V kondenzátoru přechází plynné chladivo stlačené kompresorem do kapalného stavu (kondenzuje). V závislosti na provozních podmínkách chladicího okruhu mohou výpary chladiva zcela nebo částečně kondenzovat. Pro správnou funkci chladicího okruhu je nutná úplná kondenzace par chladiva v kondenzátoru. Proces kondenzace probíhá při konstantní teplotě nazývané kondenzační teplota.
Podchlazení chladiva je rozdíl mezi kondenzační teplotou a teplotou chladiva opouštějícího kondenzátor. Dokud je ve směsi plynného a kapalného chladiva alespoň jedna molekula plynu, bude teplota směsi rovna kondenzační teplotě. Pokud je tedy teplota směsi opouštějící kondenzátor rovna kondenzační teplotě, znamená to, že směs chladiva obsahuje páru, a pokud je teplota chladiva opouštějícího kondenzátor nižší než kondenzační teplota, pak to jasně ukazuje, že chladivo zcela přešlo do kapalného stavu.
Přehřátí chladiva Je rozdíl mezi teplotou chladiva opouštějícího výparník a bodem varu chladiva ve výparníku.
Proč potřebujete přehřívat páry již převařeného chladiva? Smyslem toho je zajistit, aby veškeré chladivo bylo zaručeně plynné. Přítomnost kapalné fáze v chladivu vstupujícím do kompresoru může způsobit vodní ráz a poškození kompresoru. A protože k varu chladiva dochází při konstantní teplotě, nemůžeme říci, že se veškeré chladivo vyvařilo, dokud jeho teplota nepřekročí bod varu.
V motorech s vnitřním spalováním se s fenoménem musí vypořádat torzní vibracešachty. Pokud tyto vibrace ohrožují pevnost klikového hřídele v pracovním rozsahu otáček hřídele, pak se používají antivibrace a tlumiče. Jsou umístěny na volném konci klikového hřídele, tedy tam, kde je největší torzní
kolísání.
vnější síly nutí vznětový klikový hřídel vykonávat torzní vibrace
Těmito silami jsou tlak plynů a setrvačné síly ojničního klikového mechanismu, při jejichž proměnlivém působení vzniká plynule se měnící moment. Pod vlivem nerovnoměrného točivého momentu se části klikového hřídele deformují: kroutí se a odvíjejí. Jinými slovy, v klikovém hřídeli dochází k torzním vibracím. Složitou závislost točivého momentu na úhlu otáčení klikového hřídele lze vyjádřit jako součet sinusových (harmonických) křivek s různými amplitudami a frekvencemi. Při určité frekvenci otáčení klikového hřídele se frekvence rušivé síly, v tomto případě některé složky točivého momentu, může shodovat s frekvencí vlastních vibrací hřídele, tj. dochází k rezonančnímu jevu, při kterém se amplitudy Torzní vibrace hřídele mohou být tak velké, že se hřídel může zhroutit.
Eliminovat fenomén rezonance u moderních dieselových motorů se používají speciální zařízení - antivibrátory. Široké použití obdržel jeden z typů takového zařízení - kyvadlové antivibrační zařízení. V okamžiku, kdy se pohyb setrvačníku při každém jeho kmitu zrychlí, bude mít zátěž antivibračního zařízení podle zákona setrvačnosti tendenci udržovat svůj pohyb ve stejné rychlosti, tzn. zaostávají za hřídelovou částí, ke které je připevněno antivibrační zařízení (poloha II) ... Zátěž (nebo spíše její setrvačná síla) jakoby „zpomalí“ hřídel. Když se úhlová rychlost setrvačníku (hřídele) začne snižovat během stejné oscilace, bude mít zatížení, které se řídí zákonem setrvačnosti, tendenci „tahat“ hřídel spolu s ním (poloha III),
Setrvačné síly zavěšeného zatížení během každé oscilace budou tedy periodicky působit na hřídel ve směru opačném ke zrychlení nebo zpomalení hřídele, a tím měnit frekvenci jejích přirozených kmitů.
Silikonové tlumiče... Tlumič se skládá z utěsněného pouzdra se setrvačníkem (hmotou) uvnitř. Setrvačník se může volně otáčet vzhledem ke skříni namontované na konci klikového hřídele. Prostor mezi skříní a setrvačníkem je vyplněn vysoce viskózní silikonovou kapalinou. Když se klikový hřídel otáčí rovnoměrně, setrvačník v důsledku třecích sil v kapalině získává stejnou frekvenci (rychlost) otáčení jako hřídel. A pokud se objeví torzní vibrace klikového hřídele? Poté je jejich energie přenesena do těla a bude absorbována viskózními silami tření, které vznikají mezi tělem a setrvačnou hmotou setrvačníku.
Nízká rychlost a režimy zatížení. Přechod hlavních motorů do nízkootáčkových režimů, stejně jako přechod pomocných motorů na režimy nízké zátěže, je spojen s výrazným omezením přívodu paliva do válců a nárůstem přebytku vzduchu. Současně se sníží parametry vzduchu na konci komprese. Změna pc a Tc je patrná zejména u motorů s přeplňováním s plynovou turbínou, protože kompresor plynové turbíny při nízkém zatížení prakticky nepracuje a motor se automaticky přepne do režimu přirozeného sání. Malé porce spalovacího paliva a velký přebytek vzduchu snižují teplotu ve spalovací komoře.
Kvůli nízké teploty cyklu probíhá proces spalování paliva zdlouhavě, pomalu, část paliva nestihne dohořet a stéká po stěnách válce do klikové skříně nebo je odváděna s výfukovými plyny do výfukového systému.
Špatné promíchávání paliva se vzduchem také přispívá ke zhoršení spalování paliva v důsledku poklesu vstřikovacího tlaku paliva při poklesu zatížení a snížení otáček motoru. Nerovnoměrné a nestabilní vstřikování paliva a nízké teploty válců způsobují nevyrovnaný chod motoru, často doprovázený vynecháním zapalování a zvýšeným kouřem.
