Виды охлаждения компрессоров

Что такое перегрев в холодильной системе?

Перегрев и переохлаждение имеют решающее значение для циклов охлаждения, но их трудно визуализировать.

Регулирование и понимание перегрева и переохлаждения очень важны в системах охлаждения и кондиционирования воздуха, но визуализировать эти две концепции непросто.

Сначала разберемся с перегревом,

Как известно, кипение – это температура, при которой жидкая фаза переходит в газовую фазу. Если мы нагреем этот пар выше точки кипения, мы можем назвать этот пар перегретым паром.

Например, рассмотрим следующие условия:

Допустим, в испарителе хладагент кипит при температуре около 40 градусов Цельсия (низкое давление). Если предположить, что хладагент непрерывно нагревается выше 40 градусов Цельсия, температура паров хладагента увеличивается. Такое состояние хладагента считается перегретым хладагентом. Эту сверхвысокую калорийность можно рассчитать по общей формуле. Его можно оценить по текущим показаниям температуры и температуры кипения, как показано на рисунке ниже.

Что касается кондиционирования воздуха, то состояние сверхвысокой температуры немного сложнее. Система должна довести хладагент до полного кипения, прежде чем он покинет испаритель. Если в системе останется несколько капель жидкости, это может привести к серьезному повреждению компонентов компрессора в системе кондиционирования воздуха.

Также необходимо соблюдать осторожность, в испарителе и компрессоре будут происходить процессы испарения и перегрева.

В конденсаторе компонента происходят такие процессы, как конденсация и переохлаждение.

Как устроен компрессорный холодильник

Атлант, Стинол, Индезит и другие модели оснащены компрессором, запускающим процесс охлаждения в камере.

Основные ингредиенты:

• Компрессор (мотор). Он инверторный и линейный. При запуске мотора по трубам системы пропускается фреон, обеспечивающий охлаждение камеры.
• Конденсатор представляет собой трубку на задней стенке корпуса (в последних моделях его можно разместить сбоку). Тепло, выделяемое компрессором во время работы, выбрасывается в окружающую среду конденсатором. Так холодильник не перегревается.

Именно поэтому производители запрещают устанавливать устройства возле батарей, радиаторов и печей. Тогда перегрев неизбежен и мотор скоро выйдет из строя.

• Испаритель. Фреон здесь закипает и переходит в газообразное состояние. При этом поглощается большое количество тепла и трубы в камере охлаждаются вместе с воздухом в отсеке.
• Клапан регулирования температуры. Установите давление для поддержания движения хладагента.
• В качестве хладагента используется газообразный фреон или изобутан. Он циркулирует по системе и помогает охлаждать камеру.

Важно получить правильное представление о том, как работает эта технология: она не генерирует холод. Охлаждение воздуха происходит за счет отбора тепла и возврата его в окружающее пространство. Фреон поступает в испаритель, поглощает тепло и переходит в парообразное состояние. Двигатель приводит в движение поршень двигателя. Последний сжимает фреон и создает давление для его перегонки в системе. Попадая в конденсатор, хладагент охлаждается (теряется тепло) и становится жидкостью.

Для установки нужной температуры в камере устанавливается термостат. В моделях с электронным управлением (LG, Samsung, Bosch) достаточно установить значение на панели.

Хладагент поступает в фильтр-осушитель, удаляет влагу и проходит по капиллярным трубкам. Затем возвращается в испаритель. Двигатель перегоняет фреон и повторяет цикл до тех пор, пока в отсеке не установится оптимальная температура. Как только это происходит, плата управления посылает сигнал на пусковое реле, которое выключает двигатель.

Однокамерный и двухкамерный холодильник

Хотя структура одинакова, все же есть различия в принципе работы. Старые двухкамерные модели имеют по одному испарителю на обе камеры. Так что если вы механически разморозите и заденете испаритель во время разморозки, весь холодильник выйдет из строя.

Новый двухкомнатный шкаф имеет два отделения, каждое из которых оборудовано испарителем. Две камеры изолированы друг от друга. Обычно в этом случае морозильная камера находится внизу, а холодильник вверху.

Так как в холодильнике есть зона нулевой температуры (читай, что такое зона фреш в холодильнике), то фреон до определенного предела охлаждается в морозилке, а затем перемещается в верхнее отделение. Как только индикатор достигает номинала, срабатывает термостат, и пусковое реле выключает двигатель.

