Дата публикации: 19.04.2022 в 09:28
Существует несколько способов понижения температуры в холодильном контуре кондиционера. Среди самых известных физических принципов следует выделить: дросселирование, внешнее расширение в детандерах (детандирование), с использованием вихревого эффекта, термоэлектрического эффекта с помощью пропускания эл. тока, и магнитокалорического принципа. Общая схема работы данных способов одинакова для любого типа кондиционеров независимо от его устройства, назначения, или производительности. Напомним в общих чертах функционирование установки по выработке искусственного холода. В основе всего находится компрессор, который нагнетает пары холодильного агента в конденсатор, в котором посредством вентилятора теплый воздух удаляется за пределы помещения (обычно на улицу).
Затем относительно охлажденный хладагент, продвигаясь по системе, попадает в капиллярную трубку, выполняющую роль терморегулирующего вентиля, после которой с более пониженным давлением и температурой поступает в испаритель. Такая образующаяся охлажденная парогазовая смесь аналогично конденсатору, но с противоположенной температурой, и с помощью собственного вентилятора принудительно поступает в помещение, охлаждая его. В дальнейшем хладагент снова попадает в компрессор и все начинается сначала, цикл прохождения фреоновой смеси по холодильному контуру пройден. Рассмотрим первые два способа получения более холодного состояния воздушной среды как наиболее часто встречающихся в современных системах кондиционирования.
Дросселирование
Самый распространенный метод получения искусственного холода – дросселирование. Он имеет в своей основе способ давления жидкости или газа, который проходит через гидравлическое сопротивление трубопровода – дроссель. В качестве дросселя может выступать суженный участок трубы, например внутреннее сопло, или диафрагма. Поток хладагента, проходящий под давлением через данный участок с уменьшенным внутренним сечением, вынужден тратить собственную внутреннюю энергию, вследствие чего его температура, как правило, понижается. Здесь также необходимо учитывать, что при определенном диапазоне термодинамических состояний, когда проходящий плотный поток хладагента через местное сопротивление может вызвать повышение температуры. Для охлаждающей техники умеренного холода, к которой относятся бытовые и многие полупромышленные кондиционеры, подобный интервал динамики температур прямого отношения, как правило, не имеет.
Тем не менее, обратный эффект охлаждения – нагрев, который и следует иметь это ввиду, особенно в процессе разработки и проектирования систем кондиционирования и охлаждения. Суть метода дросселирования заключается в следующем: поток жидкого или газообразного холодильного агента движется по трубопроводу, на определенном участке ему встречается более суженный участок трубы, то есть с меньшим сечением отверстия или перегородка, частично перекрывающая дальнейший проход рабочему веществу. Проходя через такое внутреннее сопротивление скорость потока возрастает с изменением величины теплосодержания (энтальпии) что характеризуется снижение температуры хладагента. Это самый простой способ получения охлаждающего эффекта.
Детандирование
Способ детандирования, его еще называют расширением с получением внешней работы, основывается на адиабатном увеличении объема газообразной среды холодильного агента. Процесс расширения является термодинамическим и более эффективным по сравнению с дросселированием. За счет него обеспечивается значительный перепад температур, более высокая холопроизводительность устройства, и кроме этого совершается полезная внешняя работа. В отличие от дросселирования, где фреон проходит сквозь диафрагму, расположенную в трубопроводе, в детандоре, в зависимости от его конструкции, рабочее вещество расширяясь охлаждается и может быть приложено к другому внешнему устройству, например к турбине генератора, какому-либо вращающемуся механизму или насосу.
Процесс детандирования охлаждающегося агента напоминает схему работы поршневого компрессора, но отличается от него более сложной системой газораспределения с участием внешнего привода, например магнито-электрического, на отрывание/закрывание впускного и выпускного клапанов. Конструкция управления пропуском потоков рабочего вещества в поршневой детандер более сложная по сравнению с классическим компрессором. Помимо поршневых, существуют и турбодетандорные установки. Они представляют из себя общепринятую конструкцию турбогенераторного устройства, с основой подачи струи газа под высоким давлением на колесо с лопастями.
Механизм работы такого детандерного прибора предельно прост, отсюда и достаточно эффективен. К прикрепленному на вал рабочему колесу, представляющему из себя лопаточную решетку особого профиля, придается воздействие газообразной, или жидкостной смеси под определенным направлением, приводя во вращательное движение всю подвижную конструкцию турбины. При этом газ расширяется и выходит из устройства с более низкой температурой. Оба способа детандирования применяется только на устройствах промышленного назначения и обеспечивает высокую производительность, достаточную глубину охлаждающего эффекта и значительную эффективность. Компания «РОЯЛ Клима» профессионально выполнит диагностику и настройку любого типа кондиционеров производства Royal Clima и окажет услуги по сервисному обслуживанию кондиционерной техники на самом высоком уровне.