K tvorbě uhlíku dochází zvláště intenzivně při použití těžkých paliv v motorech. Při provozu při nízkém zatížení nedochází kvůli špatnému rozprašování a relativně nízkým teplotám ve válci k úplnému dohoření kapiček těžkého paliva. Lehké frakce se při zahřívání kapky postupně odpařují a hoří a v jejím jádru zůstávají extrémně těžké vysokovroucí frakce, jejichž základem jsou aromatické uhlovodíky, které mají nejsilnější vazbu mezi atomy. Jejich oxidací proto dochází ke vzniku meziproduktů – asfaltenů a pryskyřic, které jsou vysoce lepivé a lze je pevně přilnout ke kovovým povrchům.
Vzhledem k výše uvedeným okolnostem dochází při delším provozu motorů v nízkých otáčkách a režimech zatížení k intenzivnímu znečištění válců a zejména výfukového traktu produkty nedokonalého spalování paliva a oleje. Výstupní kanály víka pracovních válců a výstupní potrubí jsou pokryty hustou vrstvou asfaltopryskyřičných látek a koksu, což často snižuje jejich průtokovou plochu o 50-70%. Ve výfukovém potrubí dosahuje tloušťka uhlíkové vrstvy 10–20 mm. Tyto usazeniny se budou periodicky vznítit se zvyšujícím se zatížením motoru, což způsobí požár ve výfukovém systému. Všechny olejové usazeniny jsou spáleny a suchý oxid uhličitý vzniklý při spalování je vyfukován do atmosféry.
Formulace druhého termodynamického zákona.
Pro existenci tepelného stroje jsou potřeba 2 zdroje - horký zdroj a studený zdroj (prostředí). Pokud tepelný stroj pracuje pouze z jednoho zdroje, pak se nazývá perpetum mobile 2. druhu.
1 formulace (Ostwald):
"Věčný stroj 2. druhu je nemožný."
Stroj s neustálým pohybem 1. druhu je tepelný motor s L> Q1, kde Q1 je dodávané teplo. První termodynamický zákon "připouští" možnost vytvoření tepelného stroje, který zcela přemění dodané teplo Q1 na práci L, tzn. L = Q1. Druhý zákon ukládá přísnější omezení a tvrdí, že práce by měla být menší než dodané teplo (L
"Teplo nemůže samovolně přecházet z chladnějšího tělesa na teplejší."
Pro provoz tepelného motoru jsou potřeba 2 zdroje - teplý a studený. 3. formulace (Carnot):
"Tam, kde je teplotní rozdíl, je možná práce."
Všechny tyto formulace jsou vzájemně propojené, z jedné formulace můžete získat další.
Účinnost indikátoru závisí na: kompresním poměru, poměru přebytečného vzduchu, konstrukci spalovací komory, úhlu předstihu, rychlosti, době vstřiku paliva, atomizaci a kvalitě tvorby směsi.
Zvýšení účinnosti indikátoru(zlepšením spalovacího procesu a snížením tepelných ztrát paliva v procesech komprese a expanze)
????????????????????????????????????
Moderní motory se vyznačují vysokou úrovní tepelného namáhání v CPG v důsledku nuceného pracovního procesu. To vyžaduje technicky kompetentní údržbu chladicího systému. Požadovaného odvodu tepla z vyhřívaných ploch motoru lze dosáhnout buď zvýšením rozdílu teplot vody T = T in.out - T in.in, nebo zvýšením její spotřeby. Většina výrobců vznětových motorů doporučuje T = 5 - 7 gr.C pro MOD, t = 10 - 20 gr.C pro SOD a VOD. Omezení poklesu teploty vody je způsobeno snahou udržet minimální teplotní namáhání válců a pouzder podél jejich výšky. Přenos tepla je zesílen v důsledku vysokých rychlostí pohybu vody.
Při chlazení mořskou vodou je maximální teplota 50 °C. Vysokoteplotní chlazení mohou využívat pouze chladicí systémy s uzavřenou smyčkou. Když teplota stoupne, ochlaďte. vody, ztráty třením ve skupině pístů klesají a ef. výkon a účinnost motoru, s nárůstem TV klesá teplotní spád podél tloušťky pouzdra a snižují se i tepelná napětí. S poklesem teploty ochlaďte. voda zvyšuje chemickou korozi v důsledku kondenzace kyseliny sírové na válci, zejména při spalování sirných paliv. Dochází však k omezení teploty vody v důsledku omezení teploty zrcadla válce (180 stupňů C) a její další zvyšování může vést k porušení pevnosti olejového filmu, jeho mizení a vzhledu suchého tření. Většina firem proto omezuje teplotu na limity 50-60 gr. S a pouze při spalování paliv s vysokým obsahem síry je povoleno 70 -75 g. S.
Součinitel prostupu tepla- jednotka, která označuje průchod tepelného toku o výkonu 1 W prvkem stavební konstrukce o ploše 1 m2 při rozdílu teplot mezi vnějším a vnitřním vzduchem 1 Kelvin W / (m2K) .
Součinitel prostupu tepla je definován následovně: ztráta energie na metr čtvereční povrchu s teplotním rozdílem mezi vnějším a vnitřním. Tato definice zahrnuje vztah wattů, metrů čtverečních a Kelvinů W / (m2 K).
Pro výpočet výměníků tepla se hojně používá kinetická rovnice, která vyjadřuje vztah mezi tepelným tokem Q a plochou F přestupu tepla, tzv. základní rovnice přenosu tepla: Q = KF∆tсрτ, kde K je kinetický součinitel (součinitel prostupu tepla charakterizující rychlost přestupu tepla; ∆tav - průměrná hnací síla nebo průměrný rozdíl teplot mezi nosiči tepla (průměrná teplotní hlava) na teplosměnné ploše; τ - čas.
