Регуляторы заполнения испарителя хладагентом

Испаритель работает наиболее эффективно, когда вся его теплопередающая поверхность омывается кипящим хладагентом. Чтобы правильно заполнить испаритель, регулирующий вентиль должен подавать в единицу времени такое количество хладагента, какое успевает откачать компрессор за это же время. Если в испаритель подавать хладагента меньше, то в нем произойдут следующие явления: понизится уровень жидкости; увеличится перегрев паров на выходе, так как удлинится их путь и увеличится время соприкосновения с теплопередающей поверхностью; понизится давление, поскольку с уменьшением поверхности теплопередачи образуется меньше пара; повысится уровень жидкого хладагента в линейном ресивере. При чрезмерном открытии регулирующего вентиля в испарителе произойдут противоположные явления.

Автоматический регулятор может реагировать на любое из перечисленных явлений и воздействовать на регулирующий орган, увеличивая или уменьшая подачу хладагента. В зависимости от того, на какое из перечисленных явлений реагируют автоматические регулирующие вентили, они подразделяются на поплавковые (ПРВ), терморегулирующие (ТРВ), барорегулирующие (БРВ).

В простейших холодильных машинах малой холодопроизводительности применяют дроссельные устройства (шайбы, капиллярные трубки) с постоянным поперечным сечением каналов. Их производительность зависит от разности давлений в конденсаторе и испарителе.

В холодильных машинах, имеющих в испарителе определенный уровень хладагента, чаще применяют поплавковые регулирующие вентили или поплавковые реле уровня (ПРУ). В змеевиковых испарителях нет определенного уровня жидкого хладагента. Правильное заполнение такого испарителя обеспечивает терморегулирующий вентиль.

Барорегулирующие вентили применяются в малых холодильных машинах для поддержания определенной температуры в охлаждаемом помещении, соответствующей отрегулированному давлению в испарителе. Основной недостатом БРВ — невозможность обеспечить правильное заполнение испарителя при переменной тепловой нагрузке, поэтому их применяют редко.

Поплавковые регулирующие вентили высокого давления устанавливают на линейном ресивере или на конденсаторе, когда нет ресивера. Правильное заполнение испарителя будет обеспечиваться только при стабильном заполнении установки хладагентом. При утечках хладагента испаритель недозаполняется. В связи с этим ПРВ высокого давления имеют ограниченное применение.__

В системе кондиционирования воздуха пассажирских вагонов автоматика успешно заменяет труд обслуживающего персонала. Более того, она выполняет работы точнее и быстрее человека, обеспечивая круглосуточное действие холодильной установки с переменной нагрузкой, почти мгновенно реагируя на малейшие изменения контролируемых параметров и защищая оборудование от аварийных режимов работы.

Представьте себя обладателем неавтоматического домашнего холодильника. Круглосуточные дежурства только для ручного включения и выключения компрессора, а также регулировки подачи фреона в испаритель быстро бы вас измотали и заставили отказаться от услуг такого устройства.

Несомненно, фреоновые холодильные установки не получили бы широкого применения, если бы для поддержания режима их работы обязательно требовалось ручное управление. Основным фактором, влияющим на режим работы установки, помимо температуры конденсации хладагента, является тепловая нагрузка – приток тепла к испарителю. Если она неизменна, то для холодильной установки не потребуется не только автоматическое, но и ручное регулирование режимов работы. Однако такие условия в вагоне практически невозможны, так как каждое появление в тамбуре входящего пассажира вызывает изменение тепловой нагрузки.

Для каждой холодильной установки существуют определенные параметры, при которых эксплуатировать ее не разрешается. Главные из них – предельно допустимое давление хладагента на стороне нагнетания, минимальное давление масла, минимальная температура или давление засасываемых компрессором паров.

С приборами автоматики, обеспечивающими неизменность режима работы кондиционера, мы познакомимся на примере холодильной установки МАБ-II. Но прежде чем приступить к описанию конструкции и принципа работы некоторых реле, уделим немного внимания сильфону – детали, без которой немыслима работа интересующих нас автоматов.

По форме сильфон (рис. 3, а) напоминает гармошку с круглыми мехами, только размеры его намного меньше и изготовляется он из тонких листов нержавеющей стали или латуни. Если сильфон сжать двумя пальцами, то он сложится по гофрам, а если пальцы убрать, - разожмется и примет первоначальную высоту. Это его свойство и используется в различных приборах.

Рассмотрим простейшую схему на рис. 3, б. Сильфон вставлен в корпус и припаян к нему в верхней части так, чтобы атмосферный воздух не проникал в пространство между обеими деталями. Внутри сильфона установлена пружина, упирающаяся нижним концом в его донышко, а верхним – в неподвижную опору.

В дне корпуса просверлено отверстие, в которое входит конец трубки небольшого диаметра. Трубка может иметь длину в несколько метров, что позволяет удалять прибор на значительное расстояние от места, где контролируется интересующий нас параметр. Через неподвижную опору и пружину проходит стойка, оканчивающаяся сверху двумя контактами, соединенными между собой проводником электрического тока.

Рис. 3. Сильфон (а) и схематичное изображение (б и в) принципа

его действия.

Если теперь накачивать насосом через трубку воздух, то давление на донышко сильфона начнет увеличиваться. Когда оно превысит силу нажатия пружины, растянутый сильфон несколько сожмется, стойка поднимется, контакты разомкнут электрическую цепь и сигнальная лампа погаснет. Когда же давление понизится, сильфон растянется, стойка спустится, контакты замкнутся и лампа загорится вновь.

Так вот, у реле максимального, минимального давления или разности давлений принцип действия сильфона аналогичен описанному. Однако механизм размыкания и замыкания контактов значительно сложнее.

Если же к концу трубки с помощью пайки присоединить термобаллон, заполненный веществом, объем и давление которого изменяются при изменении температуры окружающей среды (рис. 3, в), то такое сильфонное устройство можно использовать в приборах, называемых термостатами. Эти приборы замыкают или размыкают электрическую цепь различных потребителей (сигнальных ламп, электродвигателей и т.д.), когда температура окружающей среды достигает определенного значения.

Более подробно они рассматриваются в дисциплине «Изотермический подвижной состав», но и на пассажирских вагонах термостаты используются в холодильниках служебных купе и охладителях питьевой воды, а также в холодильных группах вагонов-ресторанов.