Автоматическое изменение холодопроизводительности компрессоров

В большинстве систем термостатирования автоматическое изменение холодопроизводительности агрегатов выполняется по способу «пуск - останов» компрессора, т.е. путём его периодического включения и выключения (рис. 3.12). В объекте термостатирования размещается температурное реле РТ с некоторым дифференциалом Δt_д. При достижении температуры объекта t₁ реле РТ включает агрегат, а при понижении температуры объекта до t₂ реле РТ выключает агрегат. За время τ_р = τ₂ – τ₁ компрессор работает, а за время τ_н = τ₃ – τ₂ компрессор не работает. Время τ_ц = τ_р + τ_н называется длительностью цикла . Относительная величина в=τ_р/τ_ц называется коэффициентом рабочего времени. Она характеризует тепловую нагрузку и изменяется в интервале от 0 до 1 (0 < в < 1) . На рис. 3.13 показана диаграмма работы компрессора при малой (в = 0,1) , средней (в = 0,5) и большой тепловой нагрузке.

Рис. 3.12. Изменение регулируемой температуры при «пуске-остановке» компрессора

Размах колебаний регулируемой температуры t_в, характеризующей точность её поддержания, зависит от величины дифференциала Δt_д. С ростом Δt_д размах колебаний увеличивается. Поэтому при выборе Δt_д следует исходить из допустимой частоты циклов ν_ц = 1/τ_ц, т.е. числа циклов в единицу времени. Система регулирования считается удовлетворительной, если при допустимой величине ν_ц обеспечивается требуемая точность поддержания температуры объекта.

Рис. 3.13. Диаграмма работы компрессора при различных тепловых нагрузках

Принято считать допустимой частоту циклов для малых компрессоров до 5...6 в час, для средних и крупных - до 2...3 в час.

Таким образом, для поддержания заданной температуры объекта термостатирования при переменных тепловых нагрузках применяют двухпозиционное регулирование путём пуска и остановки компрессора. Изменение температуры ОТ приводит к изменению температуры кипения ХА в испарителе t₀. Для обеспечения более точного поддержания постоянства величины t₀ двухпозиционное регулирование дополняют регулированием давления в ресивере путём постановки пропорционального регулятора давления «после себя» . В схеме (рис. 3.14) регулятор АДД1 соединяет выход компрессора с ресивером, т.е. объект регулирования (ТРВ) установлен после регулятора.

Рис. 3.14. Схема регулятора «после себя»: 1 - гайка регулировочная; 2 - сильфон;

3 - золотник

При понижении давления в ресивере золотник 3 (рис. 3.14) открывает проходное отверстие под действием пружины ещё больше и пар поступает в ресивер, минуя конденсатор. Благодаря поддержанию заданного давления в ресивере, а следовательно, и перед вентилем ТРВ, обеспечивается точная регулировка величины P₀.

В некоторых холодильных центрах и на подвижных установках холодильные машины эксплуатируются при температуре наружного воздуха. В холодное время года работа ресиверов и конденсаторов с воздушным охлаждением, не оборудованных регуляторами давления «до себя» и «после себя», становится невозможной. При пуске агрегата с холодным конденсатором, охлаждаемым холодным воздухом с минусовой температурой, испаритель практически мгновенно опустошается из-за отсутствия питания хладагентом и высокой производительности компрессора. Давление на входе в компрессор падает, срабатывает защита - реле низкого давления (РДН) и агрегат останавливается ( рис. 3.9).

При наличии регуляторов давления регулятор «до себя» АДДЗ .не допускает снижения давления в линии нагнетания и в конденсаторе ниже заданного, а регулятор давления «после себя» АДД1, соединяющий нагнетательный трубопровод компрессора К_м с ресивером Р, предотвращает снижение давления в ресивере.

В исходном состоянии в конденсаторе и ресивере низкое давление соответствует температуре наружного воздуха. Регулятор АДД1 полностью открыт, а АДДЗ - закрыт. При пуске компрессор большую часть паров подает в сторону АДД1, имеющему ограниченную пропускную способность. В нагнетательной трубе к АДД1 сразу же устанавливается высокое давление и предотвращается работа компрессора без нагрузки. Подъем давления в ресивере открывает ТРВ и появляется возможность питания испарителя хладагентом.

По мере нарастания давления в конденсаторе, несмотря на конденсацию паров, оно в конце концов превысит давление в ресивере, откроется регулятор АДДЗ и жидкий хладагент начнет поступать в ресивер и далее в испаритель. Таким образом осуществляется выход машины на рабочий режим.

Если в процессе работы машины давление в ресивере понизится, то регулятор АДД1 откроется и перепустит часть пара хладагента минуя конденсатор в ресивер. Если при этом упадет давление на выходе из компрессора, то прикроется клапан АДДЗ, слив жидкого хладагента в ресивер временно прекратится, конденсатор будет подтоплен жидкостью и сохраняются условия для нормальной работы ТРВ.

В конденсаторах с водяным охлаждением давление конденсации во все времена года поддерживается постоянным с помощью водорегулирующего вентиля 7 (рис. 3.20, разд. 3.9) системы оборотного водоснабжения. При увеличении тепловой нагрузки на конденсатор давление конденсации повышается. Оно воздействует на сильфон вентиля, расход воды увеличивается и давление стабилизируется. В зимнее время термореле отключает вентилятор градирни при температуре + 5°С.