Největší obtíž je výpočet součinitel prostupu tepla K, která charakterizuje rychlost procesu přenosu tepla zahrnujícího všechny tři typy přenosu tepla. Fyzikální význam součinitele prostupu tepla vyplývá z rovnice (); jeho rozměr:
Na Obr. 244 OB = R je poloměr kliky a AB = L je délka ojnice. Označme poměr L0 = L / R - se nazývá relativní délka ojnice, u lodních dieselových motorů se pohybuje v rozmezí 3,5-4,5.
v teorii CSM však používají INVERZNÍ HODNOTU λ = R / L
Vzdálenost mezi osou pístního čepu a osou hřídele při otáčení o úhel a
AO = AD + DO = LcosB + Rcosa
Když je píst uvnitř. m., pak se tato vzdálenost rovná L + R.
Proto dráha, kterou urazí píst, když se klika otočí o úhel a, bude rovna x = L + R-AO.
Pomocí matematických výpočtů získáme vzorec pro dráhu pístu
X = R (1- cosa + 1 / λ (1-cosB)) (1)
Průměrná rychlost pístu Vm spolu s rychlostí otáčení je ukazatelem otáček motoru. Je určen vzorcem Vm = Sn / 30, kde S je zdvih pístu, m; n - frekvence otáčení, min-1. Předpokládá se, že vm = 4-6 m/s pro MOD, vm = 6s-9 m/s pro SOD a vm> 9 m/s pro FOS. Čím vyšší vm, tím větší je dynamická napětí v částech motoru a tím větší je pravděpodobnost jejich opotřebení - především skupiny válec-píst (CPG). V současné době parametr vm dosáhl určité hranice (15-18,5 m/s) kvůli pevnosti materiálů používaných při konstrukci motoru, zejména proto, že dynamické napětí CPG je úměrné druhé mocnině hodnoty vm. Takže s trojnásobným zvýšením vm se napětí v dílech zvýší 9krát, což bude vyžadovat odpovídající zvýšení pevnostních charakteristik materiálů používaných pro výrobu dílů CPG.
Průměrná rychlost pístu je vždy uvedena v pasu (certifikátu) výrobce motoru.
Skutečná rychlost pístu, tedy jeho rychlost v daném okamžiku (v m/s), je definována jako první derivace dráhy s ohledem na čas. Dosadíme do vzorce (2) a = ω t, kde ω je frekvence otáčení hřídele v rad / sec, t je čas v sec. Po matematických transformacích dostaneme vzorec pro rychlost pístu:
C = Rω (sina + 0,5λsin2a) (3)
kde R je poloměr kliky vm \
ω - úhlová frekvence otáčení klikového hřídele v rad / sec;
a - úhel natočení klikového hřídele ve městě;
λ = R / L-poměr poloměru kliky k délce ojnice;
Co - obvodová rychlost středu, klikový krk vm/sec;
L je délka ojnice, vm.
Při nekonečné délce ojnice (L = ∞ a λ = 0) je rychlost pístu
Obdobným způsobem získáme derivování vzorce (1).
С = Rω sin (a + B) / cosB (4)
Hodnoty funkce sin (a + B) jsou převzaty z tabulek uvedených v referenčních knihách a příručkách v závislosti na a a λ.
Je zřejmé, že maximální hodnota rychlosti pístu při L = ∞ bude při a = 90 ° a a = 270 °:
Cmax = Rω sin a .. Protože Co = πRn / 30 a Cm = Sn / 30 = 2Rn / 30 = Rn / 15 pak
Co / Cm = πRn15 / Rn30 = π / 2 = 1,57, odkud Co = 1,57 Cm
V důsledku toho bude maximální rychlost pístu stejná. Cmax = 1,57 čl.
Znázorníme rovnici rychlosti ve tvaru
С = Rωsin a + 1 / 2λ Rωsin2a.
Graficky budou oba termíny na pravé straně této rovnice reprezentovány sinusoidy. První člen Rωsin a, představující rychlost pístu s nekonečnou délkou ojnice, je reprezentován sinusoidou prvního řádu a druhý člen 1 / 2λ Rωsin2a, korekce na vliv konečné délky ojnice. ojnice, je reprezentována sinusoidou druhého řádu.
Po sestavení naznačených sinusoid a jejich algebraickém sečtení dostaneme graf rychlosti zohledňující nepřímý vliv ojnice.
Na Obr. 247 znázorňuje: 1 - křivka Rωsin a,
2 - křivka 1 / 2λ Rωsin2a
3 - křivka C.
Provozními vlastnostmi se rozumí objektivní vlastnosti paliva, které se projevují v procesu jeho použití v motoru nebo agregátu. Spalovací proces je nejdůležitější a určuje jeho provozní vlastnosti. Procesu spalování paliva samozřejmě předcházejí procesy jeho vypařování, zapalování a mnoho dalších. Povaha chování paliva v každém z těchto procesů je podstatou hlavních provozních vlastností paliv. V současné době se vyhodnocují následující výkonnostní vlastnosti paliv.
Volatilita charakterizuje schopnost paliva přejít z kapalného do parního stavu. Tato vlastnost je tvořena takovými indikátory kvality paliva, jako je frakční složení, tlak nasycených par at různé teploty, povrchové napětí a další. Odpařování je důležité při výběru paliva a do značné míry určuje technické, ekonomické a výkonnostní charakteristiky motory.
Hořlavost charakterizuje vlastnosti procesu vznícení směsí palivových par se vzduchem. Hodnocení této vlastnosti je založeno na takových kvalitativních ukazatelích, jako jsou teplotní a koncentrační limity vznícení, bod vzplanutí a samovznícení atd. Index hořlavosti paliva má stejnou hodnotu jako jeho hořlavost; v následujícím textu jsou tyto dvě vlastnosti posuzovány společně.
