ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ - ΕΞΑΜΗΝΟ Ε ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΨΥΞΗΣ

Transcript

1 ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ Τµήµα Μηχανολογίας Εργαστ: Ψύξη-Κλιµατισµός-Θέρµανση & Α.Π.Ε ΨΑΧΝΑ ΕΥΒΟΙΑΣ TEI - CHALKIDOS Department of Mechanical Engineering Cooling, Air Condit., Heating and R.E. Lab PSACHNA EVIA ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ - ΕΞΑΜΗΝΟ Ε ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΨΥΞΗΣ 1

2 ΣΚΟΠΟΣ ΑΣΚΗΣΗ 1 " ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΨΥΚΤΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΗΣ ΜΕ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΑΤΜΩΝ " Σκοπός της άσκησης αυτής είναι να κατανοήσουν οι φοιτητές τις βασικές αρχές λειτουργίας της ψυκτικής µηχανής µε συ- µπίεση ατµών, καθώς επίσης και τα διάφορα εξαρτήµατα και µηχανισµούς µιας τέτοιας εγκατάστασης ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Η ψυκτική µηχανή που λειτουργεί µε συµπίεση ατµών, αποτελείται από τα εξής βασικά στοιχεία (σχήµα 1): Σχήµα 1 2

3 1. Συµπιεστής 2. Συµπυκνωτής 3. Ατµοποιητής 4. Στραγγαλιστική εκτονωτική διάταξη 5. Συλλέκτης 6. Φίλτρο του ψυκτικού µέσου Επίσης µπορεί να πλαισιώνεται επιπλέον από το συλλέκτη υ- γρού, τη ρυθµιστική βαλβίδα καθώς και όργανα που χρησιµοποιούνται για τη ρύθµιση και τον έλεγχο της λειτουργίας της ψυκτικής διάταξης, όπως ο θερµοστατικός και πρεσσοστατικός διακόπτης, τα µανόµετρα, ο δείκτης ροής κ.λ.π. Στο ίδιο σχήµα (σχ. 1) επιδεικνύεται και η λειτουργία της ψυκτικής διάταξης. Ο συµπιεστής (1) αναρροφά ατµό ψυκτικού µέσου υπό χαµηλή πίεση και τον συµπιέζει προωθώντας τον στο συµπυκνωτή (2) σε µορφή υπέρθερµου ατµού υψηλής πίεσης και θερµοκρασίας. Στο συµπυκνωτή ο ατµός ψύχεται µε τη βοήθεια ατµοσφαιρικού αέρα ή άλλου µέσου (πχ. νερό) και υγροποιείται υπό την ίδια πίεση. Σε υγρή µορφή συγκεντρώνεται στο συλλέκτη. Από το συλλέκτη, το ψυκτικό σε υγρή κατάσταση ε- φόσον διέλθει από το φίλτρο για τη συγκράτηση ακαθαρσιών και τυχόν υγρασίας, οδηγείται στη στραγγαλιστική διάταξη. Στη βαλβίδα αυτή επιτυγχάνεται η πτώση πίεσης του ψυκτικού χωρίς την παραγωγή έργου (ισενθαλπικά), µε αποτέλεσµα το ψυκτικό να εισέρχεται στον ατµοποιητή σε υγρή και αέρια κατάσταση υπό χαµηλή πίεση. Το ψυκτικό µέσο, απορροφά την απαιτούµενη ποσότητα θερµότητας από το περιβάλλον του ατµοποιητή και µετατρέπεται σε ατµό χαµηλής πίεσης. Τέλος, το ψυκτικό µέσο σε µορφή πλέον ατµού χαµηλής πίεσης και θερµοκρασίας εισέρχεται στο συµπιεστή όπου συµπιέζεται και προωθείται προς το συµπυκνωτή για να επαναληφθεί ο κύκλος λειτουργίας της ψυκτικής µηχανής. Η χαµηλή θερµοκρασία του ψυκτικού µέσου στην είσοδο του συ- µπιεστή χρησιµεύει και για την ψύξη του. Η εγκατάσταση διακρίνεται µε βάση την πίεση σε δύο µεγάλες περιοχές : την περιοχή υψηλής πίεσης που περιλαµβάνει την έξοδο του συµπιεστή, το συµπυκνωτή και τη στραγγαλιστική διάταξη και την περιοχή χαµηλής πίεσης που αρχίζει από την έξοδο της στραγγαλιστική διάταξη, περιλαµβάνει τον ατµοποιητή και καταλήγει στην είσοδο του συµπιεστή. Οι θερµοδυναµικοί κύκλοι λειτουργίας ψυκτικής µηχανής µε συµπίεση ατµών ψυκτικού µέσου διακρίνονται στα σχήµατα 2 και 3. Στο σχήµα 2 παρουσιάζεται ο κύκλος υγρής συµπίεσης ατµών σε διάγραµµα Τ-S και στο σχήµα 3 ο κύκλος ξηρής συ- µπίεσης ατµών σε διάγραµµα lnp-h. 3

4 T 3 P Σ 2 Πίεση lnñ 3 4 P Α P Σ κ 2 1 S=cons x=1 Ισεντροπική συµπίεση 4 P Α 1 x=0 s 3 s 4 s 1 = s h 3 = h s 1 h 2 h Σχήµα 2 Υγρή συµπίεση h κ S=const T 4 P Σ 3 2 Πίεση lnñ 4 5 P Α P Σ x = Ισεντροπική συµπίεση 5 P Α 1 x = 0 s 4 s 5 s 1 = s s h 4 = h h 3 h 2 h σχήµα 3 Ξηρή συµπίεση Στον ατµοποιητή πραγµατοποιείται η ισόθλιπτη µεταβολή 4-1 (5-1 για το σχήµα 3). Στο σχήµα 2 το εργαζόµενο µέσο εισέρχεται στον ατµοποιητή µε τη µορφή µίγµατος υγρού ατµού ξηρότητας Χ 1 και εξέρχεται µε ξηρότητα Χ 2 1 Στο σχήµα 3 ο ατµός εξέρχεται από τον ατµοποιητή µε ξηρότητα Χ=1 Στο συµπιεστή εκτελείται η µεταβολή 1-2. Κατά την υγρή συ- µπίεση ο υγρός ατµός µετατρέπεται σε ξηρό κεκορεσµένο (σχή- µα 2) ενώ κατά την ξηρή συµπίεση σε υπέρθερµο (σχήµα 3). Στο συµπυκνωτή αποβάλλεται θερµότητα µε αποτέλεσµα την συ- µπύκνωση των κεκορεσµένων ατµών. Η µεταβολή 2-3 αναφέρεται στην περίπτωση της υγρής συµπίεσης ενώ η στην περίπτωση της ξηρής συµπίεσης. Στη στραγγαλιστική (εκτονωτική) διάταξη εκτελείται ισενθαλπική µεταβολή. Το εργαζόµενο µέσο καταλήγει σε κατάσταση 4 (5 για το σχήµα 3) και εισέρχεται στον ατµοποιητή. 4

