На рис. 7.1 представлена схема участка испарителя с прямым циклом расширения, который предназначен для перегрева паров хладагента. ТРВ настроен таким образом, чтобы при нормальной работе установки перегрев паров составлял 7 К.


 

Когда охлаждаемый воздух приходит к испарителю с начальной температурой 25°С, для того, чтобы обеспечить перегрев паров 7 К, достаточно участка трубопровода испарителя длиной А-В.

При этом давление кипения составляет 5,2 бар (то есть давление насыщенных паров R22 при 7°С), что эквивалентно температурному напору Д0полн (разность между температурой воздуха на входе tae и температурой кипения to) 18 К, - величине, принятой для кондиционеров.

Поскольку установка работает нормально, температура окружающей среды падает и, следовательно, температура воздуха на входе в испаритель также уменьшается.

Предположим, что через некоторое время температура воздуха на входе в испаритель понизилась до 20°С.

Поскольку настройка ТРВ не меняется, он продолжает поддерживать перегрев почти постоянным и равным 7 К.

Но для того, чтобы обеспечить тот же перегрев паров при более низкой температуре воздуха, необходимо увеличить длину участка трубопровода испарителя, на котором происходит теплообмен между парами хладагента и воздуха!

Поэтому для наружного воздуха с температурой 20°С длина участка теплообмена А '-В, обеспечивающего перегрев 7 К, гораздо больше длины участка А-В, обеспечивающего перегрев паров в те же 7 К, но для воздуха с температурой 25°С!

Поскольку участок трубопровода, обеспечивающий перегрев, содержит только пары, можно утверждать, что в испарителе находится меньше жидкого хладагента, когда воздух на входе имеет температуру 20°С, и больше жидкого хладагента, когда он имеет температуру 25 °С.

ПРИМЕЧАНИЕ. ТРВ, настроенный на постоянный перегрев, работает очень точно. Когда в испаритель поступает более горячий воздух, то есть когда потребность в холодопроизводительности возрастает, испаритель оказывается заполненным большим количеством жидкости.

Если воздух более холодный, ТРВ начинает закрываться, количество жидкости в испарителе уменьшается и холодопроизводительность падает. При этом давление кипения тоже падает.

Иначе говоря, когда температура воздуха на входе в испаритель уменьшается, проходное сечение ТРВ сужается, чтобы сохранить заданный перегрев, вызывая тем самым падение давления кипения (НД).
Рассмотрим, как меняется НД, когда тепловая нагрузка уменьшается (см. рис. 7.2).






Из рисунка видно, что чем больше падает температура воздуха на входе в испаритель (tae), тем больше закрывается ТРВ, чтобы сохранить заданный перегрев, и тем больше уменьшается температура кипения (to).





При этом следует отметить, что температурный напор Лвполн остается практически постоянным, если не меняется давление конденсации (ВД), то есть если оно правильно отрегулировано.

После ввода в эксплуатацию кондиционера установлено, что при температуре воздуха на входе в испаритель 22°С температура кипения to = 2°С.
При какой минимальной температуре воздуха на входе в испаритель регулирующий термостат должен будет выключить компрессор?

                                                                                         Решение

В данном кондиционере температурный напор Абполн = 22 - 2 = 20 К (верхний предел). Если температура воздуха на входе в испаритель достигнет 20°С, температура кипения хладагента будет составлять 0°С, что может вызвать начало роста снежной шубы на испарителе со всеми вытекающими отсюда неприятностями для работы кондиционера.
Следовательно, регулирующий термостат должен быть настроен таким образом, чтобы выключать компрессор при температуре воздуха на входе в испаритель не ниже 20°С.

На рис. 6.1 представлены два предельных варианта заполнения испарителя, между которыми при настройке перегрева необходимо выбирать разумный компромисс.