Hořlavost určuje účinnost spalovacího procesu směsí paliva a vzduchu ve spalovacích komorách motorů a spalovacích zařízení.
Čerpatelnost charakterizuje chování paliva při jeho čerpání potrubím a palivovými systémy, jakož i při jeho filtraci. Tato vlastnost určuje nepřerušenou dodávku paliva do motoru při různých provozních teplotách. Čerpatelnost paliv se posuzuje podle vlastností viskozity a teploty, bodu zákalu a bodu tuhnutí, mezní teploty filtrovatelnosti, obsahu vody, mechanických nečistot atd.
Tendence usazenin je schopnost paliva tvořit různé typy usazenin ve spalovacích komorách, palivových systémech, sacích a výfukových ventilech. Hodnocení této vlastnosti je založeno na ukazatelích, jako je obsah popela, koksovatelnost, pryskyřičné látky, nenasycené uhlovodíky atd.
Korozní aktivita a kompatibilita s nekovovými materiály charakterizuje schopnost paliva způsobit korozní poškození kovů, bobtnání, destrukci nebo změnu vlastností pryžových těsnění, tmelů a dalších materiálů. to výkonnostní vlastnost zajišťuje kvantitativní hodnocení obsahu korozivních látek v palivu, testování odolnosti různých kovů, pryží a tmelů ve styku s palivem.
Ochranná schopnost je schopnost paliva chránit materiály motorů a agregátů před korozí, když přicházejí do styku s korozivním médiem za přítomnosti paliva, a především schopnost paliva chránit kovy před elektrochemickou korozí když vstoupí voda. Tato vlastnost je hodnocena speciálními metodami, které zahrnují účinek normální, mořské a dešťové vody na kovy v přítomnosti paliva.
Vlastnosti ochrany proti opotřebení charakterizují snížení opotřebení třecích povrchů za přítomnosti paliva. Tyto vlastnosti jsou důležité pro motory, ve kterých jsou palivová čerpadla a zařízení pro řízení paliva mazána pouze samotným palivem bez použití lubrikant(například v pístu palivové čerpadlo vysoký tlak). Tato vlastnost je hodnocena pomocí ukazatelů viskozity a mazivosti.
Chladicí kapacita určuje schopnost paliva absorbovat a odebírat teplo z vyhřívaných povrchů při použití paliva jako nosiče tepla. Hodnocení vlastností je založeno na takových indikátorech kvality, jako je tepelná kapacita a tepelná vodivost.
Stabilita charakterizuje stálost ukazatelů kvality paliva během skladování a přepravy. Tato vlastnost hodnotí fyzikální a chemickou stabilitu paliva a jeho sklon k biologickému poškození bakteriemi, houbami a plísněmi. Úroveň této vlastnosti umožňuje stanovit garantovanou dobu skladování paliva v různých klimatických podmínkách.
Environmentální vlastnosti charakterizují vliv paliva a produktů jeho spalování na člověka a životní prostředí. Hodnocení této vlastnosti je založeno na ukazatelích toxicity paliva a produktů jeho spalování a nebezpečí požáru a výbuchu.
Nekonečné rozlohy moře brázdí velké lodě poslušné rukou a vůli člověka, poháněné výkonnými motory, které používají lodní palivo různých druhů. Přepravní lodě mohou používat různé motory, většina těchto plovoucích konstrukcí je však vybavena dieselovými motory. Lodní palivo používané v lodních dieselových motorech se dělí do dvou tříd - destilát a těžký... Destilátové palivo zahrnuje letní motorovou naftu, dále zahraniční paliva Marine Diesel Oil, Gas Oil a další. Má nízkou viskozitu, takže ne
vyžaduje předehřátí při startování motoru. Používá se ve vysokootáčkových a středněotáčkových vznětových motorech a v některých případech i v nízkootáčkových vznětových motorech ve startovacím režimu. Někdy se používá jako přísada do těžkého paliva v případech, kdy je nutné snížit jeho viskozitu. Těžké odrůdy paliva se od destilátů liší zvýšenou viskozitou více vysoká teplota tuhnutí, přítomnost většího počtu těžkých frakcí, vysoký obsah popela, síry, mechanických nečistot a vody. Ceny tohoto druhu lodního paliva jsou mnohem nižší.
Většina lodí používá nejlevnější těžké nafta pro lodní motory nebo topný olej. Používání topného oleje je diktováno především z ekonomických důvodů, protože ceny za lodní palivo a také celkové náklady na přepravu zboží po moři při použití topného oleje jsou výrazně sníženy. Jako příklad lze uvést, že rozdíl v nákladech na topný olej a jiné druhy paliv používaných pro lodní motory je asi dvě stě eur za tunu.
Pravidla námořní plavby však v určitých provozních režimech předepisují, například při manévrování používat dražší lodní palivo s nízkou viskozitou nebo motorovou naftu. V některých mořských oblastech, například v Lamanšském průlivu, je kvůli obtížným plavbám a nutnosti dodržovat ekologické požadavky obecně zakázáno používat topný olej jako hlavní palivo.
Výběr paliva do značné míry závisí na teplotě, při které bude použit. Normální spuštění a plánovaný provoz vznětového motoru jsou zajištěny v letní období s cetanovým číslem 40-45, in zimní období je nutné ji zvýšit na 50-55. Pro motorová paliva a topné oleje je cetanové číslo v rozmezí 30-35, pro naftu - 40-52.
Ts diagramy se používají především pro ilustrativní účely, protože v Pv diagramech plocha pod křivkou představuje práci odvedenou čistou látkou v reverzibilním procesu a v Ts diagramech plocha pod křivkou představuje teplo přijaté za stejných podmínek.
Toxické složky jsou: oxid uhelnatý CO, uhlovodíky CH, oxidy dusíku NOx, pevné částice, benzen, toluen, polycyklické aromatické uhlovodíky PAH, benzopyren, saze a pevné částice, olovo a síra.