Наибольшим спросом пользуются агрегаты с одним двигателем, но набирают популярность и агрегаты с двумя компрессорами. Последние функционируют одинаково, за исключением того, что за каждую камеру отвечает отдельный компрессор.

Но не только в двухкамерной технологии, вы также можете установить температуру индивидуально. Есть такие устройства («Минск» 126, 128 и 130), в которых установлены электромагнитные клапаны. Они перекрывают подачу фреона в холодильник. Охладите в соответствии с показаниями терморегулятора.

Более сложные конструкции предполагают размещение специальных датчиков, которые измеряют температуру наружного воздуха и регулируют температуру в помещении.

Как долго работает компрессор

Точные указания в инструкции не указаны. Самое главное, чтобы мощности мотора хватало для нормальной заморозки продуктов. Есть общий коэффициент работы: если прибор работает 15 минут и отдыхает 25 минут, то 15/(15+25)=0,37.

Если расчетный показатель меньше 0,2, показания термостата необходимо скорректировать. Значение более 0,6 свидетельствует о нарушении герметичности камеры.

Абсорбционный холодильник

В этой конструкции рабочее тело (аммиак) испаряется. Хладагент циркулирует по системе за счет растворения аммиака в воде. Затем жидкость поступает в десорбер, а затем в обратный холодильник, где снова разделяется на воду и аммиак.

Холодильники этого типа редко используются в быту, поскольку в их основе используются токсичные компоненты.

Модели с No Frost и «плачущей» стенкой

Системная технология Frost-Free сегодня на пике популярности. Потому что эта технология позволяет раз в год разморозить холодильник только для того, чтобы почистить его. Функциональные свойства обеспечивают удаление влаги из системы, поэтому в камере не образуется лед и снег.

Испаритель находится в морозильной камере. Вырабатываемый им холод распространяется по холодильной камере с помощью вентиляторов. В полости полочного уровня имеются отверстия, из которых вытекает холодный поток и равномерно распределяется по отсеку.

После завершения рабочего цикла запустите оттайку. Таймер включает нагреватель испарителя. Иней тает, влага выносится и испаряется.

«Плачущий испаритель». Название основано на принципе образования инея на испарителе во время работы компрессора. После выключения мотора лед растает и конденсат потечет в сливное отверстие. Метод разморозки называется капельным.

Суперзаморозка

Эта функция также известна как «Быстрая заморозка». Он реализован во многих двухкамерных моделях «Хаер», «Бирюса», «Аристон». В электромеханических моделях этот режим активируется нажатием кнопки или поворотом ручки. Компрессор начинает работать непрерывно до тех пор, пока продукт полностью не замерзнет внутри и снаружи. После этого функцию необходимо отключить.

Рекомендуется включать режим на срок до 72 часов.

Электронное управление автоматически отключает суперзаморозку по сигналу термоэлектрического датчика.

Читайте также: Холодильники Bosch однокамерные

Электрическая схема

Чтобы найти причину проблемы самостоятельно, нужно разобраться в схеме.

Ток, подаваемый в цепь, равен:

• через контакты теплового реле (1);
• кнопка разморозки (2);
• тепловое реле (3);
• Реле защиты пуска (5);
• подается на рабочую обмотку двигателя (4.1).

Напряжение, проходящее через неработающую обмотку двигателя, больше заданного значения. При этом срабатывает пусковое реле, замыкаются контакты и запускается обмотка. При достижении нужной температуры контакты термореле размыкаются и двигатель останавливается.

Теперь вы понимаете, что такое холодильники и как они работают. Это поможет правильному функционированию устройства и продлит срок его службы.

Причины сильного перегрева в холодильном оборудовании

Существует множество причин, по которым системы охлаждения и кондиционирования воздуха могут перегреваться. Вот некоторые из основных причин.

Измерительные приборы работают неправильно или отображают неправильно. Устройство может быть смещено или частично повреждено.

Возможно, заправка хладагентом была выполнена неправильно. Система недозаряжена, поэтому индикатор перегрева высокий.

Это возможно из-за заблокированной линии; хладагент будет находиться внутри линии.

Фильтр или осушитель могут засориться из-за сильного перегрева. Система будет получать содержание влаги.

