Automatyzacja procesu odszraniania wentylatorowych chłodnic

POLITECHNIKA GDAŃSKA
WYDZIAŁ MECHANICZNY
Automatyzacja
procesu
odszraniania
wentylatorowych chłodnic powietrza gorącymi
parami
czynnika
w
małych
urządzeniach chłodniczych
Andrzej Domian
SUCHiKL
GDAŃSK 2011
SPIS TREŚCI
WSTĘP
1 . Zjawisko szronienia
2. Metody odszraniania.
3. Automatyzacja procesu odszraniania gorącymi parami czynnika chłodniczego.
4.Literatura
2
1. Zjawisko szronienia
Proces fizyczny, który ma miejsce wówczas, gdy dochodzi do kontaktu wilgotnego
powietrza z powierzchnią, której temperatura jest niższa od temperatury punktu rosy
omywającego jej powietrza oraz, gdy temperatura ta jest niższa od 0⁰C.
Proces oszraniania to proces usuwania szronu z powierzchni chłodnicy.
Odszranianie polega na stopieniu narosłego na chłodnicy szronu, względnie lodu i na
odprowadzeniu powstałej podczas tego procesu wody poza chłodnicę Rys. 4.2
przedsawia zależność zużycia energii elektrycznej od grubości warstwy szronu na
parowniku. Przy grubości 3- 4 cm warstwy lodu na parowniku, zużycie energii
elektrycznej wzrasta ok. 60 % w stosunku do nominalnego zużycia.
Zjawisko szronienia jest procesem niepożądanym i powoduję:
-zmniejszenie współczynnika przenikania
-zwiększenie oporów przepływu powietrza, z czym wiąże się większe zużycie energii,
3
Zjawisko
szronienia
wymusza
zastosowanie
specjalnej
konstrukcji
układów
chłodniczych, ze względu na występujący szron, gdyż trzeba ogrzewać tackę do skroplin,
zastosować specjalny układ do odprowadzania skroplin.
2.Metody odszraniania
Wyróżnia się trzy główne metody odsłaniania chłodnic:
-Odszranianie za pomocą grzejników elektrycznych,
-Odszranianie za pomocą zraszania wodą,
-Odszranianie gorącymi parami czynnika chłodniczego
Odszranianie za pomocą gorących par czynnika chłodniczego stosuję się w szafach i
komorach chłodniczych o temp. przestrzeni chłodniczej t<2⁰C. Przekaźnik czasowy ustala
czas trwania operacji odszraniania. Czujnik temperatury umieszczony na powierzchni
wymiennika przerywa proces. Rys 101. przedstawia schemat odszraniania z użyciem
czterodrogowego zaworu nawrotnego.
4
Gorące pary czynnika chłodniczego ze sprężarki za pomocą czterodrogowego zaworu
nawrotnego zamiast do skraplacza trafiają do parownika, gdzie następuję odszronienie parownika.
Następnie przewodem obejściowym czynnik chłodniczy przechodzi przez zawór zwrotny (10), zawór
elektromagnetyczny (7) po czym zostaję zdławiony w zaworze rozprężnym (12 ) i trafia do skraplacza,
który to pełni funkcję parownika. Przekaźnik czasowy ustala czas trwania operacji. Po skończeniu
procesu oszraniania następuję normalny cykl pracy urządzenia.
3.Automatyzacja
procesu
odszraniania
gorącymi
parami
czynnika
chłodniczego.
Najbardziej powszechną metodą odszraniania jest odszranianie za pomocą gorących
par. Jest to proces bardzo krótki i bardzo energooszczędny. Proces ten przedstawia rys. 2.4.
W procesie tym można wyróżnić etapy:
1. Wyłączenie wentylatorów chłodnic, co przyczynia się do braku wymiany ciepła pomiędzy
powietrze w komorze, a chłodnicą powietrza. Wymiana ciepła i masy zachodzi wtedy za
pomocą promieniowania, a także przewodzenia. Przyczynia się to do szybszego oszronienia
powierzchni chłdnicy.
5
2. Zamknięcie zaworów ( 1 ) zasilających parownik ciekłym czynnikiem. W parowniku
następuję spadek ciśnienia. Po odessaniu par czynnika do przewodu ssawnego wzrasta
ciśnienie w parowniku, następuję wyparcie znajdującej się tam cieczy.
3. Podgrzanie tacy ociekowej poprzez doprowadzenie gorących par czynnika o ciśnieniu
zbliżonym do ciśnienia skraplania, przy równoczesnym zamknięciu zaworu, który to
uniemożliwi wydostanie się par czynnika z parownika.
4. Właściwy proces oszraniania. Podnosi się temperatura.
5. Zakończenie procesu oszraniania, obniżenie ciśnienia.
6. Osuszenie powierzchni chłodnicy, w celu zapobieżenia porywania kropel z powierzchni
chłodnicy.
7. Włączenie wentylatorów. Przejście urządzenia w normalny cykl chłodzenia.
Odszranianie za pomocą gorących par ma wiele zalet :
- niezawodność
- krótki czas operacji,
-niskie koszty.
Rys. 3 przedstawia układ z dolnym zasalaniem pompowym:
6
Proces
odszraniania
rozpoczyna
się
w
chwili
zamknięcia
zaworów
elektromagnetycznych w rurociągach: zasilającym, a także powrotnym, oraz z pewną zwłoką
czasową od otwarcia zaworu elektromagnetycznego w przewodzie doprowadzającym gorące
pary czynnika. Zwłoka czasowa potrzebna jest na zamknięcie zaworu głównego znajdującego
na linii ssawnej. Wewnątrz chłodnicy rośnie ciśnienie, po czym po czasie osiąga poziom
ustawiony na zaworze pilotowym stałego ciśnienia (CVP). Po tym etapie rozpoczyna się
proces odtajania. Gorące pary skraplając się podgrzewają chłodnicę i w postaci cieczy
usuwane są przez zawór utrzymujący ciśnienie odszraniania w tym aparacie (PM+CVP(HP)).
Po stopieniu szronu zawory elektromagnetyczne zainstalowane w przewodzie ssawnym nie
powinny zostać gwałtownie otwarte, gdyż występująca duża różnica ciśnień może
spowodować uszkodzenie urządzenia. W urządzeniu powinny być stosowane zawory
dwukrokowe typu PMLX lub standardowe zawory PML z elektromagnetycznym zaworem
obejściowym, aby w sposób łagodny obniżyć ciśnienie wewnątrz chłodnicy
Wnioski
-We wszystkich urządzeniach chłodniczych wyposażonych w wentylatorowe
chłodnice powietrza
pracujący przy ujemnych
temperaturach,
występuje problem
powstawania lodu na ich powierzchniach.
-Typową metodą odszraniania małych urządzeń chłodniczych jest odwrócenie obiegu
-Dla zapewnienia efektywności urządzenia konieczne jest usuwanie warstwy szronu
-Odszranianie jest konieczne ze względu na pochłanianie przez szron zapachów
-Odszranianie jest procesem cyklicznym
7
Literatura
1. H.J. Ullrich, „Technika chłodnicza – poradnik”
2. Z. Bonca, „Chłodnictwo Okrętowe”, Gdynia 1996r.
3. Z. Bonca „Amoniakalne urządzenia chłodnicze”
8