V současné době stanoví normy pro emise škodlivých látek z lodních vznětových motorů mezinárodní námořní organizace IMO. Tyto normy musí splňovat všechny v současnosti vyráběné lodní dieselové motory.
Hlavní složky nebezpečné pro člověka ve výfukových plynech jsou: NOx, CO, CnHm.
Řada metod, například přímé vstřikování vody, může být implementována pouze ve fázi návrhu a výroby motoru a jeho systémů. Pro již existující sestava motory, jsou tyto metody nepřijatelné nebo vyžadují značné náklady na modernizaci motoru, výměnu jeho jednotek a systémů. V situaci, kdy je nutné výrazně snížit oxidy dusíku bez převybavování sériových vznětových motorů – a zde je to právě takový případ, nejvíce efektivní způsob je použití třícestného katalyzátoru. Použití neutralizátoru je opodstatněné v těch oblastech, kde jsou vysoké požadavky na emise NOx, například ve velkých městech.
Hlavní směry snižování škodlivých emisí výfukových plynů nafty lze tedy rozdělit do dvou skupin:
1)-zlepšení konstrukce motoru a systémů;
2) - metody, které nevyžadují modernizaci motoru: použití katalyzátorů a jiných prostředků čištění výfukových plynů, zlepšení složení paliva, použití alternativních paliv.
Klimatizace
Plnění klimatizace freonem lze provést několika způsoby, každý z nich má své výhody, nevýhody a přesnost.
Výběr způsobu plnění klimatizací závisí na úrovni profesionality mistra, požadované přesnosti a použitých nástrojích.
Je také nutné pamatovat na to, že nelze doplňovat všechna chladiva, ale pouze jednosložková (R22) nebo podmíněně izotropní (R410a).
Vícesložkové freony se skládají ze směsi plynů s různými fyzikální vlastnosti, která v případě úniku nerovnoměrně těkají a i při malém úniku se mění jejich složení, proto je nutné systémy využívající taková chladiva zcela znovu naplnit.
Každá klimatizace je z výroby naplněna určitým množstvím chladiva, jehož hmotnost je uvedena v dokumentaci ke klimatizaci (také uvedeno na typovém štítku), je zde také informace o množství freonu, které je nutné dodatečně přidat na každý metr freonové cesty (obvykle 5-15 gr.)
Při tankování tímto způsobem je nutné zcela uvolnit chladicí okruh od zbylého freonu (do tlakové láhve nebo odvzdušnění, to vůbec neškodí životnímu prostředí – přečtěte si o tom v článku o vlivu freonu na podnebí) a evakuujte. Poté naplňte systém stanoveným množstvím chladiva podle hmotnosti nebo pomocí plnicího válce.
Výhodou této metody je vysoká přesnost a dostatečná jednoduchost procesu plnění klimatizace. Mezi nevýhody patří nutnost evakuace freonu a evakuace okruhu a plnicí válec má navíc omezený objem 2 nebo 4 kilogramy a velké rozměry, což umožňuje jeho použití především ve stacionárních podmínkách.
Teplota podchlazení je rozdíl mezi teplotou kondenzace freonu stanovenou podle tabulky nebo stupnice manometru (určenou tlakem odečteným z manometru připojeného k vysokotlakému potrubí přímo na stupnici nebo podle tabulky) a teplotou na výstup z kondenzátoru. Teplota podchlazení by se měla obvykle pohybovat v rozmezí 10-12 0 C (přesnou hodnotu udávají výrobci)
Hodnota podchlazení pod těmito hodnotami naznačuje nedostatek freonu - nemá čas dostatečně vychladnout. V tomto případě je potřeba dotankovat.
Pokud je podchlazení nad stanoveným rozsahem, pak je v systému přebytek freonu a musí být vypuštěn před dosažením optimální hodnoty podchlazení.
Tankování tímto způsobem lze provádět pomocí speciálních přístrojů, které okamžitě určí velikost podchlazení a kondenzačního tlaku, nebo je to možné pomocí samostatných přístrojů - manometrického rozdělovače a teploměru.
Mezi výhody této metody patří dostatečná přesnost plnění. Přesnost této metody je však ovlivněna znečištěním výměníku tepla, proto je před tankováním touto metodou nutné vyčistit (propláchnout) kondenzátor venkovní jednotky.
Přehřátí je rozdíl mezi vypařovací teplotou chladiva zjištěnou ze saturačního tlaku v chladicím okruhu a teplotou za výparníkem. Prakticky se zjišťuje měřením tlaku na sacím ventilu klimatizace a teploty sacího potrubí ve vzdálenosti 15-20 cm od kompresoru.
Přehřátí bývá v rozmezí 5-7 0 C (přesnou hodnotu udává výrobce)
Snížení přehřátí ukazuje na přebytek freonu - musí být vypuštěn.
Podchlazení nad normu ukazuje na nedostatek chladiva - systém je nutné nabíjet, dokud není dosaženo požadovaného přehřátí.
Tato metoda je poměrně přesná a lze ji výrazně zjednodušit, pokud použijete speciální zařízení.
Pokud má systém pozorovací okno, lze podle přítomnosti bublin soudit o nedostatku freonu. V tomto případě je chladicí okruh plněn, dokud nezmizí tok bublin, to je nutné provádět po částech, po každém čekání na stabilizaci tlaku a nepřítomnost bublin.
Lze jej nabíjet i tlakem, přičemž je dosaženo kondenzačních a vypařovacích teplot udávaných výrobcem. Přesnost této metody závisí na čistotě kondenzátoru a výparníku.
Připomeňme, že systémy VRF (Variable Refrigerant Flow - systémy s proměnným průtokem chladiva) jsou dnes nejdynamičtěji se rozvíjející třídou klimatizačních systémů. Globální růst prodeje systémů třídy VRF se každoročně zvyšuje o 20-25%, což vytlačuje konkurenční možnosti klimatizace z trhu. Co je příčinou tohoto růstu?