Тепловая нагрузка на испаритель может быть увеличена до максимума.

Можно сказать, что высокий перегрев указывает на то, что внутри змеевика испарителя меньше хладагента.

Из-за меньшего количества хладагента в змеевике испарителя он испытывает более высокую тепловую нагрузку. Давление ниже первичного.

Как изменить перегрев?

Большинство систем HVAC, с которыми сталкиваются технические специалисты, которые содержат стационарные измерительные устройства, требуют измерения перегрева для правильной оценки заряда хладагента. Если к ремонтируемому устройству прилагается таблица зарядки, сначала следуйте этой таблице зарядки. Если нет, вы можете использовать общую диаграмму зарядки, которая даст вам ориентир для правильного перегрева на основе температуры влажного термометра в помещении и температуры сухого термометра на улице.

В системах с установленными ТРВ для большинства систем требуется перегрев 5-8°C с допустимым отклонением примерно +/- 2-3°C. Системы, содержащие TXV, должны перезаряжаться путем переохлаждения

► Поворот регулировочного винта по часовой стрелке увеличивает статический перегрев. И наоборот, вращение регулировочного винта против часовой стрелки уменьшит перегрев.

Как показания перегрева помогают в устранении неисправностей

► Недостаточная заправка — Если хладагент заправлен недостаточно, перегрев будет высоким. Давление на стороне низкого давления будет ниже нормального. Это указывает на то, что хладагент поглотил слишком много тепла при прохождении через испаритель.
► Заправка — при высокой заправке хладагента перегрев будет низким. Давление на стороне низкого давления будет выше, чем обычно. Это указывает на то, что хладагент не поглотил достаточно тепла для правильного испарения. Если перегрев слишком низкий, жидкий хладагент попадет в компрессор.
► Грязный испаритель — низкий перегрев из-за грязного воздушного фильтра, змеевика испарителя или недостаточного потока воздуха. Давление всасывания будет низким.
►Грязный конденсатор. Грязные змеевики конденсатора или отсутствие потока наружного воздуха могут вызвать перегрев. Давление всасывания будет высоким.
►TXV слишком открыт или фиксированное отверстие слишком большое — Измерительное устройство со слишком большим отверстием позволит слишком большому количеству хладагента попасть в змеевик испарителя, что приведет к слишком низкому перегреву. Давление всасывания будет высоким.
► TXV слишком закрыт или фиксированное отверстие слишком маленькое. Измерительное устройство со слишком маленьким отверстием не позволит достаточному количеству хладагента попасть в змеевик испарителя, что приведет к перегреву. Давление всасывания будет низким.

Особенности и преимущества воздушного и жидкостного охлаждения компрессора

Воздушное охлаждение:

Основным конструктивным элементом системы воздушного охлаждения является вентилятор, нагнетающий воздух на основной корпус агрегата. В этом случае температура будет снижаться за счет постоянного обдува агрегата воздухом. Примечательной особенностью воздушного охлаждения является его относительно низкая эффективность, что ограничивает область его применения. Чаще всего такие системы делаются с маломощными устройствами. Бытовые и полупрофессиональные поршневые компрессоры, например, не требуют эффективного охлаждения из-за их низкой теплоотдачи. К преимуществам воздушных систем относятся:

• Низкая стоимость, что положительно сказывается на цене за единицу товара;
• Малый размер, уменьшить объем и вес установки;
• Конструкция проста и удобна для обслуживания оборудования.

В целом следует отметить, что данный тип системы охлаждения лучше всего подходит для поршневых воздушных компрессоров малой мощности, используемых на стройплощадках, в автосервисах и т.п

жидкостное охлаждение:

Жидкостное охлаждение более эффективно, чем воздушное. Этим и объясняется его область применения – этот тип используется в составе мощной промышленной установки (чаще всего винтовой), которая рассеивает много тепловой энергии. Следует отметить, что существует несколько типов жидкостного охлаждения винтовых компрессоров. Так, например, в зависимости от используемого хладагента можно провести различие между масляной системой и водяной системой. При этом последний может быть включен или выключен. Каждый из них имеет свои особенности и преимущества.

Воздушная система охлаждения

В силу конструктивных особенностей и назначения системы воздушного охлаждения традиционно применялись с поршневыми компрессорами. По сути, эти модели рассчитаны на кратковременные включения, не допускающие значительного повышения температуры двигателя. Поэтому нет смысла использовать сложные и дорогие виды компрессорного охлаждения, в том числе жидкостные.