5 ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ Πειραµατική ψυκτική µηχανή συµπίεσης ατµών ΠΟΡΕΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1.Εξετάστε προσεκτικά την ψυκτική µηχανή και αναγνωρίστε τα εξαρτήµατά της. 2.Φτιάξτε το διάγραµµα της ψυκτικής µηχανής και εξηγήστε περιληπτικά τη λειτουργία της. 3.Βάλτε σε λειτουργία την ψυκτική µηχανή. 4.Συζητήστε σχετικές απορίες που τυχόν σας δηµιουργήθηκαν. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1.Ψυκτικές διατάξεις, Μ.Γρ. Βραχόπουλος, εκδ. ΙΩΝ 2.Εργαστηριακές ασκήσεις ψύξης : Α. Ασηµακόπουλου. 3.Τεχνολογία ψύξης : Α. Ασηµακόπουλου. 4.Ψυκτικές µηχανές : Σ. Χατζηλάου. 5.Principles on refrigeration by R.W. Marsh. 6.Modern refrigeration and air conditioning by A.D. Althouse. 5

6 ΑΣΚΗΣΗ 2 " ΣΥΝ ΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΜΑΝΟΜΕΤΡΩΝ ΣΕ ΨΥΚΤΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ " ΣΚΟΠΟΣ Σκοπός της άσκησης είναι να εξοικειωθούν οι φοιτητές στη συνδεσµολογία της συσκευής των µανοµέτρων σε ψυκτικές ε- γκαταστάσεις και ειδικότερα µε τις µετρήσεις χαµηλής και υψηλής πίεσης σε αυτές. ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Συσκευή (set) ΜΑΝΟΜΕΤΡΩΝ Όπως φαίνεται στο σχήµα 1 κάθε συσκευή µανοµέτρων αποτελείται από τα εξής µέρη : α) Το σώµα β) Τα µανόµετρα χαµηλής πίεση (αριστερά) και υψηλής(δεξιά). γ) Τις υποδοχές συνδεσµολογίας µε την αντλία κενού ή τη φιάλη ψυκτικού. δ) Τις υποδοχές συνδεσµολογίας µε τις βαλβίδες service χα- µηλής και υψηλής πίεσης του συµπιεστή. 6

7 Σχήµα 1 " Συσκευή µανοµέτρων " Η εσωτερική διαµόρφωση του σώµατος των µανοµέτρων διακρίνεται στο σχήµα 2 : Σχήµα 2 α. Μανόµετρο υψηλής πίεσης. β. Μανόµετρο χαµηλής πίεσης. γ. Χειροκίνητη βαλβίδα. δ. Χαµηλή πίεση. ε. Υψηλή πίεση. Η εσωτερική διαµόρφωση των βαλβίδων service του συµπιεστή καθώς και η διαδικασία για την εκτέλεση διαφόρων µετρήσεων διακρίνεται στο σχήµα 3, όπου παρουσιάζονται και διάφορες χρήσεις της συσκευής των µανοµέτρων όπως : Αφαίρεση ψυκτικού. Προσθήκη ψυκτικού από την αναρρόφηση. Παράκαµψη (bypassing) του συµπιεστή. 4. Μετρήσεις χαµηλής και υψηλής πίεσης κατά τη λειτουργία του συστήµατος ψύξης. 7

8 Σχήµα 3 Τέλος µε τη βοήθεια της συσκευής των µανοµέτρων είναι δυνατή η συµπλήρωση του συµπιεστή της µονάδας ψύξης µε λάδι λίπανσης. Η αναγνώριση των µανοµέτρων χαµηλής-υψηλής µπορεί να γίνει είτε µετά από ανάγνωση της κλίµακας των µετρήσεων (το µανόµετρο της χαµηλής έχει και υποδιαιρέσεις κάτω της ατµοσφαιρικής), είτε από τη θέση στην οποία βρίσκονται (το µανόµετρο της χαµηλής βρίσκεται συνήθως στο αριστερό µέρος) ή, τέλος, από το χρώµα που έχουν (το µανόµετρο της υψηλής συνήθως βάφεται κόκκινο και της χαµηλής µπλε). ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ Συσκευή µανοµέτρων. Καστάνια. Πειραµατική ψυκτική µηχανή συµπίεσης ατµών ΠΟΡΕΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 8

9 1.Συνδέστε τη συσκευή των µανοµέτρων µε τις αντίστοιχες βαλβίδες service C και D του συµπιεστή (σχήµα 4) κλείνοντας καλά τη µεσαία υποδοχή G του set. 2.Ανοίξτε τις βαλβίδες Α και Β της συσκευής των µανοµέτρων (σχήµα 4). 3.Ανοίξτε κατά το 1/2 περίπου της στροφής τη βαλβίδα D του συµπιεστή στρέφοντάς τη δεξιόστροφα. 4.Αφήστε µικρή ποσότητα ψυκτικού να εκτονωθεί στην ατµόσφαιρα, χαλαρώνοντας το σύνδεσµο που συνδέει τον ελαστικό σωλήνα µε τη βαλβίδα C του συµπιεστή. Με τον τρόπο αυτό απαλλάσσεται ο χώρος των µανοµέτρων και των σωληνώσεων από τον αέρα και την υγρασία που υπήρχε προηγουµένως. Στη συνέχεια, σφίξτε καλά τον σύνδεσµο του ελαστικού σωλήνα και κλείστε τις βαλβίδες Β και Α του µανοµέτρου. 5.Ανοίξτε τη βαλβίδα αναρρόφησης C του συµπιεστή στρέφοντας την κατά το 1/2 περίπου της στροφής δεξιόστροφα και πάρτε τις πιέσεις χαµηλής και υψηλής. 6.Ανοίξτε τις βαλβίδες Α και Β του set των µανοµέτρων (σχήµα 4). Σχήµα 4 9

