Evaporadores, unidades de evaporación, unidades de evaporación y mezcla, bloques de complejos PP-TEC autónomos. Métodos para seleccionar unidades compresoras-condensadoras para sistemas de suministro Operación y mantenimiento de unidades compresoras-condensadoras
Uno de los elementos más importantes de una máquina de compresión de vapor es. Realiza el proceso principal del ciclo de refrigeración: la selección del ambiente enfriado. Otros elementos del circuito frigorífico, como el condensador, el dispositivo de expansión, el compresor, etc., sólo garantizan un funcionamiento fiable del evaporador, por lo que se debe prestar la debida atención a la elección de este último.
De esto se deduce que al seleccionar equipos para una unidad de refrigeración, es necesario comenzar con el evaporador. Muchos reparadores novatos suelen cometer el error. error típico y empezar a completar la instalación con un compresor.
En la Fig. La figura 1 muestra un diagrama de la máquina de refrigeración por compresión de vapor más común. Su ciclo, especificado en coordenadas: presión R Y i. En la Fig. 1b puntos 1-7 del ciclo de refrigeración es un indicador del estado del refrigerante (presión, temperatura, volumen específico) y coincide con el mismo en la Fig. 1a (funciones de parámetros de estado).
Arroz. 1 – Diagrama y en coordenadas de una máquina compresora de vapor convencional: RU dispositivo de expansión, Paquete– presión de condensación, ro– presión de ebullición.
Representación gráfica fig. 1b muestra el estado y funciones del refrigerante, que varían según la presión y la entalpía. Segmento de línea AB en la curva de la Fig. 1b caracteriza el refrigerante en el estado vapor saturado. Su temperatura corresponde al punto inicial de ebullición. La fracción de vapor de refrigerante es del 100% y el sobrecalentamiento es cercano a cero. A la derecha de la curva AB el refrigerante tiene un estado (la temperatura del refrigerante es mayor que el punto de ebullición).
Punto EN Es fundamental para un refrigerante determinado, ya que corresponde a la temperatura a la que la sustancia no puede pasar al estado líquido, por muy alta que sea la presión. En la sección BC, el refrigerante tiene el estado de un líquido saturado, y en el lado izquierdo, un líquido sobreenfriado (la temperatura del refrigerante es menor que el punto de ebullición).
Dentro de la curva A B C el refrigerante se encuentra en el estado de una mezcla de vapor y líquido (la proporción de vapor por unidad de volumen es variable). El proceso que ocurre en el evaporador (Fig. 1b) corresponde al segmento 6-1 . El refrigerante ingresa al evaporador (punto 6) en estado de mezcla vapor-líquido en ebullición. En este caso, la proporción de vapor depende del ciclo de refrigeración específico y es del 10 al 30%.
A la salida del evaporador, es posible que el proceso de ebullición no se complete, punto 1 puede no coincidir con el punto 7 . Si la temperatura del refrigerante a la salida del evaporador es superior al punto de ebullición, entonces obtenemos un evaporador sobrecalentado. Su tamaño Δpara sobrecalentar representa la diferencia entre la temperatura del refrigerante a la salida del evaporador (punto 1) y su temperatura en la línea de saturación AB (punto 7):
ΔPara sobrecalentar=T1 – T7
Si los puntos 1 y 7 coinciden, entonces la temperatura del refrigerante es igual al punto de ebullición y el sobrecalentamiento Δpara sobrecalentar será igual a cero. Por tanto, obtenemos un evaporador inundado. Por lo tanto, al elegir un evaporador, primero debe elegir entre un evaporador inundado y un evaporador sobrecalentado.
Tenga en cuenta que, en igualdad de condiciones, un evaporador inundado es más ventajoso en términos de intensidad del proceso de extracción de calor que con sobrecalentamiento. Pero hay que tener en cuenta que a la salida del evaporador inundado el refrigerante se encuentra en estado de vapor saturado y es imposible suministrar un ambiente húmedo al compresor. De lo contrario, existe una alta probabilidad de que se produzca un golpe de ariete, que irá acompañado de la destrucción mecánica de las piezas del compresor. Resulta que si elige un evaporador inundado, entonces es necesario brindar protección adicional al compresor contra la entrada de vapor saturado.
Si da preferencia a un evaporador con sobrecalentamiento, entonces no necesita preocuparse por proteger el compresor y que entre vapor saturado. La probabilidad de que se produzca un golpe de ariete sólo se producirá si el valor de sobrecalentamiento se desvía del valor requerido. En condiciones normales de funcionamiento de una unidad de refrigeración, la cantidad de sobrecalentamiento Δpara sobrecalentar debe estar entre 4-7 K.
Cuando el indicador de sobrecalentamiento disminuye Δpara sobrecalentar, aumenta la intensidad de la extracción de calor del ambiente. Pero a valores extremadamente bajos Δpara sobrecalentar(menos de 3K) existe la posibilidad de que entre vapor húmedo al compresor, lo que puede provocar golpes de ariete y, en consecuencia, daños a los componentes mecánicos del compresor.
De lo contrario, con una lectura alta Δpara sobrecalentar(más de 10 K), esto indica que no está entrando suficiente refrigerante al evaporador. La intensidad de la extracción de calor del medio enfriado disminuye drásticamente y las condiciones térmicas del compresor empeoran.
Al elegir un evaporador, surge otra pregunta relacionada con el punto de ebullición del refrigerante en el evaporador. Para solucionar esto, primero es necesario determinar qué temperatura del medio enfriado se debe garantizar para el funcionamiento normal de la unidad de refrigeración. Si se utiliza aire como medio enfriado, además de la temperatura a la salida del evaporador, también es necesario tener en cuenta la humedad a la salida del evaporador. Consideremos ahora el comportamiento de las temperaturas del medio enfriado alrededor del evaporador durante el funcionamiento de una unidad de refrigeración convencional (Fig. 1a).
Para no profundizar este tema Despreciaremos las pérdidas de presión en el evaporador. También asumiremos que el intercambio de calor que ocurre entre el refrigerante y ambiente llevado a cabo según un esquema de flujo directo.
En la práctica, este esquema no se usa a menudo, ya que en términos de eficiencia de transferencia de calor es inferior a un esquema de contraflujo. Pero si uno de los refrigerantes tiene una temperatura constante y las lecturas de sobrecalentamiento son pequeñas, entonces el flujo directo y el contraflujo serán equivalentes. Se sabe que la diferencia de temperatura promedio no depende del patrón de flujo. La consideración del circuito de flujo directo nos dará una idea más clara del intercambio de calor que se produce entre el refrigerante y el medio enfriado.
Primero, introduzcamos la cantidad virtual. l, igual a la longitud del dispositivo de intercambio de calor (condensador o evaporador). Su valor se puede determinar a partir de la siguiente expresión: L=A/P, Dónde W.– corresponde al volumen interno del dispositivo de intercambio de calor en el que circula el refrigerante, m3; S– superficie de intercambio de calor m2.
Si hablamos de una máquina frigorífica, entonces la longitud equivalente del evaporador es casi igual a la longitud del tubo en el que se desarrolla el proceso. 6-1 . Por tanto, su superficie exterior se lava con un medio enfriado.
Primero, prestemos atención al evaporador, que actúa como enfriador de aire. En él, el proceso de eliminación de calor del aire se produce como resultado de la convección natural o mediante el soplado forzado del evaporador. Tenga en cuenta que en las unidades de refrigeración modernas el primer método prácticamente no se utiliza, ya que el enfriamiento del aire por convección natural es ineficaz.
Por lo tanto, asumiremos que el enfriador de aire está equipado con un ventilador que proporciona un flujo de aire forzado al evaporador y es un intercambiador de calor de aletas tubulares (Fig. 2). Su representación esquemática se muestra en la Fig. 2b. Consideremos las principales cantidades que caracterizan el proceso de soplado.
