|
|
Перепад давлений в нагнетательном
трубопроводе является, вероятно, менее значимым фактором, чем в любой другой
части системы. Часто считают, что давление нагнетания и давление конденсации
одинаковы. На самом деле — это два различных давления. Давление нагнетания
превышает давление конденсации на величину перепада давлений в нагнетательном
трубопроводе. Наличие перепада давлений в нагнетательном трубопроводе может
существенно увеличить давление нагнетания, но оказать незначительное влияние
на давление конденсации. Несмотря на то что имеется небольшое увеличение
теплоты сжатия при повышении давления нагнетания, объем нагнетаемого пара
немного уменьшается из-за снижения коэффициента подачи компрессора. Поэтому
общее количество тепла, которое должно быть рассеяно через конденсатор, может
быть относительно неизменным, а температура и давление конденсации —
постоянными, несмотря на перепад давлений в нагнетательном трубопроводе.
Однако перепад давлений может вызвать значительные колебания давления
нагнетания.
Работа типового компрессора на R22 с-воздушным
конденсатором в условиях кондиционирования воздуха показывает, что на каждые
35 кПа перепада давлений в нагнетательном трубопроводе производительность
компрессора снижается менее чем на 0,5 %, а потребляемая мощность
увеличивается приблизительно на 1 %. Типовой низкотемпературный компрессор,
работающий на R502 с воздушным конденсатором, теряет примерно 1 %
производительности на каждые 35 кПа перепада давлений, а потребляемая
мощность изменится незначительно или остается постоянной.
Необходимо помнить, что перепад давлений в нагнетательном
трубопроводе на величину до 35 кПа оказывает незначительное влияние на работу
системы. Перепад давлений до 70 кПа почти не влияет на работу системы, если
поверхность конденсатора позволяет поддерживать требуемое давление
конденсации.
Некоторый перепад давлений часто необходим в
нагнетательном трубопроводе для демпфирования пульсации пара в компрессоре
при нагнетании. Эффективность работы некоторых глушителей на
нагнетательных трубопроводах зависит от перепада давлений в них.
Обычно не возникает никаких проблем с нагнетательным
трубопроводом компрессорно-конденсаторного агрегата заводской готовности. Для
систем, смонтированных на месте эксплуатации, с отдельно установленным
конденсатором, необходимо выбирать размер трубопровода.
В связи С тем что в нагнетательном трубопроводе ПрохбДйт
хладагент с высокой температурой, циркуляция масла через горизонтальные и
вертикальные участки трубопровода осуществляется удовлетворительно при низкой
интенсивности потока хладагента. Перемещение масла в вертикальных
трубопроводах зависит от скорости потока пара около стенки трубопровода. Чем
больше диаметр трубопровода, тем выше должна быть скорость в центре
трубопровода для поддержания заданной скорости около поверхности стенки.
Если горизонтальные трубопроводы имеют уклон в сторону
потока хладагента, равный, по крайней мере, 4 мм на 1 м длины, то обычно нет никаких затруднений с циркуляцией масла при низкой скорости потока
хладагента. Однако в связи с тем, что в вертикальных нагнетательных
трубопроводах скорость потока должна быть более низкой, рекомендуется размеры
горизонтальных и вертикальных нагнетательных трубопроводов по возможности
определять на одинаковой основе.
Для демонстрации использования диаграммы принимаем, что
установка работает на R12 при температуре кипения 4,4 °С
Циркуляция масла в нагнетательных трубопроводах обычно
представляет проблему только в установках, в которых имеют место значительные
колебания производительности. Например, система кондиционирования воздуха
может иметь ступени регулирования производительности, позволяющие работать при
малой нагрузке с производительностью, равной 25 или 33 % от расчетной. Такое
же явление может наблюдаться в торговом холодильном оборудовании, где
регулирование производительности осуществляется посредством цикличной работы
параллельно соединенных компрессоров. В таких случаях выбирают такой размер
вертикального нагнетательного трубопровода, который позволяет поддерживать
скорости выше минимально допустимого уровня, требуемого для соответствующей
циркуляции | масла в условиях наименьшей нагрузки.
Рассмотрим систему кондиционирования воздуха, работающую
на R12 и имеющую максимальную расчетную производительность 88 кВт со
ступенями снижения производительности до 66 %. При производительности 88 кВт
масло поступает вверх по вертикальному трубопроводу с наружным диаметром 66,7 мм при небольшой нагрузке. Однако когда производительность системы будет равна 29,2 кВт,
потребуется вертикальный трубопровод с наружным диаметром 41,3 мм. Трубопровод с наружным диаметром 41,3 мм при максимальной нагрузке будет иметь перепад
давлений, равный приблизительно 91 Па на 1 м длины, если температура конденсации составляет 49 °С. При общей эквивалентной длине трубопровода более 45,6 м для поддержания общего перепада давлений в необходимых пределах горизонтальный трубопровод
должен иметь диаметр 54 мм, в результате чего перепад давлений будет
несколько выше 22,7 Па/м,
Широкий диапазон размеров трубопроводов, основанный на
допустимых величинах перепада давлений, позволяет сделать правильный выбор
нагнетательного трубопровода, избежав необходимости применить двойной
вертикальный трубопровод. Если в работающую систему вносятся какие-либо
усовершенствования, в результате чего используемый нагнетательный трубопровод
становится слишком большим при небольшой нагрузке на систему, то устанавливают
маслоотделитель.
Другим ограничивающим фактором при выборе размера
нагнетательного трубопровода является избыточная скорость движения
хладагента, которая может быть причиной шума. При скорости 15,2 м/с или более
может возникнуть сильный шум. Поэтому максимальная скорость потока хладагента
должна быть значительно ниже этой величины. На 312 и 313 даны эквивалентные
скорости потока пара хладагента в нагнетательном трубопроводе в зависимости
от его диаметра при различной производительности систем кондиционирования
воздуха и холодильных установок.
|