10 7. Ανοίξτε κατά το 1/2 περίπου της στροφής τη βαλβίδα D του συµπιεστή στρέφοντάς τη δεξιόστροφα. 8. Αφήστε µικρή ποσότητα ψυκτικού να εκτονωθεί στην ατµόσφαιρα, χαλαρώνοντας το σύνδεσµο που συνδέει τον ελαστικό σωλήνα µε τη βαλβίδα C του συµπιεστή. Με τον τρόπο αυτό απαλλάσσεται ο χώρος των µανοµέτρων και των σωληνώσεων από τον αέρα και την υγρασία που υπήρχε προηγουµένως. Στη συνέχεια, σφίξτε καλά τον σύνδεσµο του ελαστικού σωλήνα και κλείστε τις βαλβίδες Β και Α του µανοµέτρου. 9. Ανοίξτε τη βαλβίδα αναρρόφησης C του συµπιεστή στρέφοντας την κατά το 1/2 περίπου της στροφής δεξιόστροφα και πάρτε τις πιέσεις χαµηλής και υψηλής. Αποσύνδεση συσκευής µανοµέτρων 10. Ενώ η µονάδα λειτουργεί, γυρίστε τη βαλβίδα D τέρµα αριστερά (πίσω θέση). 11. Ανοίξτε τις βαλβίδες Α και Β ούτως ώστε το ψυκτικό που βρίσκεται µε την πίεση της υψηλής στο τµήµα DA να απορροφηθεί από το συµπιεστή. Έτσι αποφεύγεται η σπατάλη ψυκτικού. 12. Γυρίστε τη βαλβίδα C τέρµα αριστερά (πίσω θέση ) και αποσυνδέστε το set των µανοµέτρων. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1.Ψυκτικές διατάξεις, Μ.Γρ. Βραχόπουλος, εκδ. ΙΩΝ 2.Refrigeration and air conditioning (in SI units) by C. P. Arora. 3.Βιοµηχανία ψύχους : Ι. Βαγιανός (1956). 4.Εργαστηριακές ασκήσεις ψύξης : Α. Ασηµακόπουλου. 5.Τεχνολογία ψύξης : Α. Ασηµακόπουλου. 6.Ψυκτικές µηχανές : Σ. Χατζηλάου. 7.Principles on refrigeration by R.W. Marsh. 8.Modern refrigeration and air conditioning by A.D. Althouse. 10

11 ΑΣΚΗΣΗ 3 " ΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΚΕΝΟΥ ΣΕ ΨΥΚΤΙΚΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ " ΣΚΟΠΟΣ Οι φοιτητές να είναι σε θέση να χειρίζονται τα όργανα και τις συσκευές για τη δηµιουργία κενού σε µια ψυκτική εγκατάσταση. ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Πριν από τη φόρτιση µιας ψυκτικής εγκατάστασης µε ψυκτικό υγρό, δηµιουργείται κενό που σκοπό έχει την αφαιρέσει του αέρα και της υγρασίας από αυτήν. Η ύπαρξη του αέρα στο δίκτυο της ψυκτικής εγκατάστασης είναι ανεπιθύµητη, διότι: α) ηµιουργεί υψηλές πιέσεις και θερµοκρασίες στην κατάθλιψη. β) Όταν το ψυκτικό ρευστό έχει υγροποιηθεί µέσα στο συµπυκνωτή, συγκεντρώνεται ο αέρας (αν υπάρχει) στο ανώτερο σηµείο µε αποτέλεσµα την ακόµη µεγαλύτερη αύξηση της πίεσης και της θερµοκρασίας στην κατάθλιψη. Για τους λόγους αυτούς σε µερικές ψυκτικές εγκαταστάσεις τοποθετείται βαλβίδα εξαερισµού (αυτόµατη) στο ανώτατο ση- µείο του συµπυκνωτή. Τα αποτελέσµατα από την ύπαρξη υγρασίας είναι επίσης δυσµενή και το µέγεθός τους εξαρτάται από το ψυκτικό που χρησι- µοποιείται. Σε εγκαταστάσεις όπου χρησιµοποιείται π.χ R-12, R-22 ή χλωριούχο µεθύλιο, η υγρασία δηµιουργεί παγοφραγµούς στις διόδους των στραγγαλιστικών διατάξεων, ενώ σε εγκαταστάσεις που χρησιµοποιείται µονοξείδιο του θείου (SO), δη- µιουργεί οξειδώσεις και διαβρώσεις στα εξαρτήµατά της. Σε µια ψυκτική εγκατάσταση δηµιουργείται κενό µε τη βοήθεια αντλίας κενού που συνήθως συνδέεται µε τη µονάδα µέσω του set των µανοµέτρων. Ο χρόνος λειτουργίας της αντλίας που απαιτείται για τη δηµιουργία ικανοποιητικού κενού 50 Torr (περίπου 29 inhg), εξαρτάται από το µέγεθος της εγκατάστασης και την ισχύ της χρησιµοποιούµενης αντλίας. Θερµαίνοντας την ψυκτική εγκατάσταση µε θερµό αέρα επιταχύνεται η διαδικασία δηµιουργίας κενού, αυτό όµως συνήθως είναι αρκετά δύσκολο και επίπονο έως και αδύνατο. Οι κοινές αντλίες κενού που χρησιµοποιούνται για τον πιο πάνω σκοπό µπορούν να δηµιουργήσουν κενό µέχρι 50 Torr. 11

12 ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ 1.Ψυκτική µηχανή 2.Συσκευή µανοµέτρων 3.Φιάλη Ρυθµίσεως (service) ψυκτικού 4.Καστάνια 5.Αντλία κενού 6.Ζυγαριά ΠΟΡΕΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1.Μελετήστε τον τρόπο σύνδεσης της αντλίας κενού E µε την ψυκτική µηχανή (σχ. 1) και συζητείστε κάθε σχετική σας απορία. 2.Συνδέστε την αντλία κενού και την ψυκτική εγκατάσταση µέσω της συσκευής µανοµέτρων(σχ. 1). Σχήµα 1 3.Γυρίστε τις βαλβίδες service C και D σε ενδιάµεση θέση (σχ. 1). 4.Ξεκινήστε την αντλία κενού E και ανοίξτε τις βαλβίδες A και B των µανοµέτρων. 12