Diferencia de temperatura
La diferencia de temperatura a través del evaporador se calcula de la siguiente manera:ΔT=Ta1-Ta2,
Dónde ΔTa está en el rango de 2 a 8 K (para evaporadores de aletas tubulares con flujo de aire forzado).
En otras palabras, durante el funcionamiento normal de la unidad de refrigeración, el aire que pasa a través del evaporador debe enfriarse a no menos de 2 K ni a más de 8 K.
Arroz. 2 – Esquema y parámetros de temperatura de refrigeración por aire en el enfriador de aire:
Ta1 Y Ta2– temperatura del aire en la entrada y salida del enfriador de aire;
- FF– temperatura del refrigerante;
- l– longitud equivalente del evaporador;
- Eso– punto de ebullición del refrigerante en el evaporador.
Diferencia máxima de temperatura
La presión de temperatura máxima del aire en la entrada del evaporador se determina de la siguiente manera:DTmáx=Ta1 – Hasta
Este indicador se utiliza al seleccionar enfriadores de aire, ya que los fabricantes extranjeros de equipos de refrigeración proporcionan valores para la capacidad de enfriamiento de los evaporadores. qsp dependiendo del tamaño DTmáx. Consideremos el método para seleccionar un enfriador de aire para una unidad de refrigeración y determinemos los valores calculados. DTmáx. Para hacer esto, demos como ejemplo recomendaciones generalmente aceptadas para seleccionar el valor. DTmáx:
- para congeladores DTmáx está entre 4 y 6 K;
- para almacenes de productos sin envasar – 7-9 K;
- para almacenes de productos envasados herméticamente – 10-14 K;
- para unidades de aire acondicionado – 18-22 K.
Grado de sobrecalentamiento del vapor a la salida del evaporador.
Para determinar el grado de sobrecalentamiento del vapor a la salida del evaporador, utilice el siguiente formulario:F=ΔSobrecarga/DTmax=(T1-T0)/(Ta1-T0),
Dónde T1– temperatura del vapor refrigerante a la salida del evaporador.
Este indicador prácticamente no se utiliza en nuestro país, pero los catálogos extranjeros estipulan que las lecturas de la capacidad de enfriamiento de los enfriadores de aire. qsp corresponde al valor F=0,65.
Durante la operación el valor F Se acostumbra tomar de 0 a 1. Supongamos que F=0, Entonces ΔТsobrecarga=0, y el refrigerante que sale del evaporador estará en estado de vapor saturado. Para este modelo de enfriador de aire, la capacidad de enfriamiento real será entre un 10 y un 15 % mayor que la cifra indicada en el catálogo.
Si F>0,65, entonces la capacidad de enfriamiento para un modelo determinado de enfriador de aire debe ser menor que el valor indicado en el catálogo. Supongamos que F>0,8, entonces el rendimiento real de este modelo será del 25-30% mayor valor dado en el catálogo.
Si F->1, entonces la capacidad de enfriamiento del evaporador Quse->0(Fig. 3).
Fig. 3 – dependencia de la capacidad de refrigeración del evaporador qsp por sobrecalentamiento F
El proceso representado en la Fig. 2b también se caracteriza por otros parámetros:
- diferencia de temperatura media aritmética DTsr=Tasr-T0;
- Temperatura media del aire que pasa por el evaporador. Pulsar=(Ta1+Ta2)/2;
- diferencia mínima de temperatura DTmin=Ta2-A.
Arroz. 4 – Diagrama y parámetros de temperatura que muestran el proceso de enfriamiento del agua en el evaporador:
Dónde Te1 Y Te2 temperatura del agua en las entradas y salidas del evaporador;
- FF – temperatura del refrigerante;
- L – longitud equivalente del evaporador;
- T es el punto de ebullición del refrigerante en el evaporador.
Si la diferencia de temperatura a través del agua ΔTe=Te1-Te2, luego para evaporadores de carcasa y tubos ΔTe debe mantenerse en el rango de 5 ± 1 K, y para los evaporadores de placas el indicador ΔTe estará dentro de 5 ± 1,5 K.
A diferencia de los enfriadores de aire, en los enfriadores de líquido es necesario mantener no una presión de temperatura máxima, sino mínima. DTmin=Te2-A– la diferencia entre la temperatura del medio enfriado a la salida del evaporador y el punto de ebullición del refrigerante en el evaporador.
Para los evaporadores de carcasa y tubos, la diferencia mínima de temperatura es DTmin=Te2-A debe mantenerse entre 4 y 6 K, y para los evaporadores de placas, entre 3 y 5 K.
El rango especificado (la diferencia entre la temperatura del medio enfriado a la salida del evaporador y el punto de ebullición del refrigerante en el evaporador) debe mantenerse por las siguientes razones: a medida que aumenta la diferencia, la intensidad de enfriamiento comienza a disminuir, y a medida que disminuye, aumenta el riesgo de congelación del líquido enfriado en el evaporador, lo que puede provocar su fallo mecánico y destrucción.
Soluciones de diseño de evaporadores.
Independientemente del método de uso de varios refrigerantes, los procesos de intercambio de calor que tienen lugar en el evaporador están sujetos al principal ciclo tecnológico de producción que consume refrigeración, según el cual se crean las unidades de refrigeración y los intercambiadores de calor. Por tanto, para resolver el problema de optimizar el proceso de intercambio de calor, es necesario tener en cuenta las condiciones para la organización racional del ciclo tecnológico de producción que consume refrigeración.Como es sabido, es posible enfriar un determinado entorno mediante un intercambiador de calor. Su solución constructiva deben seleccionarse de acuerdo con los requisitos tecnológicos que se aplican a estos dispositivos. Especialmente punto importante es la conformidad del dispositivo con el proceso tecnológico de tratamiento térmico del medio ambiente, que es posible bajo las siguientes condiciones:
- mantener una temperatura determinada del proceso de trabajo y controlar (regular) el régimen de temperatura;
- selección del material del dispositivo, según propiedades químicas ambiente;
- control sobre el tiempo que el medio permanece en el dispositivo;
- correspondencia de velocidades de funcionamiento y presión.
- asegurar la velocidad necesaria de los medios de trabajo para implementar condiciones turbulentas;
- creando lo máximo condiciones adecuadas para eliminar condensación, incrustaciones, escarcha, etc.;
- crear condiciones favorables para el movimiento de los entornos laborales;
- evitando una posible contaminación del dispositivo.
La facilidad de uso y la confiabilidad del dispositivo están influenciadas por factores como la resistencia y estanqueidad de las conexiones desmontables, la compensación de las deformaciones por temperatura y la facilidad de mantenimiento y reparación del dispositivo. Estos requisitos forman la base para el diseño y selección de una unidad de intercambio de calor. Rol principal esto implica garantizar la necesaria proceso tecnológico en la producción de refrigeración.
Para elegir la solución de diseño adecuada para el evaporador, debe guiarse por las siguientes reglas. 1) el enfriamiento de líquidos se realiza mejor utilizando un intercambiador de calor tubular rígido o un intercambiador de calor de placas compacto; 2) el uso de dispositivos de aletas tubulares se debe a las siguientes condiciones: la transferencia de calor entre el medio de trabajo y la pared en ambos lados de la superficie de calentamiento es significativamente diferente. En este caso, las aletas deben instalarse en el lado con el coeficiente de transferencia de calor más bajo.
Para aumentar la intensidad del intercambio de calor en los intercambiadores de calor, es necesario cumplir con las siguientes reglas:
- garantizar condiciones adecuadas para la eliminación de condensado en los enfriadores de aire;
- reducir el espesor de la capa límite hidrodinámica aumentando la velocidad de movimiento de los fluidos de trabajo (instalación de particiones entre tubos y división del haz de tubos en pasajes);
- mejorar el flujo de fluidos de trabajo alrededor de la superficie de intercambio de calor (toda la superficie debe participar activamente en el proceso de intercambio de calor);
- Cumplimiento de indicadores básicos de temperatura, resistencias térmicas, etc.
