ТИПЫ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДАТЧИКОВ ТЕМПЕРАТУРЫ
Чтобы поддерживать требуемое значение температуры воздуха в охлаждаемом объеме, прежде всего необходимо правильно выбрать место размещения чувствительного элемента (термобаллона) датчика температуры. Термобаллон датчика температуры воздуха в охлаждаемом объеме следует располагать таким образом, чтобы на его показания не оказывал влияния воздух с выхода из испарителя (иначе компрессор будет работать в режиме "циклирования"). Также не рекомендуется размещать термобаллон вблизи от входной двери в охлаждаемое пространство, так как это приведет к нежелательному запуску компрессора при каждом открытии двери. Термобаллон датчика температуры воздуха желательно устанавливать в воздушном потоке на входе в испаритель, однако крепить его нужно не к стенке холодильной камеры, а скорее, просверлив отверстие в стенке, пропустить через это отверстие управляющий тракт вместе с термобаллоном и зафиксировать термобаллон на некотором удалении от стенки (см. рис. 61.1).
Термобаллон датчика температуры заполняют какой-либо средой (иногда — жидким хладагентом), которая при изменении температуры термобаллона расширяется или сжимается точно так же, как наполнение термобаллона ТРВ. В связи с этим у датчиков температуры могут появляться те же проблемы, что и в управляющих трактах ТРВ (см. раздел 47 "Проблемы управляющего тракта ТРВ ").
Как правило, используются три основных варианта заполнения термобаллонов и управляющих трактов датчиков температуры.
1) Жидкостная заправка (см. рис. 61.1)
Данный тип заправки используют, когда температура в охлаждаемом объеме может достаточно быстро (более 0,2 К в минуту) изменяться. При этой заправке температура термобаллона всегда должна быть ниже температуры корпуса датчика во избежание перетекания жидкости в полость датчика.


В частности, корпус датчика можно устанавливать за пределами охлаждаемого объема, поскольку температура окружающей среды всегда выше температуры в охлаждаемом объеме. Для предотвращения ложных показаний рекомендуется не допускать контакта капиллярной трубки управляющего тракта датчика с холодильными трубопроводами, особенно с трубопроводом всасывания.

2) Паровая заправка
Этот тип заправки лучше всего подходит для низкотемпературных камер с медленно (менее 0,2 К в минуту) меняющейся температурой, например, при больших объемах холодильных камер. Термобаллоны датчиков с паровой заправкой монтируют по тем же правилам, что и термобаллоны с жидкостной заправкой: корпус термобаллона всегда должен находиться при более низкой температуре, чем корпус датчика во избежание перетекания и конденсации пара в корпусе датчика.
Например, если температура в охлаждаемом объеме равна +2°С, а температура окружающей среды может упасть ниже этого значения (допустим, зимой), этот тип заправки использовать нельзя.

3) Адсорбционная заправка
Адсорбционную заправку (см. пункт 2 раздела 47 "Проблема управляющего тракта ТРВ ") используют в тех случаях, когда корпус термобаллона датчика может иметь более высокую температуру, чем корпус самого датчика (например, датчик температуры конца оттайки в низкотемпературной камере).
Преимуществом этого типа заправки является то, что в управляющем тракте нет жидкой фазы, а, следовательно, нет и не может быть ее перетекания. Датчик нормально работает при любых соотношениях между температурой корпуса термобаллона и температурой самого датчика. Этот тип датчиков часто называют датчиками, показания которых не зависят от температуры окружающей среды.

КАКАЯ РАЗНИЦА МЕЖДУ КОМПРЕССОРАМИ ВЫСОКОГО (HP), СРЕДНЕГО (MP) И НИЗКОГО (ВР) ДАВЛЕНИЙ?
Конструктивно поршневые компрессоры, используемые для торгового, коммерческого холода или систем кондиционирования, абсолютно одинаковы. Однако есть некоторые особенности, связанные с условиями их работы. Рассмотрим подробнее данные табл. 61.1 (это выдержки из табл. 59.3, которую мы уже использовали, выбирая компрессор).