13 5.Συνεχίστε τη λειτουργία της αντλίας µέχρις ότου πετύχετε κενό 45 Torr (περίπου 26 inhg). 6.Αποσυνδέστε την αντλία κενού και συνδέστε µια φιάλη µε ψυκτικό, αφήνοντας χαλαρή τη σύνδεση F του ελαστικού σωλήνα µε την κάσα των µανοµέτρων (σχ. 2). 7.Ανοίξτε λίγο τη βαλβίδα E της φιάλης του ψυκτικού και αφήστε να εξαερωθεί από τη χαλαρή σύνδεση F µια µικρή ποσότητα ψυκτικού (σχ. 2). E 1 E 2 Σχήµα 2 8.Κλείστε καλά τη σύνδεση F και ανοίξτε τις βαλβίδες Α και Β του set των µανοµέτρων. 9.Όταν τα µανόµετρα δείξουν ένδειξη περίπου 140 mbar (σχ. 2), κλείστε τις βαλβίδες Α και Β, αφαιρέστε τη φιάλη του ψυκτικού και συνδέστε ξανά την αντλία κενού (σχ. 1). 10. Ξεκινήστε την αντλία κενού Ε και ανοίξτε τις βαλβίδες Α και Β και του set µανοµέτρων. 11.Αφού πετύχετε κενό στη ψυκτική εγκατάσταση περίπου 48 Torr ( 28 inhg ), αφαιρέστε την αντλία κενού κλείνοντας πρώτα τις βαλβίδες των µανοµέτρων. 13

14 12. Αποσυνδέστε το set των µανοµέτρων µε το γνωστό τρόπο. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1.Ψυκτικές διατάξεις, Μ.Γρ. Βραχόπουλος, εκδόσεις ΙΩΝ 2.Refrigeration and air conditioning (in SI units) by C. P. Arora. 3.Εργαστηριακές ασκήσεις ψύξης: Ασηµακόπουλου. 4.Modern refrigeration and air conditioning by A.D.Althouse. 5.Ψυκτικές Μηχανές : Χατζηλάου. 14

15 ΑΣΚΗΣΗ 4 " ΦΟΡΤΙΣΗ ΨΥΚΤΙΚΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΜΕ ΨΥΚΤΙΚΟ ΜΕΣΟ ΑΠΟ ΤΗ ΒΑΛΒΙ Α ΤΗΣ ΑΝΑΡΡΟΦΗΣΗΣ " ΣΚΟΠΟΣ Οι φοιτητές να είναι σε θέση να χειρίζονται τα όργανα και τις συσκευές για να επιτυγχάνουν τη φόρτιση µιας ψυκτικής εγκατάστασης από την πλευρά της αναρρόφησης του συµπιεστή. ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Φόρτιση Μετά την δηµιουργία κενού είναι δυνατή η φόρτιση της ψυκτικής εγκατάστασης µε ψυκτικό µέσο. Με τον όρο φόρτιση ψυκτικής εγκατάστασης εννοείται η πλήρωσή της µε την απαραίτητη ποσότητα ψυκτικού µέσου. Σε ψυκτική εγκατάσταση που περιέχει ποσότητα ψυκτικού µέσου εκτελείται συµπλήρωση ψυκτικού και όχι φόρτιση. Η ποσότητα του ψυκτικού µέσου που είναι απαραίτητη ποικίλει ανάλογα µε τον τύπο και το µέγεθός της. Η απαιτούµενη ποσότητα κυκλοφορίας ψυκτικού, που υπολογίζεται µε θεωρητικό τρόπο 1, δεν αντιστοιχεί πάντα στην απαιτούµενη ποσότητα φόρτισης. Συνήθως η απαιτούµενη ποσότητα ψυκτικού για τη φόρτιση µιας εγκατάστασης δίνεται από τον κατασκευαστή. Αν όµως δεν υπάρχουν στοιχεία, τότε ο µόνος τρόπος προσδιορισµού της απαιτούµενης ποσότητας ψυκτικού µιας εγκατάστασης είναι η προσεκτική παρατήρηση κατά τη λειτουργία της. Η ορθότερη φόρτιση του κυκλώµατος γίνεται σταδιακά σε µικρές ποσότητες εως ότου δηµιουργηθεί πάγος κοντά στην αναρρόφηση του συµπιεστή. Στη συνέχεια επιτυγχάνεται καλύτερη φόρτιση µε διαδοχικές µικρές εκκενώσεις ψυκτικού. Η φόρτιση µπορεί να γίνει από την πλευρά της χαµηλής πίεσης µε αέριο ψυκτικό µέσο, από την πλευρά της υψηλής µε υγρό ψυκτικό µέσο, ή από τη βαλβίδα του συλλέκτη.. Ο συµπιεστής λειτουργεί µόνο στην πρώτη περίπτωση. Η µέθοδος φόρτισης από την αναρρόφηση, δηλαδή από την πλευρά της χαµηλής πίεσης, εφαρµόζεται κυρίως σε µικρές ψυκτικές εγκαταστάσεις. Για µεγάλες εγκαταστάσεις χρησιµοποιείται συνήθως η µέθοδος της φόρτισης από την πλευρά της υψηλής πίεσης. 1 Υπολογισµός όγκου συσκευών και σωληνώσεων ψυκτικής διάταξης. 15

16 ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ 1.Ψυκτική µηχανή 2.Συσκευή µανοµέτρων 3.Φιάλη Ρυθµίσεως (service) ψυκτικού 4.Καστάνια 5.Ζυγαριά ΠΟΡΕΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1.Αφού πετύχετε κενό στη ψυκτική εγκατάσταση περίπου 48 Torr ( 28 inhg ), αφαιρέστε την αντλία κενού και συνδέστε τη φιάλη ψυκτικού στη µεσαία υποδοχή των µανοµέτρων αφήνοντας χαλαρή τη σύνδεση F (σχ. 1). Σχήµα 1 2. Τοποθετήστε τη φιάλη Ε πάνω στη ζυγαριά G και ση- µειώστε την αρχική της ένδειξη. 3. Ανοίξτε λίγο τη βαλβίδα της φιάλης Ε και επιτρέψτε από τη χαλαρή σύνδεση να φύγει µικρή ποσότητα ψυκτικού στην ατµόσφαιρα, εξαερώνοντας τον σωλήνα E-F. Στη φάση αυτή οι βαλβίδες ρυθµίσεως (service) του συµπιεστή C και D βρίσκονται σε ενδιάµεση θέση και οι βαλβίδες του set των µανοµέτρων Α και Β είναι κλειστές. 16