Воздушное охлаждение является простейшей системой и состоит из вентилятора и защитной решетки. Задача вентилятора — нагнетать воздух на нагревательный элемент и механизм крепления (поршень и двигатель). Важнейшими преимуществами компрессоров с воздушным охлаждением являются простота, надежность и безопасность. Также стоит отметить, что наличие данной системы существенно не влияет на стоимость оборудования. Он требует небольшого обслуживания. Хладагентом является бесплатный общественный ресурс — воздух. Однако воздушные системы менее эффективны, чем компрессоры с водяным охлаждением.

Водяная система охлаждения

Модели винтовых компрессоров обычно имеют водяную систему охлаждения. Поскольку винтовые станции более сложны и рассчитаны на длительные периоды непрерывной работы, они требуют более эффективного охлаждения. Это может быть обеспечено системой водоснабжения. На сегодняшний день существуют следующие виды охлаждающих компрессоров этого типа:

• Замкнутая система с циркуляцией воды;
• Открытая система без циркуляции воды;
• Открытая система с циркуляцией воды.

Основные типы охлаждающих систем

Домашние холодильники работают иначе они есть:

• компрессор;
• адсорбция;
• термоэлектрический;
• паровой эжектор.

Компрессорные агрегаты отличаются от других агрегатов тем, что хладагент вызывает изменение изменения давления в системе. За счет компрессора рабочая жидкость изменяет давление. Системы охлаждения, работающие по такому принципу, являются одним из самых распространенных типов холодильных установок.

Абсорбционное оборудование отличается от своих аналогов тем, что хладагент приводится в движение теплом. Для этого в системе есть специальная установка. Рабочая смесь здесь – аммиак. Из-за сложности обслуживания такие системы не получили широкого распространения в Китае. Кроме того, аммиак является веществом, вредным для человека и животных. Если отключить систему, обитатели комнаты могут быть сильно отравлены, что угрожает не только их здоровью, но и жизни. На сегодняшний день устройства, работающие по такому принципу, считаются устаревшими. Они прекратили его полностью несколько лет назад.

примечания! Первые бытовые холодильники были изготовлены в США. Это произошло в 1911 году. Корпус устройства полностью выполнен из дерева. Хладагентом в нем является диоксид серы.

Термоэлектрический блок холодный, потому что теплота поглощается при прохождении через них электрического заряда при взаимодействии двух проводников. Этот принцип известен физикам как эффект Пельтье. Основным преимуществом этого типа устройств является то, что они известны своей надежностью и долговечностью. Однако есть один недостаток, который перевешивает все достоинства — полупроводниковые системы дороги. Поэтому цена таких холодильников в разы выше по сравнению с аналогичной техникой.

Основным компонентом пароинжекционного устройства является вода. Здесь в качестве двигательной установки используется эжектор. Сначала рабочая жидкость начинает поступать в испаритель. Здесь он нагревается до точки кипения и начинает выделять водяной пар. После нагрева температура воды начала быстро падать.

Вода низкой температуры используется для охлаждения продуктов. После этого эжектор начинает перекачивать водяной пар в конденсатор. Вот и остывает. После этого он оседает в виде конденсата, т е снова превращается в жидкость. Затем материал начинает течь обратно в испаритель, и процесс повторяется. Основными преимуществами данного типа устройств являются безопасность эксплуатации, простота конструкции и экологичность. Недостатком является то, что он потребляет много воды. Кроме того, на его обогрев уходит много электроэнергии.

Принцип работы абсорбционных холодильников

Основой работоспособности такого оборудования является циркуляция и испарение хладагента, который изначально находится в жидком состоянии. Они аммиачные. Абсорбент или поглотитель здесь представляет собой раствор аммиака, приготовленный на основе воды.

В системе охлаждения этого типа агрегатов также присутствует водород и хромат натрия. Водород действует здесь как регулятор системы давления. Основное назначение хромата натрия — защита внутренней части труб от коррозии.

Примечания! В старых советских холодильниках охлаждающая смесь включала вещество под названием фреон R12. Его основа – хлор. Вреда людям он приносит мало, но из-за этого озоновый слой земли постепенно разрушается.

