Термоудары при включении/выключении охлаждения
Термоудар — это резкое изменение температуры элемента, вызывающее большие температурные напряжения и деформации. В холодильных системах он возникает в теплообменниках масла и пластинчатых аппаратах при внезапной подаче холодной среды на горячий аппарат или наоборот — при включении и выключении охлаждения. Защита — плавное регулирование подачи охлаждающей среды и правильная логика пуска.
В случае большого отношения давлений в компрессоре повышается и выходная температура хладагента и масла. Некоторые типы компрессоров, особенно винтовые, сильно нагревают масло. Некоторые хладагенты, например, аммиак, в процессе сжатия перегреваются сильнее, чем другие. Слишком высокая температура масла может привести к его разложению. То есть в системе необходимо охлаждение масла. Охлаждение масла можно выполнять в ППТО. Однако если теплообменник заполнен горячим маслом, и в него внезапно подается холодная вода или хладагент, например, при срабатывании двухпозиционного регулятора, это может привести к термоударам и образованию трещин, особенно между концевой и первой теплообменной пластинами. В КТТО термоудары могут повредить крепление труб в трубной решетке.
ППТО более эффективные охладители масла по сравнению с другими типами теплообменников, поэтому экономически целесообразно использовать для этой цели ППТО, предусмотрев меры защиты от термоударов. Рассмотрим ППТо, на одной стороне которого горячее масло, а на другой - охлаждающая среда. Такой ППТО должен постепенно входить в стационарный рабочий режим, чтобы избежать термоударов.
Что вызывает более сильный термоудар?
Что вызывает более сильный термоудар: внезапное изменение температуры масла или охлаждающей среды (воды или хладагента)?
Рассмотрим два крайних случая: двухпозиционное регулирование на стороне масла (рис. 08В) или на стороне охлаждающей среды (рис. 08Е). Когда температура масла достигает верхнего предела, в ППТО внезапно подается поток либо масла, либо охлаждающей среды. Что происходит в ППТО, когда масло или охлаждающая среда замещает прежнее содержимое каналов? Необходимо принимать во внимание два эффекта: изменение энергии и изменение коэффициента теплопередачи.
Изменение энергии в ППТО
Удельная теплоемкость масла в два раза меньше, чем воды, плотность тоже немного меньше, т.е. энергия меньше измененяется при подаче масла, чем при подаче воды. Если охлаждающей средой служит хладагент, при его подаче энергия также изменяется мильнее, чем при подаче масла, поскольку при испарении выделяется большое количество теплоты.
Теплопередача
Масло имеет в несколько раз более высокую вязкость, чем хладагент или вода. Кроме того, у воды гораздо выше теплопроводность, чем у масла. Теплопроводность масла и хладагента приблизительно одинакова, но в хладагенте происходит дополнительный перенос теплоты за счет испарения. Таким образом, при внезапном изменении температуры охлаждающей среды не только сильнее изменяется внутренняя энергия системы, но и теплообмен с пластинами происходит быстрее, т.е. с опасностью повреждения пластин. Из этого следует, что следует избегать термоударов, возникающих при двухпозиционном регулировании расхода, особенно со стороны охлаждающей среды.
Как избежать термоударов
| Мера | Эффект |
|---|---|
| Плавный пуск насосов | Меньше скачок |
| Задержка компрессора | Сначала вода |
| Ограничение ΔT | Меньше напряжений |
Параллельные компрессоры — термоудары с параллельными компрессорами; анализ повреждений. Подбор и поставка — пластинчатые теплообменники. Паяные пластинчатые теплообменники работают испарителями и конденсаторами в чиллерах ВМТ-Ксирон; модель чиллера под вашу задачу — подбор чиллера онлайн.
Частые вопросы
Что такое термоудар?
Резкий перепад температуры, при котором разные части аппарата расширяются неодинаково; возникающие напряжения могут разорвать паяные швы и пластины теплообменника.
Как избежать термоударов в теплообменниках?
Включать охлаждающую среду постепенно, применять регулирующие клапаны вместо отсечных, соблюдать порядок пуска контуров и не допускать резкого изменения расхода.
Почему паяный теплообменник трескается?
Термоудары и пульсации давления разрушают пайку.
Что делать при пуске?
Сначала включить насос, потом компрессор.
Опасен ли резкий останов?
Да, особенно при горячем газе.
Читайте также