17 4. Ξεκινήστε τη µονάδα και ανοίξτε τη βαλβίδα Β (χαµηλής πίεσης της συσκευής µανοµέτρων) παρακολουθώντας το βάρος της φιάλης ψυκτικού (σχ. 1). 5. Συνεχίστε τη φόρτιση έως ότου η µονάδα έχει φορτιστεί πλήρως, δηλαδή έχει µπει η προγραµµατισµένη ποσότητα ψυκτικού. Σηµείωση: Η φόρτιση γίνεται µε όρθια τη φιάλη του ψυκτικού µέσου. Αν η πίεση της φιάλης του ψυκτικού µέσου πέσει κατά τη διάρκεια της φόρτισης σε σηµείο που να µη µπορεί να συνεχιστεί η φόρτιση, τότε ζεσταίνουµε τη φιάλη µε ζεστό νερό σε θερµοκρασία µέχρι 40 0 C περίπου. 6. Όταν επιτευχθεί πλήρης φόρτιση, κλείστε τη βαλβίδα Ε της φιάλης και µετά τη βαλβίδα Β των µανοµέτρων. 7. Παρακολουθείστε τη λειτουργία της ψυκτικής εγκατάστασης και αφού διαπιστώσετε ότι εργάζεται ικανοποιητικά, αποσυνδέστε τη φιάλη κατά τα γνωστά. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1.Ψυκτικές Μηχανές Ι, ΙΙ και ΙΙΙ : Σ. Χατζηδάκη. 2.Co Ψυκτικές διατάξεις, Μ.Γρ. Βραχόπουλος, εκδ. ΙΩΝ 3.Refrigeration and air conditioning (in SI units) by C. P. Arora. 4.Ψυκτικές Μηχανές : Χατζηλάου. 5.Τεχνολογία ψύξης : Ασηµακόπουλου 6.Εργαστηριακές ασκήσεις ψύξης: Ασηµακόπουλου. 7.Modern refrigeration and air conditioning by A.D.Althouse. 8.Principles of refrigeration by R.W. Marsh 9.Technical data of Trane Co. 17

18 ΑΣΚΗΣΗ 5 " ΦΟΡΤΙΣΗ ΨΥΚΤΙΚΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΜΕ ΨΥΚΤΙΚΟ ΜΕΣΟ ΑΠΟ ΤΗ ΒΑΛ- ΒΙ Α ΤΗΣ ΚΑΤΑΘΛΙΨΗΣ " ΣΚΟΠΟΣ Οι φοιτητές να είναι σε θέση να επιτυγχάνουν τη φόρτιση µιας ψυκτικής εγκατάστασης µε ψυκτικό µέσο υγρής µορφής από τη βαλβίδα της κατάθλιψης του συµπιεστή και από τη βαλβίδα ρυθµίσεως (service) του συλλέκτη. ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Η φόρτιση µιας ψυκτικής εγκατάστασης µε υγρό ψυκτικό µέσο γίνεται από τη βαλβίδα της κατάθλιψης του συµπιεστή. Αυτή εκτελείται µε τη φιάλη ανεστραµµένη και σε σηµείο υψηλότερο από τη θέση που γίνεται η φόρτιση ( σχ. 1 ). Η µέθοδος αυτή είναι η πλέον συνηθισµένη γιατί η διαδικασία της φόρτισης είναι απλή και ο χρόνος που απαιτείται σηµαντικά µικρότερος σε σχέση τη φόρτιση ψυκτικού µέσου σε αέρια µορφή από την πλευρά της αναρρόφησης. Η µέθοδος αυτή εφαρµόζεται κύρια σε µεγάλες ψυκτικές εγκαταστάσεις. Κατά τη διάρκεια της φόρτισης ο συµπιεστής δε λειτουργεί και η βαλβίδα του συλλέκτη είναι κλειστή. Το ψυκτικό µέσο ρέει µέσα στο συµπυκνωτή και το συλλέκτη σε υγρή µορφή. Αν κατά τη λειτουργία της εγκατάστασης διαπιστωθεί ότι απαιτείται και άλλη ποσότητα ψυκτικού µέσου, η συµπλήρωση θα γίνει από τη βαλβίδα της αναρρόφησης µε την αντίστοιχη διαδικασία φόρτισης ψυκτικού µέσου σε αέρια κατάσταση. ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ 1.Ψυκτική µηχανή. 2.Συσκευή µανοµέτρων. 3.Καστάνια. 4.Ζυγαριά. 5.Φιάλη ρυθµίσεως (service) ψυκτικού µέσου. 6.Αντλία κενού. 18

19 ΠΟΡΕΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1.Συνδέστε τη συσκευή των µανοµέτρων στην ψυκτική εγκατάσταση και µε τη βοήθεια της αντλίας κενού, εκκενώστε την εγκατάσταση ακολουθώντας τη γνωστή πλέον πορεία. 2.Πραγµατοποιείστε κενό περίπου 50 Torr ( 29 inhg ) και α- ποσυνδέστε την αντλία κενού. 3.Ζυγίστε τη φιάλη µε το ψυκτικό και στη συνέχεια συνδέστε τη στη µεσαία υποδοχή των µανοµέτρων αφήνοντας χαλαρή τη σύνδεση F ( σχ. 1). Σχήµα 1 4.Ανοίξτε τη βαλβίδα Ε της φιάλης και επιτρέψτε, από τη χαλαρή σύνδεση F, να φύγει µικρή ποσότητα ψυκτικού στην ατµόσφαιρα εξαερώνοντας το σωλήνα E-F. Στη φάση αυτή οι βαλβίδες ρυθµίσεως (service) C και D του συµπιεστή βρίσκονται σε ενδιάµεση θέση και οι βαλβίδες Α και Β του σετ των µανοµέτρων είναι κλειστές. 5.Κλείστε τη βαλβίδα Ε του συλλέκτη και ανοίξτε τη βαλβίδα Α (της υψηλής πίεσης του σετ των µανοµέτρων ) εφ όσον προηγουµένως έχετε αναστρέψει τη φιάλη µε το ψυκτικό µέσο και ανυψώσει σε θέση υψηλότερη από την εγκατάσταση. Παρακολουθείτε συγχρόνως τη µεταβολή του βάρους της φιάλης για να γνωρίζετε την ποσότητα ψυκτικού µέσου που στη φάση αυτή ρέει στο συµπυκνωτή και συλλέκτη σε υγρή µορφή (σχ. 1) 19