После подключения оборудования к электроснабжению рабочее тело начинает постепенно нагреваться в котле генератора. Растворы аммиака хранятся в специально предназначенных для них емкостях.

При повышении температуры хладагента аммиак начинает испаряться. Его воздушные отверстия входят в конденсатор. Здесь происходит его концентрирование и переход в жидкое состояние. После этого он начинает поступать в испаритель. Затем его смешивают с водородом. Из-за разницы давлений между этими веществами аммиак начинает испаряться. Этот процесс сопровождается выделением тепла. Это приводит к охлаждению аммиака до температуры -4°C. Испаритель также охлаждается аммиаком. Благодаря ему отводится тепло из окружающего пространства.

Газообразный аммиак перемещается в адсорбер. Здесь чистая вода. Есть смесь двух веществ. Затем раствор начинает поступать в специальный резервуар. Отсюда он движется к генераторному котлу. Затем повторите процесс.

Некоторые производители предпочитают использовать ацетон или бромистый литий в воде вместо аммиака.

Главное преимущество холодильников этого типа в том, что они работают бесшумно.

Саморазмораживающиеся холодильники

Разморозка в таком оборудовании не требует вмешательства человека. Это происходит автоматически благодаря встроенному в систему алгоритму движения.

Есть два типа саморазмораживающихся холодильников: капельного типа и вентиляторного типа.

В капельном блоке испаритель расположен на задней стенке холодильника. Это привело к тому, что деталь начала замерзать через несколько часов работы. После контакта с наружным воздухом начинается процесс плавления. Образовавшаяся влага начинает стекать на дно агрегата. При этом вода течет по специальным желобам. Жидкость поступает в компрессор с высокой температурой. В тот момент, когда они соприкасаются, начинает образовываться пар.

В ветродвигателе в корпус начинает поступать холодный воздух из испарителя. Это достигается применением специальных вентиляторов. После схода инея вода, образовавшаяся с помощью специальных канавок, начинает стекать в специально отведенные для этого отверстия.

Промышленные холодильники

Промышленное оборудование отличается от бытового тем, что имеет более высокую мощность и другие размеры деталей внутри холодильной камеры. Двигатель здесь может достигать мощности в десятки киловатт. Эти агрегаты способны обеспечить стабильную температуру от +5 до -50°С.

примечания! Самый большой промышленный холодильник находится в Женеве. Площадь составляет 24 квадратных километра. Такой гигант был создан для проведения научных экспериментов, связанных с работой адронного коллайдера.

Основная цель промышленных холодильников — обеспечить температуру, необходимую для хранения большого количества продуктов. Камеры могут хранить от 5 до 5000. Тон. В основном они используются на крупных предприятиях, занимающихся переработкой и заготовкой сырья.

Инверторные холодильники

Эти устройства работают путем преобразования постоянного тока в переменный путем накопления. Охлаждение происходит за счет плавного регулирования частоты вращения вала двигательной установки.

После того, как оборудование начинает получать питание, инвертор набирает обороты на высокой скорости. В результате температура внутри кожуха повышается. После достижения заданных параметров устройство переходит в режим ожидания. Специальный датчик посылает сигнал, когда температура внутри корпуса повышается. Это приводит к увеличению частоты вращения двигателя.

Устройство термостата холодильника

Основная задача термостата – поддерживать нужную температуру внутри системы. Устройство прочно прикреплено к капилляру. В свою очередь, она добавила испарители.

Тепловое реле в данном примере является основным конструктивным элементом. Он состоит из сильфона и силового стержня.

Сильфон есть мех. Фреон в своем кольце. На сжатие пружины влияет ее температура. По мере охлаждения хладагента пружина начинает сжиматься. Таким образом, он замыкает контакты, что, в свою очередь, приводит к срабатыванию соединения компрессора. При повышении температуры пружина начинает растягиваться. В этом случае рычаг мощности размыкает цепь, в результате чего двигатель останавливается.

Заключение

В системах HVAC, которые включают расходомеры с фиксированной диафрагмой, перегрев является наиболее точным способом проверки правильности заправки хладагентом. Перегрев может быть пугающим и запутанным для неопытного техника, но, надеюсь, эта статья дала вам некоторое понимание и уверенность в ваших проблемах с перегревом. Теперь вы можете победить летнюю жару арктическим холодом.