Методология выбора дросселирующих устройств холодильных машин малой холодопроизводительности

• Автор: Кошелев, Валерий Леонидович
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 214 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛВА 1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СКВ
1Л Показатели эффективности
1.2 Анализ эффективности одноблочных СКВ
1.3 Влияние КТ на работу СКВ в нерасчетных условиях
1.4 Эффективность многоблочных и многозональных СКВ
1.5 Эффективность СКВ с жидким хладоностелем
1.6 Эффективность судовых СКВ,
ГЛАВА 2. УПРАВЛЕНИЕ ПОТОКАМИ РАБОЧИХ ВЕЩЕСТВ
2.1 Управление циркуляцией хладагента
2.2 Применение электронных регулирующих вентилей
2.3 Согласование характеристик испарителей и РВ
2.4 Предотвращение влажного хода компрессора
2.5 Управление микроклиматом помещений
2.6 Управление многозональными СКВ
2.7 Управление СКВ с жидкими хладоносителями
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА КАПИЛЛЯРНЫХ ТРУБОК
3.1. Состояние вопроса и теоретические основы
3.2. Составляющие перепада давлений-
3 .3’. Порядок численного расчета
3.4. Особенности программированного расчета
3.5. Уточнение расчетной модели и анализ результатов
3.6. Варианты учета скольжения фаз
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА
4Л Построение характеристик КТ
4.2. Влияние режимных параметров
4.3. Проверка достоверности расчетов
4.4. Обобщение результатов расчета
4.5. Расчет трубок при дросселировании пара
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 15
Пер ечень о сновных сокращений и обозначений
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Современные системы кондиционирования воздуха (СКВ) представляют собой высокотехнологичный продукт со значительными затратами интеллектуального труда при их создании. До настоящего времени этому сектору производства в нашей стране уделяется недостаточно внимания. Еще меньше внимания уделяется проектированию и освоению выпуска дросселирующих устройств. Даже при производстве в ограниченном количестве бытовых кондиционеров используются зарубежные комплектующие, не освоено производство многоблочных и многозональных СКВ. Степень автоматизации СКВ отечественного производства заметно отстает от мирового уровня. В'страну ввозятся сотни тысяч единиц холодильного оборудования' и СКВ, многие из которых оснащены микропроцессорными системами, обеспечивающими эффективность работы выше аналогичного оборудования с традиционной релейной автоматикой. Созданию и эффективному использованию отечественных автоматизированных СКВ препятствуют низкая заинтересованность предпринимателей и отсутствие согласованных взаимодействий специалистов по холодильной технике и микропроцессорным системам.
Для объединения усилий специалистов разного профиля в данной работе рассматриваются особенности построения автоматизированных СКВ, а также режимы и алгоритмы функционирования основных подсистем управления: Необходимость этого материала обусловлена его отсутствием в. технической документации на поставляемое оборудование. Производители обычно подробно описывают достоинства оборудования, приводят основные технические данные, порядок его монтажа и технического использования в штатных ситуациях. Отсутствие информации о принципе действия и внутреннем устройстве ряда компонентов СКВ'вынуждают пользователей обращаться за помощью к представителям и поставщикам при возникновении любых нештатных ситуаций.
Для многих СКВ характерно использование реверсивных холодильных машин (ХМ). Удельное потребление электроэнергии в режимах охлаждения и нагрева при разных параметрах окружающей среды зависит от целого ряда факторов, включая согласованность характеристик испарителя и дросселирующего устройства. Повышение энергоэффективности СКВ актуально с позиций, как экономии энергоресурсов, так и уменьшения загрязнения окружающей среды тепловыми и иными выбросами.
В современных СКВ для дросселирования жидкого хладагента применяются электронные регулирующие вентили (ЭРВ), терморегулирующие вентили (ТРВ) и капиллярные трубки (КТ). Нередко через дросселирующие устройства проходит парообразный хладагент. В контурах циркуляции теп-ло-хладоносителя используются двух и трехходовые клапаны с разными исполнительными устройствами. Экономичному изменению расходов рабочих сред способствует применение электродвигателей переменной частоты вращения привода компрессоров, насосов и вентиляторов. Основное внимание в настоящей работе уделяется разработке методики гидродинамического расчета КТ. Рассмотрены принципы построения исполнительных устройств ЭРВ, выполнен анализ формирования, пропорционально-интегрального (ПИ) регулирования перегрева пара на основе широтно-импульсной модуляции клапана с электромагнитным приводом. Для регулирования температуры те-гаю-хладоносителя в вентиляторных доводчиках предложено использовать дроссельное устройство в виде биметаллического диска с лепестками.
Трудности подбора и расчета КТ обусловлены сложностью протекающих в них процессов. Подбор КТ для дросселирования хладонов Ю2 и 1Т22 долгое время проводился по номограмме, построенной на базе испытаний трубки с внутренним диаметром 6^=1,625 мм и длиной £=2030 мм. Переход на новые хладагенты без соответствующей методики расчета КТ затрудняет проектирование нового и не позволяет провести анализ работы ХМ на нерасчетных режимах. Такой анализ необходим и для оценки энергоэффективности СКВ, включая реверсивный режим. Представленная гидродинамиче-

Системы серии ECO-i (ECO-i Mini) на R410A предназначены для обслуживания нескольких помещений с умеренной нагрузкой. В них используются компрессоры и вентиляторы с инверторным электроприводом постоянного тока. Разработаны три модели НБ переменной производительности: SPW CR365-H>05GXH56. Объединение НБ не допускается. Показатели НБ серии ECO-i приведены в прил.2, табл. 13.
Распространенной является двухтрубная-СКВ ECO-i 2WAY Multi (ECO-i W Multi). Как и в ECO Multi, в ней используются НБ переменной производительности PC и постоянной производительности AD. Выпускаются 4 модели блоков PC CR604-H154GDXH8. В модели CR604GDXH8 установлен ротационный компрессор переменной производительности с инверторным управлением, в остальных - дополнительно спиральный компрессор постоянной производительности. Блоки AD представлены моделями CR704-M154 GDCH8, содержащими по два спиральных компрессора. Комбинация блока PC и 3 блока AD обеспечивает производительность до 135 кВт с 40 ВБ.
Трехтрубная система ECO-i 3WAY Multi на хладоне R410A, рассчитана на сеть трехфазного тока (400В/50Гц), но для привода вентиляторов и одного из компрессоров НБ^ применяются электродвигатели с инверторным управлением. Системы основаны на НБ моделей CR704-H404GDZH8, имеющих одинаковые размеры и двухкамерное исполнение. В‘ верхней камере размещается ТО, в нижней - компрессоры, что способствует снижению шума. Каждый НБ содержит компрессор регулируемой производительности и компрессор постоянной. Комбинацией от 1 до 3 НБ и 13-М0 ВБ'получают 21 вариант СКВ с номинальной производительностью 22,4-^-135 кВт. Эффективность блоков данной СКВ достаточно высокая (прил.2, табл. 14).
Многозональная трехтрубная система ECO 3WAY допускает подключение до 16 ВБ, одни из которых могут охлаждать, другие - нагревать, остальные - находиться в режиме ожидания, осушения или вентиляции. Система заправляется хладоном R407C и строится на основе НБ моделей: SPW-CR703^903 GZH8. НБ содержат по два ротационных компрессора: регули-