20 6.Συνεχίστε τη φόρτιση έως ότου η µονάδα φορτιστεί πλήρως, δηλαδή έως ότου εισέρθει η διαγραφόµενη ποσότητα ψυκτικού µέσου. 7.Όταν ολοκληρωθεί πλήρως η φόρτιση κλείστε τη βαλβίδα Ε της φιάλης, τη βαλβίδα Α του σετ των µανοµέτρων και α- νοίξτε τη βαλβίδα Ε του συλλέκτη. 8. Ξεκινήστε τη µονάδα και αφού διαπιστώσετε ότι λειτουργεί ικανοποιητικά, προχωρήστε στο επόµενο βήµα ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1.Ψυκτικές διατάξεις, Μ.Γρ. Βραχόπουλος, εκδ. ΙΩΝ 2.Refrigeration and air conditioning (in SI units) by C. P. Arora. 3.Ψυκτικές µηχανές : Χατζηλάου. 4.Εργαστηριακές ασκήσεις ψύξεις : Aσηµακόπουλου. 5.Modern refrigeration and air conditioning by A.D.Althouse. 20

21 ΑΣΚΗΣΗ 6 " ΦΟΡΤΙΣΗ ΨΥΚΤΙΚΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΜΕ ΨΥΚΤΙΚΟ ΜΕΣΟ ΑΠΟ ΤΗ ΒΑΛΒΙ Α ΤΟΥ ΣΥΛΛΕΚΤΗ " ΣΚΟΠΟΣ Οι φοιτητές να είναι σε θέση να επιτυγχάνουν τη φόρτιση µιας ψυκτικής εγκατάστασης από τη βαλβίδα ρυθµίσεως (service) του συλλέκτη. ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Η φόρτιση της ψυκτικής εγκατάστασης µε υγρό ψυκτικό µέσο είναι δυνατή και από τον συλλέκτη εφ όσον η είναι εφοδιασµένος µε βαλβίδα service. Κατά την πορεία της φόρτισης, η φιάλη του ψυκτικού µέσου κρατείται ανεστραµµένη και σε σηµείο υψηλότερο από τη θέση που γίνεται η φόρτιση της εγκατάστασης, ακριβώς όπως και στη φόρτιση από τη θέση υψηλής του συµπιεστή. Αν υπάρξει ανάγκη συµπλήρωσης ψυκτικού µέσου, κατά τη λειτουργία, αυτή ε- κτελείται µε τη µέθοδο της φόρτισης ψυκτικού µέσου σε αέρια κατάσταση. ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ Ψυκτική µηχανή. Συσκευή µανοµέτρων. Καστάνια. Ζυγαριά. Φιάλη ρυθµίσεως (service)ψυκτικού µέσου. Αντλία κενού. ΠΟΡΕΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1.Αδειάστε την εγκατάσταση, κατά τα γνωστά, χωρίς τη δηµιουργία κενού(µε αντλία κενού). 2.Συνδέστε τη φιάλη του ψυκτικού µέσου στη βαλβίδα ρυθµίσεως (service) του συλλέκτη µε τη βοήθεια του ελαστικού σωλήνα, αφού προηγουµένως έχετε ζυγίσει τη φιάλη µε το ψυκτικό µέσο και αφήστε χαλαρή τη σύνδεση στο σηµείο Η ( σηµείο σύνδεσης µε τη βαλβίδα ρυθµίσεως (service) του συλλέκτη ). 3.Ανοίξτε τη βαλβίδα Η της φιάλης και εξαερώστε τη γραµµή Ε- Η της φιάλης του συλλέκτη, επιτρέποντας µικρή ποσότητα ψυκτικού να φύγει στην ατµόσφαιρα. Στη συνέχεια σφίξτε τη σύνδεση στο σηµείο Η. 21

22 4.Φέρτε τη βαλβίδα Η του συλλέκτη σε ενδιάµεση θέση και κρατώντας ανεστραµµένη τη φιάλη σε σηµείο υψηλότερο απ αυτό της εγκατάστασης, επιχειρείστε σύντοµη πλήρωση της ψυκτικής µονάδας ( σχ. 1 ). 5.Όταν η µονάδα φορτιστεί µε την απαραίτητη ποσότητα ψυκτικού, κλείστε τη βαλβίδα της φιάλης περιστρέφοντάς την δεξιόστροφα µέχρι τέρµα και τη βαλβίδα ρυθµίσεως (service) του συλλέκτη περιστρέφοντάς την τέρµα αριστερά. 6.Αποσυνδέστε τη φιάλη και ξεκινήστε την ψυκτική µονάδα. Αν α- ποδειχθεί ότι απαιτείται συµπλήρωση ψυκτικού µέσου θα πρέπει να γίνει από την πλευρά της αναρρόφησης µε ψυκτικό µέσο σε αέρια κατάσταση. 7.Αποσυνδέστε τη συσκευή των µανοµέτρων. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Σχήµα 1 1.Ψυκτικές διατάξεις, Μ.Γρ. Βραχόπουλος, εκδ. ΙΩΝ 2.Ψυκτικές µηχανές : Χατζηλάου. 3.Εργαστηριακές ασκήσεις ψύξεις : Aσηµακόπουλου. 4.Modern refrigeration and air conditioning by A.D.Althouse. 22

23 ΣΚΟΠΟΣ ΑΣΚΗΣΗ 7 " ΑΦΑΙΡΕΣΗ ΨΥΚΤΙΚΟΥ ΜΕΣΟΥ ΑΠΟ ΨΥΚΤΙΚΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ " Οι φοιτητές να είναι σε θέση να χειρίζονται τα όργανα και τις συσκευές για την αφαίρεση ψυκτικού µέσου από µια ψυκτική εγκατάσταση µε ασφάλεια και οικονοµία. ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Πολλές φορές δηµιουργείται η ανάγκη να αφαιρεθεί το ψυκτικό µέσο από µια ψυκτική εγκατάσταση για να εκτελεσθούν διάφορες επισκευές, π.χ τις σωληνώσεις, το συµπυκνωτή, το συµπιεστή, ή για την αντικατάσταση κάποιου εξαρτήµατος από την εγκατάσταση. Η ποσότητα του ψυκτικού για να επαναχρησιµοποιηθεί πρέπει να οδηγηθεί σε ειδική φιάλη, ικανής χωρητικότητας για την κατάλληλη αποθήκευση όλης της ποσότητας του αφαιρούµενου ψυκτικού. Απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή για την αποφυγή διαρροών ψυκτικού µέσου προς την ατµόσφαιρα και την αποφυγή των σοβαρών περιβαλλοντικών προβληµάτων που αυτό συνεπάγεται. Για την αποφυγή εκρήξεων λόγω των µεγάλων πιέσεων που είναι δυνατό να δηµιουργηθούν από υπερβολική ποσότητα ψυκτικού σε µια φιάλη, η ποσότητα του ψυκτικού που εισέρχεται σ αυτή, δεν πρέπει να υπερβαίνει το % περίπου της χωρητικότητάς της σε ψυκτικό. Για την επίτευξη της γρήγορης αφαίρεσης του ψυκτικού µέσου της ψυκτικής εγκατάστασης, θα πρέπει να τοποθετηθεί η φιάλη ρυθµίσεως (service) του ψυκτικού µέσου σε κρύο νερό επιτυγχάνοντας έτσι πτώση της πίεσης µέσα στη φιάλη. Αυτό έχει σαν αποτέλεσµα την ταχύτερη συλλογή του ψυκτικού της εγκατάστασης ενώ παράλληλα διευκολύνει και τη λειτουργία του συµπιεστή λόγω µείωσης της πίεσης της φιάλης όπου αποθηκεύεται το ψυκτικό µέσο. ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ Ψυκτική µηχανή Συσκευή µανοµέτρων Φιάλη ρυθµίσεως (service)ψυκτικού µέσου. Καστάνια οχείο µε κρύο νερό 23