La mejora de los procesos de intercambio de calor es uno de los principales procesos para mejorar los equipos de intercambio de calor. máquinas de refrigeración. En este sentido, se están llevando a cabo investigaciones en los campos de la ingeniería energética y química. Este es el estudio de las características del régimen del flujo, turbulización del flujo mediante la creación de rugosidad artificial. Además, se están desarrollando nuevas superficies de intercambio de calor que harán que los intercambiadores de calor sean más compactos.
Elegir un enfoque racional para calcular el evaporador.
Al diseñar un evaporador se deben realizar cálculos estructurales, hidráulicos, de resistencia, térmicos y técnicos y económicos. Se fabrican en varias versiones, cuya elección depende de los indicadores de desempeño: indicadores técnicos y económicos, eficiencia, etc.Para realizar un cálculo térmico de un intercambiador de calor de superficie, es necesario resolver la ecuación y balance de calor, teniendo en cuenta ciertas condiciones de funcionamiento del dispositivo (dimensiones de diseño de las superficies de transferencia de calor, límites de cambios y patrones de temperatura, en relación con el movimiento del medio enfriado y de enfriamiento). Para encontrar una solución a este problema, es necesario aplicar reglas que le permitan obtener resultados a partir de los datos originales. Pero debido a numerosos factores, encuentre decisión común No es posible para diferentes intercambiadores de calor. Al mismo tiempo, existen muchos métodos de cálculos aproximados que son fáciles de realizar manualmente o mediante máquina.
Las tecnologías modernas le permiten seleccionar un evaporador mediante programas especiales. Los proporcionan principalmente los fabricantes de equipos de intercambio de calor y le permiten seleccionar rápidamente el modelo requerido. Al utilizar dichos programas, es necesario tener en cuenta que asumen el funcionamiento del evaporador en condiciones estándar. Si las condiciones reales difieren de las condiciones estándar, el rendimiento del evaporador será diferente. Por lo tanto, es aconsejable realizar siempre cálculos de verificación del diseño del evaporador elegido, en relación con sus condiciones reales de funcionamiento.
En el caso de que el consumo de la fase de vapor del gas licuado exceda la tasa de evaporación natural en el recipiente, es necesario utilizar evaporadores que, debido al calentamiento eléctrico, aceleran el proceso de evaporación de la fase líquida a la fase de vapor. y garantizar el suministro de gas al consumidor en el volumen calculado.
El objetivo del evaporador de GLP es la transformación de la fase líquida de los gases de hidrocarburos licuados (GLP) en una fase de vapor, lo que se produce mediante el uso de evaporadores calentados eléctricamente. Las unidades de evaporación pueden equiparse con uno, dos, tres o más evaporadores eléctricos.
La instalación de evaporadores permite el funcionamiento tanto de un evaporador como de varios en paralelo. Así, la productividad de la instalación puede variar en función del número de evaporadores funcionando simultáneamente.
Principio de funcionamiento de la unidad de evaporación:
Cuando se enciende la unidad de evaporación, la automatización la calienta a 55 ° C. La válvula solenoide en la entrada de la fase líquida a la unidad de evaporación estará cerrada hasta que la temperatura alcance estos parámetros. El sensor de control de nivel en la válvula de cierre (si hay un indicador de nivel en la válvula de cierre) monitorea el nivel y cierra la válvula de entrada cuando se llena en exceso.
El evaporador comienza a calentarse. Cuando se alcancen los 55°C, la válvula magnética de entrada se abrirá. El gas licuado ingresa al registro de tubería calentada y se evapora. En este momento, el evaporador continúa calentándose y cuando la temperatura central alcanza los 70-75 °C, el serpentín de calentamiento se apagará.
El proceso de evaporación continúa. El núcleo del evaporador se enfría gradualmente y cuando la temperatura desciende a 65 °C, el serpentín de calentamiento se enciende nuevamente. El ciclo se repite.
Conjunto completo de unidad de evaporación:
La unidad de evaporación puede equiparse con uno o dos grupos reguladores para duplicar el sistema de reducción, así como la línea de derivación de la fase de vapor, evitando la unidad de evaporación para utilizar la fase de vapor de la evaporación natural en los recipientes de gas.
Los reguladores de presión se utilizan para establecer la presión deseada en la salida de la unidad de evaporación al consumidor.
- 1ª etapa - ajuste de presión media (de 16 a 1,5 bar).
- 2da etapa - ajuste baja presión de 1,5 bar a la presión requerida cuando se suministra al consumidor (por ejemplo, a una caldera de gas o una central eléctrica de pistón de gas).
Ventajas de las unidades de evaporación PP-TEC “Innovative Fluessiggas Technik” (Alemania)
1. Diseño compacto, peso ligero;
2. Operación económica y segura;
3. grande energía térmica;
4. Larga vida útil;
5. Funcionamiento estable a bajas temperaturas;
6. Sistema de control duplicado para la salida de la fase líquida del evaporador (mecánico y electrónico);
7. Antihielo de filtro y electroválvula (sólo PP-TEC)
El paquete incluye:
Termostato doble para control de temperatura del gas,
- sensores de control del nivel de líquido,
- electroválvulas en la entrada de la fase líquida
- juego de herrajes de seguridad,
- termómetros,
- válvulas de bola para vaciado y purga de aire,
- separador de gas en fase líquida incorporado,
- racores de entrada/salida,
- cajas de terminales para conectar la fuente de alimentación,
- cuadro de mando eléctrico.
Ventajas de los evaporadores PP-TEC
A la hora de diseñar una planta de evaporación siempre se deben tener en cuenta tres elementos:
1. Garantizar el rendimiento especificado,
2. Crear la protección necesaria contra la hipotermia y el sobrecalentamiento del núcleo del evaporador.
3. Calcule correctamente la geometría de la ubicación del refrigerante al conductor de gas en el evaporador.
El rendimiento del evaporador depende no sólo de la cantidad de tensión de alimentación consumida de la red. Un factor importante es la geometría de la ubicación.
Una disposición correctamente calculada garantiza un uso eficiente del espejo de transferencia de calor y, como resultado, un aumento en el coeficiente. acción útil evaporador.
En los evaporadores “PP-TEC “Innovative Fluessiggas Technik” (Alemania), mediante cálculos correctos, los ingenieros de la empresa lograron un aumento de este coeficiente hasta el 98%.
Las instalaciones de evaporación de la empresa PP-TEC “Innovative Fluessiggas Technik” (Alemania) pierden sólo el dos por ciento de calor. La cantidad restante se utiliza para evaporar el gas.
Casi todos los fabricantes europeos y estadounidenses de equipos de evaporación interpretan de forma completamente errónea el concepto de "protección redundante" (una condición para la implementación de la duplicación de funciones de protección contra el sobrecalentamiento y el sobreenfriamiento).
El concepto de “protección redundante” implica la implementación de una “red de seguridad” de unidades de trabajo individuales y unidades o equipos completos, mediante el uso de elementos duplicados de diferentes fabricantes y con diferentes principios de funcionamiento. Sólo en este caso se puede minimizar la posibilidad de fallo del equipo.
Muchos fabricantes intentan implementar esta función (mientras protegen contra la hipotermia y la entrada de la fracción líquida de GLP al consumidor) instalando dos válvulas magnéticas conectadas en serie del mismo fabricante en la línea de suministro de entrada. O utilizan dos sensores de temperatura para encender/abrir válvulas conectadas en serie.
Imagínese la situación. Una válvula solenoide está atascada en posición abierta. ¿Cómo se puede determinar que la válvula ha fallado? ¡DE NINGUNA MANERA! La instalación seguirá funcionando, habiendo perdido la posibilidad de garantizar un funcionamiento seguro a tiempo durante el sobreenfriamiento en caso de fallo de la segunda válvula.
