Supraincalzirea instalatiei frigorifice

Supraincalzirea instalatiei frigorifice

Analiza detaliata a procesului de supraicalzire, a vaporilor de agent frigorific, in tevile vaporizatoarelor, este importanta pentru intelegerea completa a proceselor termodinamice si pentru formarea unei imagini mai clare a manierei in care evolueaza agentul frigorific in aceste aparate. In primul rand trebuie constatat ca supraincalzirea se produce de regula in toate vaporizatoarele racitoare de aer si foarte rar in vaporizatoarele destinate racirii lichidelor.

Analiza valorii gradului de supraincalzire, este importanta in procesul de diagnoza a starii de functionare a vaporizatorului. In plus, asa cum se va arata in continuare, valoarea gradului de supraincalzire, sau mai simplu valoarea supraincalzirii, permite evaluarea cantitatii de lichid din vaporizator.

In figura 69 este figurat un detaliu al vaporizatorului racitor de aer, reprezentand zona in care se realizeaza supraincalzirea 2-3.

Avand in vedere ca pozitia starii 2, corespunde locului in care se produce vaporizarea ultimei picaturi de lichid din vaporizator, lungimea de teava a vaporizatorului 2-3, este cea care asigura suprafata de transfer termic, necesara realizarii in conditii normale a supraincalzirii. Aceasta portiune de conducta este in conditii normale, plina cu vapori.

Daca dintr-un motiv oarecare, ultima picatura de lichid, vaporizeaza mai tarziu decat in mod normal (in 2'), atunci pentru supraincalzire va fi disponibila o portiune mai scurta de teava, care va asigura o suprafata de transfer termic mai redusa. Gradul de supraincalzire realizat va fi mai redus si in vaporizator se va gasi mai mult lichid decat in mod normal.

Daca dintr-un motiv oarecare, ultima picatura de lichid, vaporizeaza mai, repede decat in mod normal (in 2"), atunci pentru supraincalzire va fi disponibila o portiune mai lunga de teava, care va asigura o suprafata de transfer termic mai mare. Gradul de supraincalzire realizat va fi mai mare si in vaporizator se va gasi mai putin lichid decat in mod normal.

Se constanta ca exista o corelatie intre gradul de supraincalzire si cantitatea de lichid existenta in vaporizator. Cu cat creste gradul de supraincalzire, cu atat scade cantitatea de lichid din vaporizator. Cu cat scade gradul de supraincalzire, cu atat creste cantitatea de lichid din condensator. La limita, daca gradul de supraincalzire este nul, se poate considera ca procesul de vaporizare se termina exact la iesirea din vaporizator, sau chiar ca din vaporizator, ies vapori umezi, adica un amestec de lichid saturat si vapori saturati. Lichidul care ar ajunge pe conducta de aspiratie, ar reprezenta un mare pericol pentru compresor, putand determina producerea loviturilor hidraulice in cilindrii acestuia. Pentru evitarea unei asemenea situatii, vaporizatoarele sunt prevazute cu dispozitive specializate de alimentare cu lichid, care simultan controleaza si procesul de supraincalzire. Aceste dispozitive realizeaza si laminarea agentului frigorific lichid, de la presiunea de condensare, pana la cea de vaporizare, purtand denumirea de ventile de laminare termostatice. Aceste aparate urmeaza sa fie analizate intr-un alt capitol.

Aspecte practice

Un grad de supraincalzire prea redus, poate fi asociat cu o cantitate prea mare de lichid in vaporizator.

Aceasta concluzie poate fi exploatata eficient in activitatea de diagnoza a instalatiilor frigorifice, dar valoarea gradului de supraincalzire, trebuie corelata si cu valorile altor parametrii functionali ai instalatiei.

Cantitatea de lichid din vaporizator, depinde si de temperatura aerului la intrarea in acesta. Cu cat temperatura aerului din spatiul racit de vaporizator este mai redusa, cu atat mai mare va fi lungimea de teava, deci suprafata de transfer termic, necesara realizarii unei supraincalziri normale. Astfel, in racitoarele de aer din depozitele pentru pastrarea produselor congelate, gradul de supraincalzire va fi ceva mai redus decat in racitoarele de aer din aparatele de climatizare.

Temperatura de vaporizare poate fi citita pe manometrul montat pe conducta de aspiratie a compresorului, iar temperatura de supraincalzire poate fi citita pe un termometru de contact, montat pe conducta de iesire a agentului frigorific din vaporizator.

Prima parte a afirmatiei anterioare poate fi considerata la prima vedere hazardata, de catre un cititor neavizat, dar este perfect adevarata. Pentru a se intelege mai usor cum anume se poate determina temperatura de vaporizare cu ajutorul unui manometru, in figura 70, este prezentat un manometru frigorific de aspiratie.

Se observa ca manometrele frigorifice prezinta cinci scale gradate, dintre care doua plasate la interior, indica presiunea, iar trei plasate spre exterior, indica temperaturile de saturatie, pentru trei agenti frigorifici diferiti.

Fiind montat pe conducta de aspiratie, manometrul va indica presiunea de vaporizare, iar temperatura de saturatie corespunzatoare acestei presiuni este temperatura de vaporizare, care trebuie citita pe scala corespunzatoare agentului de lucru din instalatie.

In figura 71, este prezentata o schema de montaj intr-o instalatie frigorifica a unui manometru, pe conducta de aspiratie a compresorului si a unui termometru, pe conducta de iesire a agentului frigorific din vaporizator. Gradul de supraincalzire a vaporilor de agent frigorific in vaporizator, este reprezentat de diferenta dintre temperatura agentului frigorific la iesirea din vaporizator, citita pe termometru si temperatura de vaporizare, citita pe manometrul de aspiratie.

Principiul pentru determinarea experimentala a gradului de supraincalzire, prezentat anterior, este valabil atat pentru vaporizatoarele functionand cu freoni, utilizate preponderent in instalatii cu puteri frigorifice mici si medii cat si pentru vaporizatoarele functionand cu amoniac, utilizate preponderent in instalatii cu puteri frigorifice mari.