A
hűtőközeg nyomását és hőmérsékletét le kell csökkentenünk a hőleadási szintről
a hőfelvételi szintre. Ezzel nyerek munkát. Cél az, hogy a hűtőközeget újra
tudjam alkalmazni.
1. ábra Az expanzióhenger elhelyezkedése a hűtőberendezésben
Az adagolók beépítésének helye a kondenzátor és elpárologtató között van. Az adagolók feladata:
· fojtás
· adagolás
· állási időben zárjon
· hűtőközeg-tömegáramot szabályoz (és nem hűtőteljesítményt)
Ahhoz, hogy az elpárologtatóban újból történjen hőfelvétel a hűtő körfolyamat során, a kondenzátort elhagyó hűtőközeg nyomását és hőmérsékletét csökkenteni kell. Az adagoló biztosítja a megfelelő mennyiségű hűtőközeg-tömegáramot az elpárologtatóba. Ha keveset adagol, akkor gyorsan elpárolog a hűtőközeg, az elpárologtatónak nem lesz kihasználva a teljes felülete, így az elpárologtató alultáplált lesz. Ha túl sok hűtőközeget adagol az adagoló az elpárologtatóba, akkor nem fog elpárologni a beadagolt hűtőközeg egy része, vagyis egy része folyadék állapotú marad, a kompresszor így folyadékütést kaphat!
Cél, hogy az adagoló mindig annyi hűtőközeget engedjen be az elpárologtatóba, amennyi abban el tud párologni (még a hűtési terhelés változásakor is).
2. ábra Nyomásváltozások a hűtőberendezés leállását követően
Az adagolók csoportosítása
A kiválasztása az elpárologtatóhoz történik, annak fajtája alapján.
· Száraz rendszerű elpárologtató: szabályozott jellemző: a hűtőközeg állapota elpárologtató végén.
· Elárasztott rendszerű elpárologtató: szabályozott jellemző: hűtőközegszint szabályozása, mert a cél, hogy mindig legyen folyadék a csőben, akkor nem romlik a hőátbocsátási tényező.
Száraz rendszerű elpárologtatóhoz adagolók
Az iparban a leggyakrabban a száraz rendszerű elpárologtatókat használjuk, ahol a szabályozott jellemző a hűtőközeg állapota az elpárologtató végén, hiszen a cél az, hogy a hűtőközeg az elpárologtató-csővezeték hálózatán végigáramolva, az elpárolgási folyamat végére párologjon el. Amennyiben az elpárologtatóból kilépő hűtőközeg még tartalmaz folyadékot is a gőz halmazállapot mellett (elpárologtató túltáplált), akkor fennáll a kompresszor folyadékütésének kockázata, mely a kompresszor tönkremeneteléhez vezet. Ugyanakkor alultáplált elpárologtató nem használja ki az elpárolgáshoz, azaz a megfelelő, szükséges hűtési teljesítmény elvonásához a felületét kellő mértékben, hiszen a hűtőközeg elpárolgása már jóval az elpárologtató vége előtti szakaszban megtörténik. Az elpárologtató megfelelő hűtőközeg-mennyiséggel történő táplálásának feladatát végzi a megfelelően kiválasztott adagoló fajtája, teljesítménye.
Automatikus expanziószelep
3. ábra Száraz rendszerű elpárologtató szabályozása automatikus expanziószeleppel
A nyomás két határérték között változhat csak!
4. ábra Az elpárolgási nyomás változása a hűtőberendezés üzeme és üzemszünete alatt
A hűtéstechnikai rendszer beüzemelésekor (beállításakor) állítják be a szelepház tetején a rugó előfeszítésének mértékét a megfelelő elpárolgási nyomás biztosításához.
Előnye: egyszerű szerkezet és segédenergiát nem igényel.
Hátránya: nem minden hűtési feladatnál lehet alkalmazni (például fagyikészítés).
A folyamat során a hűtött közeg hőmérsékletét csökkenteni kell folyamatosan, például 24 °C-ról -10 °C-ra.
5. ábra A hűtött közeg és elpárolgási hőmérséklet változása az idő függvényében
A
hűtési folyamat elején nagyon nagy a különbség a hűtött közeg és az elpárolgási
hőmérséklet között. Ekkor az történhet, hogy az elpárologtató elején már
elpárolog a hűtőközeg nagy része, így nem lesz kihasználva az elpárologtató
teljes felülete, az elpárologtató alultáplált lesz!