En los evaporadores PP-TEC esta función se implementó de forma completamente diferente.
En instalaciones de evaporación, la empresa “PP-TEC “Innovative Fluessiggas Technik” (Alemania) utiliza un algoritmo agregado trabajo de tres Elementos de protección contra la hipotermia:
1. Dispositivo electrónico
2. Válvula magnética
3. Válvula de cierre mecánica en la válvula de cierre.
Los tres elementos tienen principios operativos completamente diferentes, lo que nos permite hablar con confianza sobre la imposibilidad de una situación en la que gas no evaporado en forma líquida ingrese a la tubería del consumidor.
En las instalaciones de evaporación de la empresa “PP-TEC “Innovative Fluessiggas Technik” (Alemania), se implementó lo mismo a la hora de proteger el evaporador del sobrecalentamiento. Los elementos involucran tanto la electrónica como la mecánica.
La empresa “PP-TEC “Innovative Fluessiggas Technik” (Alemania) fue la primera en el mundo en implementar la función de integrar una válvula de corte de líquido en la cavidad del propio evaporador con posibilidad de calentamiento constante del corte. válvula.
Ningún fabricante de tecnología de evaporación utiliza esta función patentada. Las unidades de evaporación PP-TEC “Innovative Fluessiggas Technik” (Alemania) pudieron evaporar componentes pesados del GLP mediante un cortador calentado.
Muchos fabricantes, copiándose entre sí, instalan una válvula de cierre en la salida frente a los reguladores. Los mercaptanos, el azufre y los gases pesados contenidos en el gas, que tienen un efecto muy alta densidad Al ingresar a una tubería fría, se condensan y se depositan en las paredes de las tuberías, válvulas de corte y reguladores, lo que reduce significativamente la vida útil del equipo.
En los evaporadores PP-TEC “Innovative Fluessiggas Technik” (Alemania), los sedimentos pesados en estado fundido se mantienen en un separador hasta que se eliminan a través de una válvula de bola de descarga en la unidad de evaporación.
Al eliminar los mercaptanos, la empresa PP-TEC “Innovative Fluessiggas Technik” (Alemania) pudo lograr un aumento significativo en la vida útil de las instalaciones y los grupos reguladores. Esto significa ocuparse de los costos operativos que no requieren el reemplazo constante de las membranas reguladoras, o su costoso reemplazo completo, lo que lleva a un tiempo de inactividad de la unidad de evaporación.
Y la función implementada de calentar la válvula solenoide y el filtro en la entrada a la unidad de evaporación evita que el agua se acumule en ellos y, si se congela en las válvulas solenoides, cause daños al activarse. O limitar la entrada de la fase líquida a la unidad de evaporación.
Las unidades de evaporación de la empresa alemana “PP-TEC “Innovative Fluessiggas Technik” (Alemania) tienen un funcionamiento fiable y estable para durante largos años operación.
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Las unidades de condensación por compresor (CCU) para refrigeración por ventilación son cada vez más habituales en el diseño de sistemas de refrigeración centrales para edificios. Sus ventajas son obvias:
En primer lugar, este es el precio de un kW de frío. En comparación con los sistemas de refrigeración, la refrigeración del aire de impulsión con KKB no contiene refrigerante intermedio, es decir, agua o soluciones anticongelantes, por lo que es más económico.
En segundo lugar, la facilidad de regulación. Una unidad de compresor-condensador funciona para una unidad de aire acondicionado, por lo que la lógica de control es uniforme y se implementa mediante controladores de control de unidad de aire acondicionado estándar.
En tercer lugar, la simplicidad instalación de KKB para enfriar el sistema de ventilación. No se necesitan conductos de aire, ventiladores, etc. adicionales. Sólo está integrado el intercambiador de calor del evaporador y listo. A menudo ni siquiera se requiere un aislamiento adicional de los conductos de suministro de aire.
Arroz. 1. KKB LENNOX y diagrama de su conexión a la unidad de tratamiento de aire.
En el contexto de ventajas tan notables, en la práctica nos encontramos con muchos ejemplos de sistemas de ventilación de aire acondicionado, en los que los equipos de aire acondicionado no funcionan en absoluto o fallan muy rápidamente durante el funcionamiento. El análisis de estos hechos muestra que la razón suele ser la selección incorrecta de la unidad de aire acondicionado y del evaporador para enfriar el aire suministrado. Por lo tanto, consideraremos la metodología estándar para seleccionar unidades compresor-condensadora e intentaremos mostrar los errores que se cometen en este caso.
Método INCORRECTO, pero el más común, para seleccionar un KKB y un evaporador para unidades de tratamiento de aire de flujo directo
- Como dato inicial, necesitamos conocer el flujo de aire. unidad de tratamiento de aire. Pongamos como ejemplo 4500 m3/hora.
- La unidad de suministro es de flujo directo, es decir. sin recirculación, funciona 100% con aire exterior.
- Determinemos el área de construcción, por ejemplo, Moscú. Los parámetros calculados del aire exterior para Moscú son +28C y 45% de humedad. Tomamos estos parámetros como parámetros iniciales del aire en la entrada al evaporador del sistema de suministro. A veces, los parámetros del aire se toman "con reserva" y se fijan en +30C o incluso en +32C.
- Establezcamos los parámetros de aire necesarios en la salida del sistema de suministro, es decir en la entrada de la habitación. A menudo, estos parámetros se establecen entre 5 y 10 ° C por debajo de la temperatura requerida del aire de suministro en la habitación. Por ejemplo, +15°C o incluso +10°C. Nos centraremos en el valor medio de +13C.
- siguiente con usando identificación Los diagramas (Fig. 2) construyen el proceso de enfriamiento del aire en el sistema de enfriamiento de ventilación. Determinamos el flujo de enfriamiento requerido en determinadas condiciones. En nuestra versión, el caudal de refrigeración necesario es de 33,4 kW.
- Seleccionamos el KKB según el caudal de refrigeración requerido de 33,4 kW. Hay un modelo cercano grande y otro más pequeño en la línea KKB. Por ejemplo, para el fabricante LENNOX estos son los modelos: TSA090/380-3 para 28 kW de frío y TSA120/380-3 para 35,3 kW de frío.
Aceptamos un modelo con una reserva de 35,3 kW, es decir. TSA120/380-3.
Y ahora le diremos qué sucederá en el sitio cuando la unidad de tratamiento de aire y la unidad de tratamiento de aire que seleccionamos funcionen juntas de acuerdo con el método descrito anteriormente.
El primer problema es la sobreestimación de la productividad del KKB.
El aire acondicionado de ventilación se selecciona para parámetros de aire exterior de +28 ° C y 45 % de humedad. Pero el cliente no sólo piensa utilizarlo cuando afuera hace +28°C, sino que a menudo las habitaciones ya están calientes debido al exceso de calor interno a partir de +15°C afuera. Por lo tanto, el controlador ajusta la temperatura del aire de suministro en el mejor de los casos a +20 °C y, en el peor de los casos, incluso a menos. KKB produce un rendimiento del 100 % o del 0 % (con raras excepciones de control suave cuando se utilizan unidades exteriores VRF en forma de KKB). Cuando la temperatura del aire exterior (de entrada) disminuye, el KKB no reduce su rendimiento (y de hecho, incluso aumenta ligeramente debido a un mayor subenfriamiento en el condensador). Por lo tanto, cuando la temperatura del aire en la entrada del evaporador disminuye, el KKB tenderá a producir una temperatura del aire más baja en la salida del evaporador. Usando nuestros datos de cálculo, la temperatura del aire de salida es +3C. Pero esto no puede ser, porque... El punto de ebullición del freón en el evaporador es de +5 ° C.
En consecuencia, reducir la temperatura del aire en la entrada del evaporador a +22 ° C o menos, en nuestro caso, conduce a un rendimiento sobreestimado del KKB. Además, el freón no hierve lo suficiente en el evaporador, el refrigerante líquido regresa a la succión del compresor y, como resultado, el compresor falla debido a daños mecánicos.