Мы видим, что существуют три области температур кипения То: высокотемпературная, среднетемпературная и низкотемпературная. Обычно принято называть компрессоры, работающие в высокотемпературной области, компрессорами высокого давления кипения (HP), в среднетемпературной области — среднего давления кипения (MP) и в низкотемпературной - низкого давления кипения (ВР). Очевидно, что при определенных условиях, многие из этих компрессоров могут работать как в области высоких (HP), так и в области средних (MP) и низких (ВР) давлений кипения. Обозначения, которые они получают (HP, MP, ВР) соответствуют только уровню давлений на всасывании. Однако вы видите, что в табл. 61.1 некоторые клетки не заполнены. Это означает, что данная модель компрессора не может нормально работать при слишком высоких или слишком низких значениях давления всасывания для заданной величины давления нагнетания (температуры конденсации Тк).
В целях упрощения мы будем считать, что компрессоры высокого давления (HP) предназначены для использования в системах кондиционирования, среднего давления (MP) - в камерах с положительной температурой охлаждаемой среды, и низкого давления (ВР) - в камерах с отрицательной температурой охлаждаемой среды.
Как известно, в герметичных и бессальниковых компрессорах всасываемые пары хладагента используются для охлаждения встроенного приводного электродвигателя. Однако, каким бы ни был тип компрессора (HP, MP или ВР), давление нагнетания при заданной температуре конденсации Тк будет одним и тем же. Это означает, что отношение давления нагнетания к давлению всасывания (далее — отношение давлений компрессора) для компрессоров ВР будет намного выше отношения давлений для компрессоров HP.

Иначе говоря, чем ниже падает давление всасывания, тем больше растет отношение давлений. Однако массовый расход, который обеспечивается компрессором, напрямую зависит от отношения давлений (см. упражнение 9.1). Поэтому, чем больше падает давление всасывания, тем сильнее снижается массовый расход и, следовательно, ухудшаются условия охлаждения электродвигателя.
Мы также знаем, что чем ниже падает давление всасывания, тем меньше становится холо-допроизводительность (см. раздел 9 "Влияние давлений на массовый расход и холодопроиз-водителъностъ"). Теперь становится понятным, почему один и тот же компрессор Км-18, согласно данным табл. 61.1, имеет при tO/tk = 10°C/40°C холодопроизводительность 3900 Вт, а при tO/tk = -25°C/+40°C всего 1050 Вт, то есть почти в четыре раза меньше.
Для повышения КПД компрессоров ВР конструкторы стремятся снизить инерционность клапанов (например, облегчая их), чтобы сократить время их открытия. Кроме того, поскольку охлаждение приводных электродвигателей компрессоров ВР недостаточно эффективно, их приходится более тщательно изготавливать. Вот почему компрессор КМ-18 не приспособлен для работы в условиях, когда давление всасывания слишком мало или давление нагнетания слишком высоко.
Таким образом, если вы хотите, чтобы ваш компрессор работал долго и без проблем, желательно не допустить ошибки при его выборе.
Снижение температуры кипения приводит к еще одной проблеме: для постоянной температуры конденсации, чем ниже будет температура кипения, тем меньше будет массовый расход и тем выше будет температура нагнетания. В зависимости от уровня температуры кипения, температура нагнетания может превысить допустимый уровень.

Например, для хладагента R22 с температурой конденсации 45°С, значение температуры нагнетания составит около 70°С при температуре кипения 5°С и около Ю0°С при температуре кипения -25°С (см. рис. 61.4).
Для хладагента R 404A при тех же условиях температура нагнетания будет только 55°С в первом случае и не выше 70°С во втором: отсюда понятно, почему этот хладагент является более предпочтительным при низких температурах кипения.
Напомним, что слишком высокая температура нагнетания неизбежно приводит к разложению масла, а это, в свою очередь, чревато выходом из строя компрессора. Впрочем, некоторые модели компрессоров оснащены датчиком температуры нагнетания, который выдает сигнал на остановку компрессора, если значение этой температуры превышает максимально допустимую величину (ориентировочно, свыше 100°С*).
Поэтому в ряде случаев на головку цилиндров компрессора для ее дополнительного охлаждения устанавливают вентилятор (см. рис. 61.5). Наиболее часто такое решение используют для компрессоров, работающих в области низких
Максимально допустимая температура нагнетания для компрессоров Bitzer составляет 130°С, Maneurope -L'Unite'Hermetique - 117°C...l 19°C (прим. ред.).

Для снижения температуры нагнетания можно также использовать двухступенчатую схему сжатия и, соответственно, двухступенчатые компрессоры.
В некоторых случаях для снижения температуры нагнетания применяют ТРВ впрыска (см. рис. 31.6) или его более современную модификацию — электромагнитный клапан впрыска, работающий по аналогичной схеме (см., например, систему DC "Demand cooling" на ком прессорах Copeland или систему CIC "Controlled injecton cooling" на компрессорах Bitzer).

