Схемы подачи хладагента в испарители

В безнасосных схемах хладагент, попадающий в испарительную систему, находится в ней до полного испарения, что требует точного дозирования его подачи в различные группы испарителей при меняющихся теплопритоках. Эта задача осложняется тем, что судить о работе системы по температуре перегрева во всасывающем коллекторе нельзя, так как в нем происходит смешение паров хладагента, поступивших как из чрезмерно залитых испарителей, так и из испарителей, испытывающих недостаток хладагента.

Особое внимание следует уделять плавной подаче нагрузки на вновь включаемые системы. Если в таких отепленных системах компрессор начнет отбор большого количества паров, то давление в испарителе может резко понизиться, и хладагент в нем окажется по отношению к этому давлению перегретой жидкостью. Это явление может вызвать вскипание хладагента с выбросом большого количества жидкости во всасывающую линию. Повышение быстроходности компрессоров увеличивает опасность гидравлических ударов в безнасосных схемах.

Вместе с тем, при кратности циркуляции хладагента, равном единице (в схемах без рециркуляции), часть поверхности испарителя контактирует только с перегретым паром и, по существу, не принимает участия в отборе тепла от потребителей холода, т. е. работает неэффективно. Для достижения наибольшего эффекта при обеспечении безопасности испарители должны работать влажным ходом, а компрессор —  сухим.

Рис. 112. Схема подачи хладагента под напором столба жидкости:

1 — регулирующий вентиль,
2 — распределительная гребенка,
3 — отделитель жидкости,
4 — испарительная система

Схема подачи хладагента под  напором столба жидкости (рис. 112) несколько уменьшает трудности с раздачей хладагента потребителям холода. Подачу хладагента ведут через отделитель жидкости 3, который располагают выше самого верхнего испарителя. При этом напор создается не только высотой столба, но и разностью плотностей жидкости в подающем трубопроводе и парожидкостной смеси в обратных трубопроводах.

При таком расположении отделителя жидкий хладагент, увлеченный парами, идущими в компрессор через отделитель, улавливается в нем и снова стекает в испарители. Таким образом, достигается частичная рециркуляция хладагента, которая улучшает внутренний теплообмен, так как в этом случае из испарителей выходит влажный пар. В таких схемах устанавливают лишь один регулирующий вентиль 1 перед отделителем жидкости 3.

Но несмотря на ряд преимуществ, схема с напором столба жидкости не решает всех проблем. Регулирующим вентилем можно воздействовать лишь на подачу хладагента в отделитель жидкости, в то же время большой вынос хладагента из испарителей в отделитель может вызвать его переполнение, что в свою очередь приведет к влажному ходу компрессора и опасности гидравлического удара.

Рис. 113. Насосная схема подачи аммиака:

1 — регулирующий вентиль,
2 — отделитель жидкости,
3 — испарительная система,
4 — гребенка,
5 — насос,
6 — отделитель пара

Всех этих недостатков нет в насосных схемах подачи хладагента. В схемах этого типа (рис. 113) жидкий хладагент насосом подается к распределительному коллектору, из которого он поступает в испарители. Насос должен находиться под напором столба жидкости, в противном случае во всасывающем трубопроводе возможно образование пара, приводящее к срыву работы насоса и кавитации. Для улучшения условий работы насоса перед ним устанавливают отделитель пара. В насосах ЗЦ-4 отделение пара производится прямо из корпуса.

Применение насосной схемы дает следующие преимущества: создается принудительная циркуляция хладагента в системе испарения;
улучшается саморегулирование подачи хладагента;
обеспечивается наиболее эффективный влажный ход испарителя;
улучшается  теплоотдача в приборах охлаждения;
происходит смыв масла и грязи с внутренних поверхностей испарителя;
уменьшается опасность выброса хладагента в отделитель жидкости при резком росте тепловой нагрузки;
отделитель жидкости  можно ставить в любом месте.

В аппаратах с нижней подачей хладагента регулирование производительности может быть достигнуто как прекращением подачи жидкого хладагента, так и прекращением отбора его паров; в аппаратах с верхним подводом хладагента — только прекращением доступа жидкого хладагента. Наилучшим образом регулирование осуществляется установкой автоматических приборов перед каждым испарителем или группой испарителей.

При внезапном выходе из строя насоса в схемах с верхней подачей хладагента он должен быть направлен из испарителей и трубопроводов в циркуляционный ресивер. Ресиверы и отделители жидкости не должны переполняться: при пуске после остановки может произойти гидравлический удар.