24 ΠΟΡΕΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1.Συνδέστε την κενή φιάλη µέσω του ελαστικού σωλήνα µε τη µεσαία υποδοχή των µανοµέτρων F (σχ. 1), αφού προηγου- µένως δηµιουργήσετε κενό στη φιάλη µε τη βοήθεια της α- ντλίας κενού. 2.Ανοίξτε τη βαλβίδα Α της υψηλής πίεσης της συσκευής µανοµέτρων περιστρέφοντάς την αριστερά, διατηρώντας συγχρόνως κλειστή τη βαλβίδα Β της χαµηλής. 3.Ανοίξτε λίγο τη βαλβίδα ρυθµίσεως (service) D της υψηλής πίεσης του συµπιεστή περιστρέφοντάς την δεξιόστροφα και επιτρέψτε να περάσει από τη χαλαρή σύνδεση Ε της φιάλης service-ελαστικού σωλήνα, µικρή ποσότητα ψυκτικού µέσου προς την ατµόσφαιρα. Αµέσως σφίξτε τη σύνδεση Ε. 4.Με τις βαλβίδες service Β του συµπιεστή σε ενδιάµεση θέση και Α τέρµα µπροστά µετά από δεξιόστροφη περιστροφή, ξεκινήστε τη µονάδα ανοίγοντας συγχρόνως τη βαλβίδα Ε της φιάλης (σχ. 1). 5.Τοποθετείστε τη φιάλη ρυθµίσεως (service) σε δοχείο µε κρύο νερό. 6.Συνεχίστε τη λειτουργία του συµπιεστή έως ότου γεµίσει η φιάλη, ζυγίζοντάς την κατά διαστήµατα, ή έως ότου αδειάσει η ψυκτική εγκατάσταση, γεγονός που διαπιστώνεται από τις ενδείξεις των µανοµέτρων. Σε περίπτωση µεγάλης ποσότητας ψυκτικού µπορείτε να χρησιµοποιήσετε και άλλη φιάλη. 7.Όταν η πίεση στην ψυκτική εγκατάσταση πέσει σε χαµηλά ε- πίπεδα και η αφαίρεση ψυκτικού από την εγκατάσταση δεν είναι δυνατό να συνεχιστεί, εξαερώστε στην ατµόσφαιρα το υπόλοιπο ψυκτικό εφόσον προηγουµένως έχετε κλείσει τη βαλβίδα Ε της φιάλης ρυθµίσεως (service). 8.Aποσυνδέστε τη συσκευή µανοµέτρων. Προσοχή: Για τη µικρότερη καταπόνηση του συµπιεστή κατά τη διάρκεια της αφαίρεσης του ψυκτικού, φέρτε τη βαλβίδα D του συµπιεστή στην µπροστινή θέση περιστρέφοντάς την τέρµα δεξιά και στη συνέχεια ανοίξτε την κατά µισή στροφή αριστερά. 24

25 Σχήµα 1 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1.Ψυκτικές Μηχανές Ι,ΙΙ και ΙΙΙ : Σ. Χατζηδάκη. 2.Cooling and air conditioning (in S.I. units) by C.P. ARORA. 3.Ψυκτικές διατάξεις, Μ.Γρ. Βραχόπουλος, εκδ. ΙΩΝ 4.Ψυκτικές Μηχανές : Χατζηλάου. 5.Τεχνολογία ψύξης : Ασηµακόπουλου 6.Εργαστηριακές ασκήσεις ψύξης: Ασηµακόπουλου. 7.Modern refrigeration and air conditioning by A.D.Althouse. 8.Principles of refrigeration by R.W. Marsh. 25

26 ΑΣΚΗΣΗ 8 " ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΩΝ ΙΑΡΡΟΩΝ ΨΥΚΤΙΚΟΥ ΜΕΣΟΥ ΣΕ ΨΥΚΤΙΚΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ " ΣΚΟΠΟΣ Οι φοιτητές να είναι σε θέση να ελέγχουν τη διαρροή σε µια ψυκτική εγκατάσταση και ειδικότερα σε εγκαταστάσεις συµπίεσης ατµών ψυκτικού µέσου. ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Τα συστήµατα ψύξης µε συµπίεση ατµών ψυκτικού µέσου λειτουργούν µε υπερπίεση, που έχει ως αποτέλεσµα την απαραίτητη στεγανότητά τους. Κάθε διαρροή θα πρέπει να διορθώνεται αµέσως, διότι η απώλεια ψυκτικού µέσου εκτός των οικονοµικών (µειωµένη απόδοση εγκατάστασης και κίνδυνος καταστροφής της), έχει πολλές φορές, ανάλογα µε το ψυκτικό που χρησιµοποιείται 2, και άλλες επικίνδυνες συνέπειες για την υγεία των προσώπων που εργάζονται σ αυτές ή που τις χρησι- µοποιούν. Γενικότερα επιφέρει περιβαλλοντικά προβλήµατα, επιβαρύνοντας έτσι τη ζωή όλου του πλανήτη. Ο έλεγχος των διαρροών πρέπει να είναι σχολαστικός και να γίνεται σε όλα τα τµήµατα της ψυκτικής εγκατάστασης ( σωληνώσεις, σύνδεσµοι κ.λ.π. ). Υπάρχουν διάφοροι τρόποι ελέγχου διαρροών ψυκτικού µέσου µιας εγκατάστασης. Οι πιο συνηθισµένοι είναι οι εξής: 1.Με σαπουνοδιάλυµα. 2.Με τη συσκευή HALIDE. 3.Με ηλεκτρονική συσκευή. 4.Με ειδικό χηµικό χαρτί. ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ Ψυκτική µηχανή. Συσκευή µανοµέτρων. οχείο σαπουνοδιαλύµατος. Συσκευή HALIDE. Ηλεκτρονικός ανιχνευτής διαρροών. 2 Τα ψυκτικά µέσα είναι επικίνδυνα για το περιβάλλον και τη ζωή µέσα σ' αυτό. 26