Pero nuestros problemas, por extraño que parezca, no terminan ahí.
El segundo problema es un EVAPORADOR BAJADO.
Echemos un vistazo más de cerca a la selección del evaporador. Al seleccionar una unidad de tratamiento de aire, se establecen parámetros específicos para el funcionamiento del evaporador. En nuestro caso, esta es la temperatura del aire en la entrada +28C y una humedad del 45% y en la salida +13C. ¿Medio? el evaporador se selecciona EXACTAMENTE para estos parámetros. Pero, ¿qué pasará cuando la temperatura del aire en la entrada del evaporador sea, por ejemplo, no de +28 °C, sino de +25 °C? La respuesta es bastante simple si nos fijamos en la fórmula para la transferencia de calor de cualquier superficie: Q=k*F*(Tv-Tph). k*F – el coeficiente de transferencia de calor y el área de intercambio de calor no cambiarán, estos valores son constantes. Tf: el punto de ebullición del freón no cambiará, porque también se mantiene a una temperatura constante de +5 °C (en funcionamiento normal). Pero TV: la temperatura media del aire ha bajado tres grados. En consecuencia, la cantidad de calor transferida será menor en proporción a la diferencia de temperatura. Pero KKB “no lo sabe” y sigue proporcionando el 100% de productividad requerido. El freón líquido vuelve a la succión del compresor y provoca los problemas descritos anteriormente. Aquellos. La temperatura calculada del evaporador es la temperatura MÍNIMA de funcionamiento del KKB.
Aquí se puede objetar: "¿Pero qué pasa con el trabajo de los sistemas divididos on-off?" La temperatura de diseño en los splits es de +27C en la habitación, pero en realidad pueden funcionar hasta +18C. El hecho es que en los sistemas split la superficie del evaporador se selecciona con un margen muy grande, al menos el 30%, solo para compensar la disminución en la transferencia de calor cuando baja la temperatura en la habitación o la velocidad del ventilador. unidad interior disminuye. Y finalmente,
Problema tres: selección de KKB “Con RESERVA”...
La reserva de productividad al seleccionar un KKB es extremadamente perjudicial, porque La reserva es freón líquido en la succión del compresor. Y al final tenemos el compresor atascado. En general, la capacidad máxima del evaporador siempre debe ser mayor que la capacidad del compresor.
Intentemos responder la pregunta: ¿cómo seleccionar CORRECTAMENTE KKB para los sistemas de suministro?
En primer lugar, es necesario comprender que la fuente de frío en forma de unidad compresora-condensadora no puede ser la única en el edificio. El acondicionamiento del sistema de ventilación solo puede eliminar parte de la carga máxima que ingresa a la habitación con aire de ventilación. Y en cualquier caso, mantener una determinada temperatura en el interior recae en los cerradores locales ( unidades interiores VRF o fancoils). Por lo tanto, el KKB no debe mantener una determinada temperatura al enfriar la ventilación (esto es imposible debido a la regulación de encendido y apagado), sino que debe reducir la entrada de calor al local cuando se excede una determinada temperatura exterior.
Ejemplo de un sistema de ventilación y aire acondicionado:
Datos iniciales: ciudad de Moscú con parámetros de diseño para aire acondicionado +28C y 45% de humedad. Caudal de aire de impulsión 4500 m3/hora. Exceso de calor en la habitación procedente de ordenadores, personas, radiación solar, etc. son 50kW. Temperatura ambiente estimada +22C.
La potencia del aire acondicionado debe seleccionarse de forma que sea suficiente en las peores condiciones (temperaturas máximas). Pero los aparatos de aire acondicionado con ventilación también deberían funcionar sin problemas incluso con algunas opciones intermedias. Además mayoría Al mismo tiempo, los sistemas de aire acondicionado con ventilación funcionan solo con una carga del 60-80%.
- Establecemos la temperatura calculada del aire exterior y la temperatura calculada del aire interior. Aquellos. La tarea principal del KKB es enfriar el aire suministrado a temperatura ambiente. Cuando la temperatura del aire exterior es inferior a la temperatura del aire interior requerida, el KKB NO SE ENCIENDE. Para Moscú, desde +28C hasta la temperatura ambiente requerida de +22C, obtenemos una diferencia de temperatura de 6C. En principio, la diferencia de temperatura a través del evaporador no debe ser superior a 10 °C, porque la temperatura del aire de suministro no puede ser inferior al punto de ebullición del freón.
- Determinamos el rendimiento requerido del KKB en función de las condiciones para enfriar el aire de suministro desde la temperatura de diseño de +28C a +22C. El resultado fueron 13,3 kW de frío (diagrama i-d).
- Seleccionamos 13,3 KKB de la línea del popular fabricante LENNOX según el rendimiento requerido. Seleccionamos el KKB MÁS PEQUEÑO más cercano TSA036/380-3с con una productividad de 12,2 kW.
- Seleccionamos el evaporador de suministro entre los peores parámetros para ello. Esta es la temperatura del aire exterior igual a la temperatura interior requerida, en nuestro caso +22C. La productividad en frío del evaporador es igual a la productividad del KKB, es decir 12,2 kilovatios. Más una reserva de rendimiento del 10-20% en caso de contaminación del evaporador, etc.
- Determinamos la temperatura del aire de suministro a una temperatura exterior de +22C. obtenemos 15C. Por encima del punto de ebullición del freón +5 ° C y por encima de la temperatura del punto de rocío +10 ° C, esto significa que no es necesario aislar los conductos de aire de suministro (teóricamente).
- Determinamos el exceso de calor restante en el local. Resultan 50 kW de exceso de calor interno más una pequeña parte del aire de suministro 13,3-12,2 = 1,1 kW. Total 51,1 kW: rendimiento calculado para sistemas de control local.
Conclusiones: La idea principal sobre la que me gustaría llamar la atención es la necesidad de diseñar la unidad compresor-condensador no para la temperatura máxima del aire exterior, sino para la mínima en el rango operativo del aire acondicionado de ventilación. El cálculo del KKB y del evaporador realizado para la temperatura máxima del aire de suministro lleva al hecho de que el funcionamiento normal sólo se producirá en el rango de temperaturas externas a partir de la temperatura de diseño y superiores. Y si la temperatura exterior es inferior a la calculada, se producirá una ebullición incompleta del freón en el evaporador y el retorno del refrigerante líquido a la succión del compresor.
Para aumentar la seguridad de funcionamiento de la unidad de refrigeración, se recomienda que los condensadores, receptores lineales y separadores de aceite (dispositivos alta presión) con una gran cantidad de refrigerante deben colocarse fuera de la sala de máquinas.
Este equipo, así como los receptores para almacenar reservas de refrigerante, deben estar rodeados por una barrera metálica con entrada con cerradura. Los receptores deben protegerse de la luz solar y las precipitaciones mediante un dosel. Los aparatos y recipientes instalados en el interior se pueden ubicar en un taller de compresores o en una sala de equipos especial si tiene una salida independiente al exterior. El paso entre la pared lisa y el dispositivo debe ser de al menos 0,8 m, pero se permite la instalación de dispositivos contra paredes sin paso. La distancia entre las partes sobresalientes de los dispositivos debe ser de al menos 1,0 m, y si este pasaje es el principal, 1,5 m.
Cuando se monten recipientes y aparatos sobre ménsulas o vigas voladizas, estas últimas deberán empotrarse en la pared principal hasta una profundidad mínima de 250 mm.
Se permite la instalación de dispositivos en columnas mediante abrazaderas. Está prohibido perforar las columnas para asegurar el equipo.
Para la instalación de dispositivos y el mantenimiento posterior de condensadores y receptores de circulación, se instalan plataformas metálicas con cercas y escaleras. Si la longitud de la plataforma es superior a 6 m, deberá haber dos escaleras.