Za prvé, díky rozsáhlým možnostem systémů s proměnným průtokem chladiva: velký výběr venkovní jednotky - od mini -VRF po velké kombinatorické systémy. Velký výběr vnitřních jednotek. Délka potrubí je až 1000 m (obr. 1).
Za druhé, kvůli vysoké energetické účinnosti systémů. Invertorový pohon kompresoru, absence mezivýměníků (na rozdíl od vodních systémů), individuální spotřeba chladiva - to vše zajišťuje minimální spotřebu energie.
Za třetí, modularita designu hraje pozitivní roli. Požadovaný výkon systému se rekrutuje ze samostatných modulů, což je nepochybně velmi pohodlné a zvyšuje to celkovou spolehlivost jako celek.
Proto dnes systémy VRF zaujímají minimálně 40 % světového trhu centrálních klimatizačních systémů a tento podíl každým rokem roste.
Který maximální délka freonové potrubí možná dělená klimatizace? U systémů pro domácnost s kapacitou do 7 kW chladu je to 30 m. U poloprůmyslových zařízení může toto číslo dosáhnout 75 m (střídač venkovní jednotka). U dělených systémů je tato hodnota maximální, ale u systémů třídy VRF může být maximální délka potrubí (ekvivalent) mnohem větší - až 190 m (celkem - až 1 000 m).
Je zřejmé, že systémy VRF se zásadně liší od rozdělených systémů, pokud jde o freonový okruh, a to jim umožňuje pracovat s dlouhými potrubími. Tento rozdíl spočívá v přítomnosti speciálního zařízení ve venkovní jednotce nazývaného podchladič chladiva nebo podchlazovač (obr. 2).
Než se zamyslíme nad zvláštnostmi provozu systémů VRF, věnujte pozornost schématu freonového obvodu rozdělených systémů a pochopíme, co se stane s chladivem s dlouhými freonovými potrubími.
Na Obr. 3 ukazuje klasický freonový cyklus v okruhu klimatizace v osách "tlak-entalpie". Navíc je to cyklus pro jakékoli dělené systémy na freonu R410a, to znamená, že typ tohoto diagramu nezávisí na výkonu klimatizace nebo značky.
Začněme od bodu D, s počátečními parametry, ve kterých (teplota 75 ° C, tlak 27,2 bar) vstupuje freon do kondenzátoru venkovní jednotky. Freon je v tuto chvíli přehřátý plyn, který se nejprve ochladí na teplotu nasycení (asi 45 ° C), poté začne kondenzovat a v bodě A zcela přejde ze stavu plynu do kapaliny. Dále je kapalina podchlazena na bod A (teplota 40 °C). Předpokládá se, že optimální množství podchlazení je 5 ° C.
Za výměníkem venkovní jednotky se chladivo dostává do škrtícího zařízení ve venkovní jednotce - termostatického ventilu nebo kapiláry a jeho parametry se změní na bod B (teplota 5 °C, tlak 9,3 bar). Všimněte si, že bod B je v zóně směsi kapaliny a plynu (obr. 3). Po škrcení je to tedy směs kapaliny a plynu, která vstupuje do kapalinového potrubí. Čím větší je množství freonového podchlazení v kondenzátoru, čím větší podíl kapalného freonu vstupuje do vnitřní jednotky, tím vyšší je účinnost klimatizace.
Na Obr. 3 jsou uvedeny následující procesy: В -С - proces varu freonu ve vnitřní jednotce se stálou teplotou asi 5 ° C; С-С - přehřátí freonu až do +10 ° C; С -L - proces nasávání chladiva do kompresoru (dochází k tlakovým ztrátám v plynovodu a prvky freonového okruhu z výměníku tepla vnitřní jednotky do kompresoru); L-M - proces stlačování plynného freonu v kompresoru se zvyšujícím se tlakem a teplotou; М -D - proces čerpání plynného chladiva z kompresoru do kondenzátoru.
Tlaková ztráta v systému závisí na rychlosti freonu V a hydraulických charakteristikách sítě:
Co se stane s klimatizací, když se hydraulický výkon sítě zvýší (kvůli zvětšené délce nebo velkému množství lokální odpor)? Zvýšené tlakové ztráty v plynovém potrubí povedou k poklesu tlaku na vstupu kompresoru. Kompresor začne zachycovat chladivo s nižším tlakem a tedy nižší hustotou. Spotřeba chladiva klesne. Na výstupu bude kompresor produkovat nižší tlak a v důsledku toho klesne kondenzační teplota. Nižší kondenzační teplota bude mít za následek nižší vypařovací teplotu a zamrznutí plynového potrubí.
Pokud v kapalinovém potrubí dochází ke zvýšeným tlakovým ztrátám, pak je tento proces ještě zajímavější: protože jsme zjistili, že freon je v kapalinovém potrubí v nasyceném stavu, nebo spíše ve formě směsi bublin kapaliny a plynu, pak jakákoliv ztráta tlaku povede k malému varu chladiva a zvýšení podílu plynu.
To bude mít za následek prudké zvýšení objemu směsi páry a plynu a zvýšení rychlosti pohybu podél kapalinového potrubí. Zvýšená rychlost pohybu opět způsobí další ztrátu tlaku, proces se stane „lavinou“.
Na Obr. 4 ukazuje konvenční graf měrných tlakových ztrát v závislosti na rychlosti pohybu chladiva v potrubí.
Pokud je například ztráta tlaku při délce potrubí 15 m 400 Pa, pak při zdvojnásobení délky potrubí (až 30 m) se ztráty nezvyšují dvakrát (až 800 Pa), ale sedmkrát - až 2800 Pa.
Proto je jednoduché zdvojnásobení délky potrubí ve vztahu ke standardním délkám pro split systém s kompresorem On-Off fatální. Spotřeba chladiva několikrát klesne, kompresor se přehřeje a velmi brzy selže.
