Прямоточные системы холодоснабжения

Прямоточная система предусматривает подачу хладагента через регулирующий вентиль непосредственно в батареи и отсос из них паров в компрессор. Жидкий хладагент подается в батареи за счет разности давлений конденсации и испарения.

Для интенсивной теплопередачи батарей необходимо хорошее заполнение их хладагентом. Но это часто приводит к работе компрессора влажным ходом, что неэкономично и опасно. Если из батареи выходят перегретые пары, ее теплопередача ухудшается из-за уменьшения температурного перепада между воздухом и хладагентом и снижения коэффициента теплоотдачи от пара к поверхности трубы. Чтобы обеспечить хорошее заполнение батареи жидким хладагентом и избежать всасывания влажных или чрезмерно перегретых паров компрессором, в этой системе применяют пароосушитель — сосуд, в котором капли жидкости отделяются от пара.

Прямоточная система имеет ряд разновидностей. Одна из них (с аккумулятором). Жидкий хладагент, поступающий из конденсатора, перед регулирующим вентилем переохлаждается в змеевике аккумулятора за счет испарения жидкости, уносимой из батарей парами хладагента. В результате этого температура хладагента перед регулирующим вентилем понижается, что уменьшает выделение паров при дросселировании и значительно улучшает распределение жидкого хладагента, особенно в развитых многоэтажных схемах. В установках двухступенчатого сжатия подача жидкого хладагента в батареи камеры осуществляется за счет перепада давлений в промежуточном сосуде и испарительной системе. При подаче жидкости в батареи верхних камер ее давление падает на величину соответствующего гидростатического столба, вызывая парообразование. В результате паросодержание и гидравлическое сопротивление парожидкостной смеси возрастают.

В энергетическом отношении система с аккумулятором никаких преимуществ не имеет, так как в ней переохлаждение жидкости, подаваемой к регулирующему вентилю, осуществляется за счет испарения жидкости, отделенной от пара, поступающего в аккумулятор. Последнее обстоятельство приводит к тому, что в установках с аккумулятором влажность пара, выходящего из испарителя, может изменяться лишь в узких пределах. При поступлении в аккумулятор паров большой влажности жидкость может переполнить его и вызвать гидравлические удары в компрессоре, при поступлении в аккумулятор сухого или перегретого пара условия теплопередачи в батареях могут ухудшиться из-за недостаточного заполнения их жидким хладагентом.

Основным достоинством установок с аккумулятором является простота в регулировании и поддержании нормального режима работы, который настраивается по уровню жидкого хладагента в аккумуляторе. Из-за перечисленных выше недостатков такие установки широкого распространения в промышленности не получили, однако часто можно встретить безнасосные системы, у которых на паровом трубопроводе перед компрессором устанавливают ресиверы, выполняющие функцию аккумулятора и пароосушителя, вместимость которых выбирают в зависимости от количества хладагента, находящегося в системе. Обычно рекомендуется устанавливать два защитных ресивера, которые попеременно включаются в работу, в соответствии с требованиями техники безопасности.

Пары хладагента из приборов охлаждения отсасываются компрессором через первый вертикальный защитный ресивер. При накоплении в этом ресивере жидкости до 70% объема он отключается от системы. В работу включается другой такой же ресивер. Из первого ресивера после его отключения жидкий агент передавливается горячими парами на регулирующую станцию и далее в приборы охлаждения. Если ресиверы оборудуют змеевиками для выпаривания части жидкости из них, как в аккумуляторах, за счет переохлаждения хладагендавления из-за гидравлических сопротивлений, а температура намного повышается за счет притока теплоты от окружающей среды.