Las plataformas y escaleras deberán contar con pasamanos y bordes. La altura de los pasamanos es de 1 m, el borde es de al menos 0,15 m y la distancia entre los postes de los pasamanos no supera los 2 m.
Al finalizar se realizan pruebas de resistencia y densidad de aparatos, recipientes y sistemas de tuberías. trabajo de instalación y dentro de los plazos previstos por las “Reglas para el Diseño y operación segura amoníaco unidades de refrigeración».
Dispositivos cilíndricos horizontales. Los evaporadores de carcasa y tubos, los condensadores horizontales de carcasa y tubos y los receptores horizontales se instalan sobre cimientos de hormigón en forma de pedestales separados estrictamente horizontales con una pendiente permitida de 0,5 mm por 1 m de longitud lineal hacia el cárter de aceite.
Los dispositivos se apoyan sobre vigas de madera antisépticas de al menos 200 mm de ancho con un hueco en la forma del cuerpo (Fig. 10 y 11) y se fijan a la base mediante correas de acero con juntas de goma.
Los dispositivos de baja temperatura se instalan en vigas con un espesor no menor que el espesor del aislamiento térmico, y bajo
Los bloques de madera con una longitud de 50-100 mm y una altura igual al espesor del aislamiento se colocan en cinturones a una distancia de 250-300 mm entre sí alrededor de la circunferencia (Fig. 11).
Para limpiar las tuberías del condensador y del evaporador de la contaminación, la distancia entre las tapas de los extremos y las paredes debe ser de 0,8 m por un lado y de 1,5 a 2,0 m por el otro. Al instalar dispositivos en una habitación para reemplazar las tuberías de condensadores y evaporadores, se instala una "ventana falsa" (en la pared opuesta a la tapa del dispositivo). Para ello se deja una abertura en la mampostería del edificio, que se rellena material de aislamiento térmico, cosido con tablas y enlucido. Al reparar dispositivos, la "ventana falsa" se abre y se restaura al finalizar la reparación. Una vez finalizado el trabajo de colocación de los dispositivos, se les instalan dispositivos de automatización y control, válvulas de cierre y válvulas de seguridad.
La cavidad del aparato para el refrigerante se purga con aire comprimido y se realizan pruebas de resistencia y densidad sin las tapas. Al instalar una unidad de condensador-receptor, se instala un condensador de carcasa y tubos horizontal en la plataforma sobre el receptor lineal. El tamaño del sitio debe garantizar el mantenimiento integral del dispositivo.
Condensadores verticales de carcasa y tubos. Los dispositivos se instalan al aire libre sobre una base maciza con un pozo para drenar el agua. Al realizar la base, los pernos para fijar la brida inferior del aparato se colocan en hormigón. El condensador se instala con una grúa sobre paquetes de almohadillas y cuñas. Al apisonar cuñas, el aparato se coloca estrictamente verticalmente utilizando plomadas ubicadas en dos planos mutuamente perpendiculares. Para evitar que las plomadas se balanceen con el viento, sus pesos se bajan a un recipiente con agua o aceite. La posición vertical del aparato es provocada por el flujo helicoidal de agua a través de sus tubos. Incluso con una ligera inclinación del dispositivo, normalmente el agua no lavará la superficie de las tuberías. Una vez finalizada la alineación del aparato, las almohadillas y las cuñas se sueldan en bolsas y se vierte la base.
Condensadores evaporativos. Se suministran ensamblados para su instalación e instalados sobre una plataforma cuyas dimensiones permiten el mantenimiento integral de estos dispositivos. «La altura de la plataforma se tiene en cuenta al colocar los receptores lineales debajo de ella. Para facilitar el mantenimiento, la plataforma está equipada con una escalera y, si los ventiladores están ubicados en la parte superior, se instala adicionalmente entre la plataforma y el plano superior del dispositivo.
Después de instalar el condensador evaporativo, conéctelo a bomba de circulación y tuberías.
Los más utilizados son los condensadores evaporativos del tipo TVKA y Evako fabricados por VNR. La capa repelente de caídas de estos dispositivos está hecha de plástico, por lo que se debe prohibir la soldadura y otros trabajos con llamas abiertas en el área donde se instalan los dispositivos. Los motores de los ventiladores están conectados a tierra. Al instalar el dispositivo en una colina (por ejemplo, en el techo de un edificio), se debe utilizar protección contra rayos.
Evaporadores de paneles. Se suministran como unidades separadas y se ensamblan durante los trabajos de instalación.
El tanque del evaporador se prueba para detectar fugas vertiendo agua y se instala en forjado 300-400 mm de espesor (Fig. 12), cuya altura de la parte subterránea es de 100-150 mm. Entre los cimientos y el tanque se colocan vigas de madera antisépticas o traviesas de ferrocarril y aislamiento térmico. Las secciones del panel se instalan en el tanque estrictamente horizontalmente, niveladas. Se aíslan y enlucin las superficies laterales del tanque y se ajusta el funcionamiento del mezclador.
Dispositivos de cámara. Las baterías de pared y techo se ensamblan a partir de secciones estandarizadas (Fig. 13) en el lugar de instalación.
Para las baterías de amoníaco, se utilizan secciones de tubería con un diámetro de 38X2,5 mm, para refrigerante, con un diámetro de 38X3 mm. Los tubos están revestidos con aletas enrolladas en espiral hechas de cinta de acero de 1X45 mm con distancias entre aletas de 20 y 30 mm. Las características de las secciones se presentan en la tabla. 6.
La longitud total de las mangueras de la batería en los circuitos de bombeo no debe exceder los 100-200 m. La batería se instala en la cámara mediante piezas empotradas fijadas en el techo durante la construcción del edificio (Fig. 14).
Las mangueras de la batería se colocan estrictamente horizontalmente y niveladas.
Los enfriadores de aire de techo se suministran ensamblados para su instalación. Estructuras portantes Los dispositivos (canales) están conectados a los canales de las piezas integradas. La instalación horizontal de los dispositivos se comprueba mediante el nivel hidrostático.
Las baterías y los refrigeradores de aire se transportan hasta el lugar de instalación mediante carretillas elevadoras u otros dispositivos de elevación. La pendiente permitida de las mangueras no debe exceder los 0,5 mm por 1 m de longitud lineal.
Para eliminar el agua derretida durante la descongelación, se instalan tuberías de drenaje en las que se fijan elementos calefactores del tipo ENGL-180. El elemento calefactor es una cinta de fibra de vidrio, que se basa en núcleos calefactores metálicos hechos de una aleación de alta resistividad. Los elementos calefactores se enrollan en la tubería en espiral o se colocan linealmente y se fijan a la tubería con cinta de vidrio (por ejemplo, cinta LES-0.2X20). En la sección vertical de la tubería de drenaje, los calentadores se instalan solo en forma de espiral. Cuando se colocan linealmente, los calentadores se fijan a la tubería con cinta de vidrio en incrementos de no más de 0,5 m. Una vez asegurados los calentadores, la tubería se aísla con un aislamiento no inflamable y se reviste con una funda protectora de metal. En lugares donde el calentador tiene curvas importantes (por ejemplo, en bridas), se debe colocar debajo una cinta de aluminio con un espesor de 0,2-1,0 mm y un ancho de 40-80 mm para evitar el sobrecalentamiento local.
Una vez finalizada la instalación, todos los dispositivos se prueban en cuanto a resistencia y densidad.
Evaporadores
En el evaporador, el refrigerante líquido hierve y pasa a estado de vapor, eliminando calor del medio enfriado.
