

Можно сказать, что все проявления характеризующиеся неисправностью типа «слишком слабый испаритель» могут стать причиной возникновения гидроударов. Данная опасность не зависит от типа установки (кондиционеры или торговое холодильное оборудование). Основной ее причиной является отсутствие в них терморегулирующего вентиля, который осуществляет контроль над количеством жидкого хладагента поступающего в испаритель.