Для чего нужен клапан постоянного давления?

Вход этого клапана (см. рис. 61.6) соединен с выходом из испарителя, выход клапана связан с всасывающей магистралью компрессора. Конструкция клапана такова, что площадь поверхности сильфона и площадь тарели равны. В результате давление всасывания действует с одной и той же силой и на тарель, и на силь-фон, поэтому при любом изменении давления всасывания положение тарели не изменится.
Таким образом, положение тарели будет определяться только соотношением двух противоположно направленных сил: силы натяжения пружины и силы давления кипения хладагента в испарителе. Если сила давления кипения Ро падает, то сила пружины становится преобладающей, и клапан закрывается.

В результате, давление кипения хладагента в испарителе Ро начинает расти. И наоборот, когда давление Ро растет, клапан открывается и позволяет компрессору откачивать большее количество пара, что приводит к снижению давления кипения. Следовательно, меняя настройку пружины, можно настроить клапан таким образом, чтобы давление кипения Ро было минимальным. Штуцер отбора давления (поз. 1 на рис. 61.6) позволяет подключить манометр для контроля настройки клапана, поскольку давление кипения в испарителе отличается от давления всасывания.
Клапан постоянного давления, выполняющий функцию регулятора давления кипения, рекомендуется устанавливать как можно ближе к выходу из испарителя и как можно дальше от входа в компрессор, чтобы снизить пульсации, которые вызывают преждевременную "усталость" клапана. Кроме того, между клапаном и испарителем не должно быть никаких других элементов с тем, чтобы давление настройки клапана было как можно ближе к давлению кипения.
Один из вариантов применения этого клапана мы уже обсуждали ранее (см. пункт Г раздела 28 "Проблема перетекания жидкого хладагента" и схему на рис. 28.16). На рис. 61.7 приведен еще один вариант установки, использующей клапан постоянного давления в качестве регулятора давления кипения.
Одна из камер этой установки предназначена для хранения свежей рыбы (испаритель 1) при температуре в охлаждаемом объеме 0...1 °С и относительной влажности (HR) 90%. В другой камере (испаритель 2) должна храниться ветчина при температуре 0...-2°С и относительной влажности HR = 80%.
Хотя температуры в охлаждаемых объемах камер 1 и 2 примерно одинаковы, хранить указанные продукты вместе не рекомендуется по причине того, что ветчина будет пахнуть рыбой, а рыба — ветчиной. Поскольку разница температур небольшая, казалось бы режимы работы обоих испарителей тоже не должны заметно отличаться. Однако обратите внимание, что требуемый уровень влажности воздуха для рыбы составляет 90%, а для ветчины — 80%. Из данных табл. 59.1 можно найти, что при требуемой влажности 90% полный температурный напор на испарителе должен быть Аби = 9 К.


Иначе говоря, в первом испарителе температура кипения должна быть примерно -5°С, а во втором — около -10°С. Однако оба испарителя подключены к одному и тому же компрессору и на первый взгляд обеспечить такой режим довольно проблематично. Как же нам следует поступить?
Жидкий хладагент подается в каждый из испарителей через электромагнитные клапаны (поз. 1 и 2 на рис. 61.7), управляемые по сигналам датчиков температуры в охлаждаемых объемах. Клапан постоянного давления (регулятор давления кипения) устанавливают на выходе из испарителя с более высокой температурой кипения (поз. 3), то есть более "теплого" испарителя. С помощью этого регулятора температура кипения tO в первом испарителе поддерживается на уровне около -5°С, что позволяет поддерживать требуемую влажность вне зависимости от условий работы первой камеры.
Однако если испаритель первой камеры работает, а испаритель второй камеры отключен, часть "теплого " пара, выходящего из регулятора давления кипения, может попасть в испаритель второй камеры, температура кипения в котором существенно ниже, и начнет там конденсироваться. Накопленный в большом количестве жидкий хладагент во втором испарителе при включении этого испарителя в работу может попасть во всасывающую магистраль и вызвать сильный гидроудар в компрессоре.
Во избежание такой опасности на выходе из испарителя с более низкой температурой кипения Ю (более "холодного" испарителя) обязательно нужно устанавливать обратный клапан (поз 4).
Итак, клапан постоянного давления (регулятор давления кипения) может быть использован не только при разных температурах в охлаждаемых объемах, но и при разных уровнях относительной влажности воздуха в них.