Los evaporadores se dividen en:
por tipo de medio enfriado: para enfriar medios gaseosos (aire u otras mezclas de gases), para enfriar refrigerantes líquidos (refrigerantes), para enfriar sólidos (productos, sustancias de proceso), evaporadores-condensadores (en máquinas de refrigeración en cascada);
dependiendo de las condiciones de movimiento del medio enfriado - con circulación natural ambiente refrigerado, con circulación forzada del ambiente refrigerado, para enfriar medios estacionarios (enfriamiento por contacto o congelación de productos);
por método de llenado: tipos inundados y no inundados;
según el método de organización del movimiento del refrigerante en el aparato, con circulación natural del refrigerante (circulación del refrigerante bajo la influencia de una diferencia de presión); con circulación forzada de refrigerante (con bomba de circulación);
Dependiendo del método para organizar la circulación del líquido enfriado, con un sistema cerrado de líquido enfriado (carcasa y tubo, carcasa y bobina), con un sistema abierto de líquido enfriado (panel).
En la mayoría de los casos, el medio refrigerante es el aire, un refrigerante universal que siempre está disponible. Los evaporadores se diferencian por el tipo de canales por los que fluye y hierve el refrigerante, el perfil de la superficie de intercambio de calor y la organización del movimiento del aire.
Tipos de evaporadores
Los evaporadores de tubos de láminas se utilizan en frigoríficos domésticos. Fabricado a partir de dos láminas con canales estampados. Después de combinar los canales, las láminas se unen mediante soldadura por rodillos. Al evaporador ensamblado se le puede dar la forma P- o Diseño en forma de O(según la forma de una cámara de baja temperatura). El coeficiente de transferencia de calor de los evaporadores de tubos planos oscila entre 4 y 8 V/(m cuadrados * K) con una diferencia de temperatura de 10 K.
a, b - en forma de O; c - panel (estante del evaporador)
Los evaporadores de tubo liso son serpentines hechos de tubos que se fijan a bastidores mediante soportes o soldaduras. Para facilitar la instalación, los evaporadores de tubo liso se fabrican en forma de baterías de pared. Una batería de este tipo (baterías evaporativas de tubo liso de pared de los tipos BN y BNI) se utiliza en los barcos para equipar cámaras de almacenamiento. productos alimenticios. Para enfriar las cámaras de suministro se utilizan baterías de pared de tubo liso diseñadas por VNIIholodmash (ON26-03).
Los evaporadores de tubos con aletas se utilizan más ampliamente en equipos de refrigeración comercial. Los evaporadores están hechos de tubos de cobre con un diámetro de 12, 16, 18 y 20 mm con un espesor de pared de 1 mm o tira de latón L62-T-0,4 con un espesor de 0,4 mm. Para proteger la superficie de las tuberías de la corrosión por contacto, se recubren con una capa de zinc o cromo.
Para equipar máquinas frigoríficas con una potencia de 3,5 a 10,5 kW, se utilizan evaporadores IRSN (evaporador de pared seca con tubos de aletas). Los evaporadores están hechos de tubo de cobre con un diámetro de 18 x 1 mm, aletas de cinta de latón de 0,4 mm de espesor con un paso de aletas de 12,5 mm.
Un evaporador de tubo de aletas equipado con un ventilador para la circulación forzada de aire se llama enfriador de aire. El coeficiente de transferencia de calor de dicho intercambiador de calor es mayor que el de un evaporador de aletas y, por lo tanto, las dimensiones y el peso del dispositivo son menores.
mal funcionamiento del evaporador transferencia de calor técnica
Los evaporadores de carcasa y tubos son evaporadores con circulación cerrada de líquido enfriado (refrigerante o medio de proceso líquido). El líquido enfriado fluye a través del evaporador bajo la presión creada por la bomba de circulación.
En los evaporadores inundados de carcasa y tubos, el refrigerante hierve a Superficie exterior tuberías, y el líquido enfriado fluye dentro de las tuberías. El sistema de circulación cerrada permite sistemas de enfriamiento reducidos debido al contacto reducido con el aire.
Para enfriar el agua, a menudo se utilizan evaporadores de carcasa y tubos con refrigerante hirviendo dentro de las tuberías. La superficie de intercambio de calor tiene forma de tubos con aletas internas y el refrigerante hierve dentro de los tubos y el líquido enfriado fluye en el espacio entre tubos.
Evaporadores en funcionamiento
· Al operar evaporadores, es necesario cumplir con los requisitos de las instrucciones de los fabricantes, estas Reglas y las instrucciones de producción.
· Cuando la presión en las líneas de descarga de los evaporadores alcance un nivel superior al previsto en el diseño, los motores eléctricos y refrigerantes de los evaporadores deberán apagarse automáticamente.
· No está permitido operar evaporadores con ventilación defectuosa o apagada, con instrumentos de control y medición defectuosos o sin ellos, si hay una concentración de gas en la habitación que excede el 20% del límite inferior de concentración de propagación de la llama.
· La información sobre el modo de operación, la cantidad de tiempo trabajado por compresores, bombas y evaporadores, así como los problemas operativos deben reflejarse en el registro operativo.
· La salida de los evaporadores del modo de funcionamiento al modo de reserva debe realizarse de acuerdo con las instrucciones de producción.
· Después de apagar el evaporador, se deben cerrar las válvulas de cierre en las líneas de succión y descarga.
Temperatura del aire en los compartimentos de evaporación en tiempo de trabajo no debe ser inferior a 10°C. Cuando la temperatura del aire es inferior a 10 °C, es necesario drenar el agua del suministro de agua, así como del sistema de refrigeración del compresor y del sistema de calefacción del evaporador.
· En el departamento de evaporación deberá contarse con esquemas tecnológicos de equipos, tuberías e instrumentación, instructivos de funcionamiento de las instalaciones y bitácoras de funcionamiento.
· Mantenimiento Los evaporadores son realizados por personal operativo bajo la supervisión de un especialista.
· La reparación rutinaria de equipos de evaporación incluye operaciones de mantenimiento e inspección, desmontaje parcial del equipo con reparación y sustitución de piezas y componentes de desgaste.
· Al operar evaporadores se deben cumplir los requisitos para el funcionamiento seguro de recipientes a presión.
· El mantenimiento y reparación de los evaporadores debe realizarse en la medida y dentro de los plazos especificados en el pasaporte del fabricante. El mantenimiento y reparación de tuberías de gas, accesorios, dispositivos automáticos de seguridad e instrumentación de los evaporadores debe realizarse dentro de los plazos establecidos para este equipo.
No se permite el funcionamiento de evaporadores en los siguientes casos:
1) aumento o disminución de la presión de la fase líquida y de vapor por encima o por debajo de los estándares establecidos ;
2) mal funcionamiento de válvulas de seguridad, instrumentación y equipos de automatización;
3) falta de verificación de la instrumentación;
4) sujetadores defectuosos;
5) detección de fugas de gas o sudoración en soldaduras, conexiones atornilladas, así como violación de la integridad de la estructura del evaporador;
6) entrada de la fase líquida al gasoducto en fase de vapor;
7) detener el suministro de refrigerante al evaporador.
Reparación de evaporador
Evaporador demasiado débil . Generalización de los síntomas.
En este apartado definiremos el mal funcionamiento del “evaporador demasiado débil” como cualquier mal funcionamiento que provoque una disminución anormal de la capacidad de refrigeración debido a un fallo del propio evaporador.
Algoritmo de diagnóstico
Un mal funcionamiento del tipo “evaporador demasiado débil” y, como consecuencia, una caída anormal de la presión de evaporación, se identifica más fácilmente, ya que es el único mal funcionamiento en el que, simultáneamente con una caída anormal de la presión de evaporación, la presión de evaporación es normal o ligeramente reducida. se produce un sobrecalentamiento.
Aspectos prácticos
3tubos y aletas de intercambio de calor del evaporador están sucios
El riesgo de este defecto se da principalmente en instalaciones mal mantenidas. Un ejemplo típico de una instalación de este tipo es un acondicionador de aire que no tiene filtro de aire en la entrada del evaporador.