Na Obr. 5 schematicky znázorňuje princip činnosti podchlazovače chladiva. Na Obr. 6 ukazuje totéž chladící cyklus na diagramu entalpie tlaku. Podívejme se blíže na to, co se stane s chladivem, když je v provozu systém Variable Refrigerant Flow.
1-2: Kapalné chladivo za kondenzátorem v bodě 1 je rozděleno do dvou proudů. Většina prochází přes protiproudý výměník tepla. Ochlazuje hlavní část chladiva na + 15 ... + 25 ° C (v závislosti na jeho účinnosti), které pak vstupuje do potrubí kapaliny (bod 2).
1-5: Druhá část proudu kapalného chladiva z bodu 1 prochází expanzním ventilem, jeho teplota klesne na +5 °C (bod 5), vstupuje do stejného protiproudého výměníku tepla. V druhém případě vaří a ochlazuje hlavní část chladiva. Po varu se plynný freon okamžitě dostává do sání kompresoru (bod 7).
2-3: Na výstupu z venkovní jednotky (bod 2) proudí kapalné chladivo potrubím do vnitřní jednotky... V tomto případě prakticky nedochází k výměně tepla s okolím, ale část tlaku se ztrácí (bod 3). U některých výrobců se škrcení provádí částečně ve venkovní jednotce systému VRF, takže tlak v bodě 2 je menší než v našem grafu.
3-4: Ztráta tlaku chladiva v elektronickém expanzním ventilu (EEV) umístěném před každou vnitřní jednotkou.
4-6: Odpařování chladiva ve vnitřní jednotce.
6-7: Tlaková ztráta chladiva při jeho návratu do venkovní jednotky plynovodem.
7-8: Komprese plynného chladiva v kompresoru.
8-1: Chlazení chladiva ve výměníku venkovní jednotky a jeho kondenzace.
Podívejme se podrobněji na úsek od bodu 1 do bodu 5. V systémech VRF bez podchlazovače chladiva proces z bodu 1 okamžitě přejde do bodu 5 (podél modré čáry na obr. 6). Specifická kapacita chladiva (dodávaného do vnitřních jednotek) je úměrná délce vedení 5-6. V systémech, kde je přítomen podchlazovač, je užitečná kapacita chladiva úměrná potrubí 4-6. Porovnáním délek vedení 5-6 a 4-6 je činnost freonového podchlazovače jasná. Účinnost chlazení cirkulujícího chladiva se zvyšuje nejméně o 25%. To ale neznamená, že se výkon celého systému zvýšil o 25 %. Faktem je, že část chladiva neprotekla do vnitřních jednotek, ale okamžitě šla do sání kompresoru (linka 1-5-6).
To je přesně ta rovnováha: o kolik se zvýšila produktivita freonu dodávaného do vnitřních bloků a o stejnou hodnotu se snížil výkon systému jako celku.
Jaký má tedy smysl používat podchlazovač chladiva, když nezvyšuje celkový výkon systému VRF? Abychom na tuto otázku odpověděli, vraťme se k obr. 1. Účelem použití podchlazovače je snížit ztráty na dlouhých trasách systémů s proměnným průtokem chladiva.
Faktem je, že všechny charakteristiky VRF systémů jsou uvedeny pro standardní délku potrubí 7,5 m. To znamená, že není zcela správné porovnávat VRF systémy od různých výrobců podle katalogových údajů, protože skutečné délky potrubí budou mnohem delší - zpravidla od 40 do 150 m. Čím více se délka potrubí liší od standardní, tím větší je tlaková ztráta v systému, tím více dochází k varu chladiva v potrubí kapaliny. Ztráty výkonu venkovní jednotky po délce jsou uvedeny na speciálních tabulkách v servisních návodech (obr. 7). Právě na těchto grafech je nutné porovnat účinnost systémů v přítomnosti podchlazovače chladiva a v jeho nepřítomnosti. Ztráta výkonu systémů VRF bez podchlazovače při dlouhých jízdách je až 30 %.
1. Podchlazovač chladiva je nezbytný pro provoz systémů VRF. Jeho funkcí je za prvé zvýšení energetické kapacity chladiva dodávaného do vnitřních jednotek a za druhé snížení tlakových ztrát v systému na dlouhých trasách.
2. Ne všichni výrobci systémů VRF dodávají své systémy s podchlazovačem chladiva. Zvláště často jsou značky OEM vyloučeny z podchladiče, aby se snížily náklady na konstrukci.
19.10.2015
Stupeň podchlazení kapaliny získané na výstupu z kondenzátoru je důležitý ukazatel, která charakterizuje stabilní provoz chladicího okruhu. Podchlazení je teplotní rozdíl mezi kapalinou a kondenzací při daném tlaku.
Za normálních okolností atmosférický tlak, kondenzace vody má teplotu 100 stupňů Celsia. Podle fyzikálních zákonů je voda, která má 20 stupňů, považována za přechlazenou 80 stupňů Celsia.
Podchlazení na výstupu z výměníku tepla se mění jako rozdíl mezi teplotou kapaliny a kondenzací. Na základě obrázku 2.5 bude hypotermie 6 K nebo 38-32.
V kondenzátorech s vzduchem chlazené indikátor hypotermie by měl být od 4 do 7 K. Pokud má jinou hodnotu, znamená to nestabilní práci.
Interakce kondenzátoru a ventilátoru: rozdíl teploty vzduchu.
Vzduch vyfukovaný ventilátorem má indikátor 25 stupňů Celsia (obrázek 2.3). Odebírá teplo z freonu, díky čemuž se jeho teplota mění až o 31 stupňů.
Obrázek 2.4 ukazuje podrobnější změnu:
Tae je teplotní značka vzduchu přiváděného do kondenzátoru;
Tas - vzduch s novou teplotou kondenzátoru po ochlazení;
Tk - odečet kondenzační teploty z tlakoměru;
Δθ je rozdíl v indikátorech teploty.
