Устройства регулирования холодопроизводительности
Регулирование холодопроизводительности согласует производительность компрессора с меняющейся тепловой нагрузкой. Применяют изменение частоты вращения, отключение цилиндров, перепуск горячего газа со стороны нагнетания на всасывание и регулирование давления кипения; самый экономичный способ — частотное регулирование.
Все холодильные установки, как правило, работают в условиях значительных колебаний тепловой нагрузки в зависимости от областей их использования. Следовательно, все они нуждаются в регулирующих устройствах. В основе работы таких устройств лежат различные методы, а именно:
- изменение массового расхода хладагента за счет регулировки числа оборотов компрессора, блокировки клапанов, перепуска между нагнетательным и всасывающим коллекторами;
- изменение состояния всасываемых паров, т.е. состояния, которое определяет холодопроизводительность, за счет регулировки давления испарения.
Приведение массового расхода хладагента в соответствие с потребностью в холоде пропорциональным изменением числа оборотов компрессора является наиболее простым методом регулировки холодопроизводительности, так как не требует дополнительных устройств. Вместе с тем стоимость приводных механизмов с непрерывным линейным регулированием числа оборотов очень высока, поэтому такая система для обычных условий используется редко. В результате регулировка числа оборотов, как правило, имеет ступенчатый характер и осуществляется при помощи электродвигателей с многополюсным подключением. При больших мощностях можно использовать тиристоры, но эти приборы также очень дороги.
Наиболее часто используется регулировка массового расхода хладагента путем блокировки в открытом положении всасывающих клапанов одного или нескольких цилиндров, однако нельзя не учитывать возникающие при этом потери на трение. Подобная система обеспечивает линейное пропорциональное регулирование и является вполне допустимой для много-цилиндровых компрессоров, позволяя одновременно разгружать их на запуске. Однако область применения компрессоров, регулируемых таким способом, ограничена необходимостью отводить тепло, которое образуется за счет трения в потоке невостребованного расхода и повышает температуру в конце сжатия.
Команду на блокировку клапанов в открытом положении может выдавать реле давления или термореле, управляемые шаговым регулятором. Для реализации еще одного способа регулирования массового расхода можно также перепускать сжатые пары во всасывающий трубопровод. При этом используется либо электромагнитный клапан, объединенный с реле низкого давления, либо клапан постоянного давления, открывающийся, как только давление всасывания начинает падать. Впрыск сжатых горячих газов во всасывающий коллектор еще больше повышает температуру в конце сжатия, при том что теоретический диапазон регулирования такой системы меньше. Однако можно достичь гораздо большего диапазона линейности системы, почти 100%, если с помощью терморегулирующего вентиля впрыскивать жидкий хладагент во всасывающую магистраль или перепускать горячие газы в соответствующую точку испарителя.
В любом случае необходимо стараться как можно лучше перемешать жидкость и горячие газы для получения совершенно однородной смеси. Но в таких схемах всегда существует опасность, что при полной тепловой нагрузке регулятор перепуска или регулятор холодопроизводителъности полностью не закроется. В связи с этим целесообразно выше по потоку устанавливать электромагнитный клапан, который будет закрываться, как только вырастет давление или температура.
С другой стороны, в отличие от ранее описанных систем, в системе с перепуском расхода мощность, потребляемая компрессором, остается постоянной. Вот почему этот способ регулирования применяется в компрессорах с небольшой холодопроизводительностью или используется как дополнительный к уже перечисленным.
Сравнение способов
| Способ | Диапазон | Экономичность |
|---|---|---|
| Пуск-остановка | 0/100 % | Хорошая |
| Отжим клапанов (разгрузка цилиндров) | 33–100 % | Средняя |
| Перепуск горячего газа | 0–100 % | Плохая |
| Частотный привод | 25–100 % | Лучшая |
Почему частые пуски вредны — в статье частота пуск-остановка компрессоров.
Частые вопросы
Какие устройства регулируют холодопроизводительность?
Частотные преобразователи компрессоров, клапаны разгрузки цилиндров, регуляторы перепуска горячего газа (например, KVC, CPCE), регуляторы давления кипения KVP и ступенчатое включение компрессоров.
Чем плох перепуск горячего газа?
Компрессор продолжает потреблять почти полную мощность при сниженной полезной производительности, поэтому перепуск применяют для небольших диапазонов и защиты от обмерзания.
Какой способ регулирования холодопроизводительности самый экономичный?
Частотный привод: он снижает обороты компрессора, а перепуск горячего газа просто гоняет газ впустую.
Читайте также