Para limpiar el evaporador, a veces es suficiente soplar las aletas con un chorro de aire comprimido o nitrógeno en la dirección movimiento opuesto aire durante el funcionamiento de la instalación, pero para eliminar completamente la suciedad, a menudo es necesario utilizar agentes de limpieza y detergentes especiales. En algunos casos especialmente graves, puede que incluso sea necesario sustituir el evaporador.
Filtro de aire sucio
En los acondicionadores de aire, la contaminación de los filtros de aire instalados en la entrada del evaporador provoca un aumento de la resistencia al flujo de aire y, como consecuencia, una caída del flujo de aire a través del evaporador, lo que provoca un aumento de la diferencia de temperatura. Luego, el reparador debe limpiar o cambiar los filtros de aire (por filtros de calidad similar), sin olvidar asegurar el libre acceso al aire exterior al instalar filtros nuevos.
Nos parece útil recordarte que los filtros de aire deben estar en perfecto estado. Especialmente en la salida que da al evaporador. No se debe permitir que el medio filtrante se rompa o pierda espesor debido a lavados repetidos.
Si el filtro de aire está en mal estado o no es adecuado para el evaporador, las partículas de polvo no serán capturadas bien y provocarán con el tiempo la contaminación de los tubos y aletas del evaporador.
La transmisión por correa del ventilador del evaporador patina o está rota
Si la correa (o correas) del ventilador se desliza, la velocidad de rotación del ventilador disminuye, lo que conduce a una disminución en el flujo de aire a través del evaporador y un aumento en la diferencia de temperatura del aire (en el límite, si la correa está rota, no hay aire flujo en absoluto).
Antes de tensar la correa, el reparador debe comprobar su desgaste y, si es necesario, sustituirla. Por supuesto, el reparador también debe comprobar la alineación de las correas e inspeccionar minuciosamente la transmisión (limpieza, holguras mecánicas, engrase, tensión), así como el estado del motor de tracción con el mismo cuidado que el propio ventilador. Naturalmente, cada reparador no puede tener en stock en su automóvil todos los modelos existentes de correas de transmisión, por lo que primero debe consultar con el cliente y seleccionar el juego correcto.
Polea de ancho de ranura variable mal ajustada
La mayoría de los acondicionadores de aire modernos están equipados con motores de accionamiento de ventilador, en cuyo eje se instala una polea de diámetro variable (ancho de canal variable).
Al finalizar el ajuste, es necesario asegurar la mejilla móvil en la parte roscada del cubo mediante un tornillo de bloqueo, y el tornillo debe atornillarse lo más fuerte posible, asegurándose con cuidado de que la pata del tornillo descanse contra un especial plano ubicado en la parte roscada del cubo y evitando daños a la rosca. De lo contrario, si el tornillo de bloqueo aplasta la rosca, será difícil ajustar aún más la profundidad de la ranura, e incluso puede resultar completamente imposible. Después de ajustar la polea, es necesario en cualquier caso comprobar la corriente consumida por el motor eléctrico (ver la descripción del mal funcionamiento siguiente).
Grandes pérdidas de presión en el recorrido del aire del evaporador.
Si Se ajusta una polea de diámetro variable a la velocidad máxima del ventilador, pero el caudal de aire sigue siendo insuficiente, lo que significa que las pérdidas en el recorrido del aire son demasiado grandes en relación con la velocidad máxima del ventilador.
Una vez que esté firmemente convencido de que no hay otros problemas (una persiana o una válvula está cerrada, por ejemplo), se debe considerar aconsejable reemplazar la polea de manera que aumente la velocidad de rotación del ventilador. Lamentablemente, aumentar la velocidad del ventilador no sólo requiere sustituir la polea, sino que también conlleva otras consecuencias.
El ventilador del evaporador gira en dirección opuesta.
El riesgo de que se produzca un mal funcionamiento de este tipo siempre existe durante la puesta en servicio. nueva instalación cuando el ventilador del evaporador está equipado con un motor de accionamiento trifásico (en este caso, basta con intercambiar dos fases para restablecer el sentido de rotación deseado).
El motor del ventilador, diseñado para ser alimentado desde una red con una frecuencia de 60 Hz, está conectado a una red con una frecuencia de 50 Hz.
Este problema, que afortunadamente es bastante raro, puede afectar principalmente a motores fabricados en EE. UU. y diseñados para su uso con alimentación de CA de 60 Hz. Tenga en cuenta que algunos motores fabricados en Europa y destinados a la exportación también pueden requerir una frecuencia de suministro de 60 Hz. Para comprender rápidamente la causa de este mal funcionamiento, simplemente lea al técnico especificaciones motor en una placa especial adherida a él.
3contaminación gran número aletas del evaporador
Si muchas aletas del evaporador están cubiertas de suciedad, la resistencia al movimiento del aire a través de ellas aumentado, lo que conduce a una disminución en el flujo de aire a través del evaporador y un aumento en la caída de la temperatura del aire.
Y luego el reparador no tendrá más remedio que limpiar a fondo las partes contaminadas de las aletas del evaporador en ambos lados con un peine especial con un paso de dientes que coincida exactamente con la distancia entre las aletas.
Mantenimiento del evaporador
Consiste en asegurar la eliminación del calor de la superficie de transferencia de calor. Para estos fines, el suministro de refrigerante líquido a evaporadores y enfriadores de aire se regula para crear el nivel requerido en sistemas inundados o en la cantidad necesaria para garantizar un sobrecalentamiento óptimo del vapor de escape en sistemas no inundados.
La seguridad operativa depende en gran medida de la regulación del suministro de refrigerante y del orden de encendido y apagado de los evaporadores. sistemas de evaporación. El suministro de refrigerante se regula de tal manera que se evite la penetración de vapor desde el lado de alta presión. Esto se logra mediante operaciones de control suaves y manteniendo el nivel requerido en el receptor lineal. Al conectar evaporadores desconectados a un sistema operativo, es necesario evitar el funcionamiento húmedo del compresor, lo que puede ocurrir debido a la liberación de vapor del evaporador calentado junto con gotas de refrigerante líquido cuando hierve repentinamente después de un uso descuidado o imprudente. apertura de las válvulas de cierre.
El procedimiento de conexión del evaporador, independientemente de la duración de la parada, siempre debe ser el siguiente. Detenga el suministro de refrigerante al evaporador en funcionamiento. Cierre la válvula de succión del compresor y abra gradualmente la válvula de cierre del evaporador. Después de esto, la válvula de succión del compresor también se abre gradualmente. Luego se regula el suministro de refrigerante a los evaporadores.
Para garantizar una transferencia de calor eficiente en evaporadores de unidades de refrigeración con sistemas de salmuera, asegúrese de que toda la superficie de transferencia de calor esté sumergida en salmuera. En los evaporadores de tipo abierto, el nivel de salmuera debe estar entre 100 y 150 mm por encima de la sección del evaporador. Cuando opere evaporadores de carcasa y tubos, asegúrese de que el aire se libere oportunamente a través de las válvulas de aire.
Al dar servicio a los sistemas de evaporación, controlan el deshielo (calentamiento) oportuno de la capa de escarcha en los radiadores y enfriadores de aire, verifican si la tubería de drenaje del agua derretida está congelada, controlan el funcionamiento de los ventiladores, el cierre hermético de las trampillas y puertas para evitar pérdidas de aire enfriado.
Al descongelar, controle el suministro uniforme de vapores de calentamiento, evitando el calentamiento desigual de las partes individuales del aparato y sin exceder la velocidad de calentamiento de 30 C.
El suministro de refrigerante líquido a los enfriadores de aire en instalaciones sin bombas está controlado por el nivel en el enfriador de aire.
En instalaciones con circuito de bomba, la uniformidad del flujo de refrigerante hacia todos los enfriadores de aire se regula en función de la tasa de congelación.
Bibliografía
· Instalación, operación y reparación de equipos de refrigeración. Libro de texto (Ignatiev V.G., Samoilov A.I.)