Výpočet rozdílu teplot v vzduchem chlazeném kondenzátoru se provádí podle vzorce:
Δθ = (tas - tae), kde K má rozsah 5–10 K. Na grafu je tato hodnota 6 K.
Rozdíl teplotního rozdílu v bodě D, tj. Na výstupu z kondenzátoru, je v tomto případě roven 7 K, protože je ve stejné hranici. Teplotní výška je 10-20 K, na obrázku je (tk-tae). Nejčastěji se hodnota tohoto indikátoru zastaví kolem 15 K, ale v tomto příkladu - 13 K.
Podchlazením kondenzátu se rozumí pokles teploty kondenzátu proti teplotě syté páry vstupující do kondenzátoru. Výše bylo uvedeno, že velikost podchlazení kondenzátu je určena teplotním rozdílem t n -t Na .
Podchlazení kondenzátu vede ke znatelnému snížení účinnosti zařízení, protože s podchlazením kondenzátu se zvyšuje množství tepla předávaného v kondenzátoru do chladicí vody. Zvýšení podchlazení kondenzátu o 1 °C způsobuje nadměrnou spotřebu paliva v instalacích bez regeneračního ohřevu napájecí voda o 0,5 %. Při regenerativním ohřevu napájecí vody je nadspotřeba paliva v zařízení poněkud nižší. V moderních instalacích s regeneračními kondenzátory podchlazení kondenzátu za normálních provozních podmínek kondenzační jednotka nepřesahuje 0,5-1 °C. Přechlazení kondenzátu je způsobeno následujícími důvody:
a) porušení hustoty vzduchu vakuového systému a zvýšené sání vzduchu;
b) vysoká úroveň kondenzát v kondenzátoru;
c) nadměrná spotřeba chladicí vody přes kondenzátor;
d) konstrukční nedostatky kondenzátoru.
Zvýšení obsahu vzduchu v páře-vzduchu
Směs vede ke zvýšení parciálního tlaku vzduchu a podle toho ke snížení parciálního tlaku vodní páry vzhledem k celkovému tlaku směsi. V důsledku toho bude teplota nasycené vodní páry a následně i teplota kondenzátu nižší, než byla před zvýšením obsahu vzduchu. Jedním z důležitých opatření zaměřených na snížení podchlazení kondenzátu je tedy zajištění dobré hustoty vzduchu vakuového systému turbínové jednotky.
Při výrazném zvýšení hladiny kondenzátu v kondenzátoru může nastat jev, že spodní řady chladicích trubek budou oplachovány kondenzátem, v důsledku čehož dojde k podchlazení kondenzátu. Proto je třeba zajistit, aby hladina kondenzátu byla vždy pod spodní řadou chladicích trubek. Nejlepší lék prevencí nepřijatelného zvýšení hladiny kondenzátu je zařízení pro jeho automatickou regulaci v kondenzátoru.
Nadměrný průtok vody kondenzátorem, zejména při jeho nízké teplotě, povede ke zvýšení vakua v kondenzátoru v důsledku snížení parciálního tlaku vodní páry. Proto musí být průtok chladicí vody kondenzátorem řízen v závislosti na parním zatížení kondenzátoru a na teplotě chladicí vody. Na správné nastavení průtok chladicí vody v kondenzátoru, bude udržováno ekonomické vakuum a podchlazení kondenzátu nepřekročí minimální hodnota pro daný kondenzátor.
K přechlazení kondenzátu může dojít v důsledku konstrukčních chyb kondenzátoru. U některých konstrukcí kondenzátorů vzniká v důsledku těsného uspořádání chladicích trubek a jejich neúspěšného rozpadu podél trubkovnice velký parotěsný odpor, dosahující v některých případech 15-18 mm Hg. Umění. Vysoká parotěsnost kondenzátoru vede k výraznému poklesu tlaku nad hladinou kondenzátu. Snížení tlaku směsi nad úroveň kondenzátu nastává v důsledku snížení parciálního tlaku vodní páry. Teplota kondenzátu se tak získá hluboko pod teplotou nasycené páry vstupující do kondenzátoru. V takových případech je pro snížení podchlazení kondenzátu nutné provést strukturální změny, a to odstranit některé chladicí trubice, aby se ve svazku trubek uspořádaly chodby a snížil se parní odpor kondenzátoru.
Je třeba si uvědomit, že odstranění části chladicích trubek a následné zmenšení chladicí plochy kondenzátoru vede ke zvýšení měrného zatížení kondenzátoru. Zvýšení měrného zatížení párou je však obvykle zcela přijatelné, protože kondenzátory starších konstrukcí mají relativně nízké měrné zatížení párou.
Zvažovali jsme hlavní otázky provozu zařízení kondenzační jednotky parní turbína... Z toho, co bylo řečeno, vyplývá, že hlavní pozornost při provozu kondenzační jednotky by měla být věnována udržování ekonomického vakua v kondenzátoru a zajištění minimálního podchlazení kondenzátu. Tyto dva parametry výrazně ovlivňují účinnost turbínové jednotky. Za tímto účelem je nutné udržovat dobrou hustotu vzduchu vakuového systému turbínové jednotky, zajistit normální provoz odsávání vzduchu, oběhových a kondenzátních čerpadel, udržovat potrubí kondenzátoru v čistotě, sledovat hustotu vody kondenzátoru, zabránit zvýšení sání surové vody zajišťuje normální provoz chladicích zařízení. Přístrojové vybavení, automatické regulátory, signalizační a regulační zařízení, která jsou k dispozici na zařízení, umožňují personálu údržby sledovat stav zařízení a provozní režim zařízení a udržovat takové provozní režimy, které zajišťují vysoce ekonomický a spolehlivý provoz zařízení.