6. ábra Az alultáplált elpárologató blokkvázlata
A hűtött közeg hőmérséklete csökkenni fog ugyan, de időben nagyon sokáig fog tartani, mert a hűtési teljesítmény csökken alultáplált elpárologtató esetén. Tehát automatikus expanziószelepet csak ott lehet alkalmazni, ahol a hűtési terhelés állandó, de nagy lehűlési folyamatnál nem ajánlott! Szerencsés lenne olyan adagolót használni, amely követi a hőterhelés változásait és ahhoz változtatja az elpárolgási nyomást.
Termosztatikus expanziószelep (külsőnyomás-kiegyenlítésű):
Túlhevítési hőmérsékletre szabályoz.
7. ábra A túlhevítési hőmérséklet szemléltetése a T-S diagramon
8. ábra A termosztatikus expanziószelep felépítése
9. ábra A patron elhelyezkedése a csővezeték falán
A csővezeték réz vagy fém, így a külső felületén mérhető hőmérsékletet vehetjük azonosnak a csőben áramló hűtőközeg hőmérsékletével. Ha hőmérséklet-különbség kicsi (vagyis a hűtőközeg nedves gőzt tartalmaz), akkor a patron zárja a szelepet. Ellenkező esetben nyitja a szelepet, és átengedi a hűtőközeget az elpárologtató számára.
Szelepemelkedés
10. ábra A termosztatikus szelep karakterisztikája
Ha nagy a túlhevítettsége a hűtőközegnek, akkor nyit a szelep, ellenkező esetben zár.
11. ábra A hőmérséklet-változások az elpárologtatóban termosztatikus szelep alkalmazása esetén
Mindig ki van használva az elpárologtató felülete, sem túl-, sem alultáplált nem lesz! Így mindig annyi tömegáramot fog biztosítani az adagoló, amennyi elpárolgáshoz szükséges, azaz a hűtési igényhez. Az adagoló után a gyakorlatban egy osztóelem szétosztja az elpárologtató több, párhuzamosan haladó csővezetéke között. Ha ugyanis nagy az elpárologtató, akkor nagy a nyomásesés is az elpárologtatóban.
Kérdés: jó-e az ilyen adagoló, hogyha nagy a nyomásesés az elpárologtatóhoz?
12. ábra Az elpárolgási nyomás változása termosztatikus szelep alkalmazása esetén
Ezt a megoldást hívják külsőnyomás-kiegyenlítő termosztatikus expanziós szelepnek.
13. ábra Az elpárolgási nyomás változása külsőnyomás-kiegyenlítésű termosztatikus expanziószelep esetén
A patront kis átmérőjű vezeték esetén a cső tetejére rögzítik, nagyobb átmérőknél annak oldalán. Fontos, hogy megfelelő mértékű legyen a fémes csatlakozás. A patronra szigetelést tesznek, hogy állásidőben ne kapjon hőt.
14. ábra A patron elhelyezhetősége a csővezetéken
15. ábra A patron és a hűtőköri csővezeték kapcsolata
16. ábra A patronban lévő hűtőközeg tenziógörbéje
A patronban telített állapotú hűtőközeg van. Ha hőt kap, akkor a nyomás nőni fog a patronban, így jelet ad az adagolónak, mely nyit, hűtőközeget enged be az elpárologtatóba. Az üzemszünet miatt azonban a kompresszor áll. Az elpárologtatóban a hűtőközeg közben kondenzálódik, és amikor a kompresszor elindul, akkor az folyadékütést kap. A biztonság miatt így fontos egy mágnesszelep beiktatása az elpárologtató elé, mely lezárja a hűtőközeg útját, amikor a kompresszor megáll. A mágnesszelep elé pedig szűrőt helyeznek.
17. ábra A mágnesszelep helye az elpárologtatónál
A hűtéstechnikai rendszer hűtőközegének és a patronban lévő hűtőközegtöltetnek a tenziógörbéje
18. ábra A patronban lévő hűtőközegének és a hűtőrendszer hűtőközegének tenziógörbéje
A patronba a hűtőberendezésben alkalmazott hűtőközegtől eltérő hűtőközeget töltenek, így nagyobb nyomáskülönbséget lehet elérni, mely biztosabb szelepműködést tesz lehetővé!