27 1.ΕΛΕΓΧΟΣ ΙΑΡΡΟΩΝ ΜΕ ΣΑΠΟΥΝΟ ΙΑΛΥΜΑ 1.Ετοιµάστε το σαπουνοδιάλυµα για τη δοκιµή ελέγχου, χρησι- µοποιώντας διάλυµα νερού και σαπουνιού. 2.Καλύψτε µε σαπουνοδιάλυµα όλες τις συνδέσεις και ελέγξτε προσεκτικά αν δηµιουργούνται φυσαλίδες ( σχ. 1 ). Σχήµα 1 " Σαπουνοδιάλυµα " Ύποπτα σηµεία θα πρέπει να καλυφθούν ξανά µε σαπουνοδιάλυ- µα και να επανεξετασθούν. 2. ΕΛΕΓΧΟΣ ΙΑΡΡΟΩΝ ΜΕ ΤΗ ΣΥΣΚΕΥΗ HALIDE. 1.Ανοίξτε τη βαλβίδα 1 της συσκευής και ανάψτε τον καυστήρα 2 (σχ. 2). 2.Ρυθµίστε τη φλόγα ώστε να µην εξέχει από την άκρη του καυστήρα Η µικρή φλόγα είναι περισσότερο ευαίσθητη από την µεγάλη. 3.Ελέγξτε την απορρόφηση του αέρα από τον ελαστικό σωλήνα. Αν η φλόγα έχει χρώµα λευκό ή κίτρινο, αυτό σηµαίνει ότι ο ελαστικός σωλήνας 3 είναι φραγµένος και χρειάζεται καθάρισµα. 4.Κρατείστε την άκρη του σωλήνα 3 κοντά στις ελεγχόµενες συνδέσεις και γυρίστε τη σιγά-σιγά γύρω από αυτές. 5.Αν εµφανισθεί πράσινη φλόγα, επαναλάβετε τη δοκιµή στο ίδιο σηµείο έως ότου προσδιορίσετε ακριβώς τη θέση της διαρροής του ψυκτικού υγρού. 27

28 Σχήµα 2 " Συσκευή HALIDE " Η µέθοδος µε τη συσκευή HALIDE είναι αρκετά διαδεδοµένη λόγω της µεγάλης της ευαισθησίας. Αδυνατεί όµως να εντοπίσει µε ακρίβεια µεγάλες διαρροές 3. ΕΛΕΓΧΟΣ ΙΑΡΡΟΩΝ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗ Ο ηλεκτρονικός ανιχνευτής διαρροών είναι φορητή συσκευή µεγάλης ακριβείας, εφοδιασµένη µε διακόπτη, µε τη βοήθεια του οποίου µπορούµε να ελαττώσουµε την ευαισθησία της. Α- ποτελείται από τη µονάδα ελέγχου και τον ανιχνευτή και8 εργάζεται σε ρεύµα Volt. 1.Συνδέστε τον ανιχνευτή 2 µε τη µονάδα ελέγχου 3 (σχ. 3). 2.Συνδέστε τη συσκευή του ηλεκτρονικού ανιχνευτή µε την παροχή ηλεκτρικού ρεύµατος, µε τη βοήθεια του καλωδίου 1 (σχ. 3). 3.Πλησιάστε την άκρη του ανιχνευτή σε κάθε πιθανό σηµείο διαρροής. 4.Από τον πίνακα της µονάδας ελέγχου διαβάστε την απώλεια. 27

29 Σχήµα 3 " Ηλεκτρονικός ανιχνευτής " ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1.Ψυκτικές διατάξεις, Μ.Γρ. Βραχόπουλος, εκδ. ΙΩΝ 2.Refrigeration and air conditioning (in SI units) by C. P. Arora. 3.Βιοµηχανία ψύχους : Ι. Βαγιανός (1956). 4.Εργαστηριακές ασκήσεις ψύξης : Α. Ασηµακόπουλου. 5.Τεχνολογία ψύξης : Α. Ασηµακόπουλου. 6.Ψυκτικές µηχανές : Σ. Χατζηλάου. 7.Principles on refrigeration by R.W. Marsh. 8.Modern refrigeration and air conditioning by A.D. Althouse. 28

30 ΑΣΚΗΣΗ 9 ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΦΟΡΤΙΣΗΣ ΨΥΚΤΙΚΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΣΚΟΠΟΣ Οι φοιτητές να είναι σε θέση να ελέγχουν τη φόρτιση µιας ψυκτικής εγκατάστασης µε τη σωστή ποσότητα ψυκτικού µέσου. ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Η ποσότητα του ψυκτικού µέσου σε µια ψυκτική εγκατάσταση ποικίλει ανάλογα µε το µέγεθος, την ψυκτική ισχύ της εγκατάστασης, την έκταση των σωληνώσεων, το χρησιµοποιούµενο ψυκτικό, τις επιθυµητές θερµοκρασίες των ψυκτικών θαλάµων κ.λ.π. Η ποσότητα του ψυκτικού που κυκλοφορεί κάθε φορά και η ο- ποία µπορεί να υπολογισθεί µε θεωρητικό τρόπο 3, δεν αντιστοιχεί πάντα µε την ποσότητα του ψυκτικού που απαιτείται για την πλήρωση της εγκατάστασης. Αυτό συµβαίνει γιατί στην πράξη, εκτός από την ποσότητα του ψυκτικού µέσου που κυκλοφορεί κάθε φορά, πρόσθετη ποσότητα ψυκτικού βρίσκεται στο συλλέκτη, στις σωληνώσεις κ.λ.π. Την απαιτούµενη ποσότητα ψυκτικού για την πλήρωση δίνει συνήθως ο κατασκευαστής. Σε αντίθετη περίπτωση, βάση για τον υπολογισµό της απαιτούµενης ποσότητας ψυκτικού, αποτελεί η συνεχής παρακολούθηση της λειτουργίας της ψυκτικής εγκατάστασης. Αν στην ψυκτική εγκατάσταση ως στραγγαλιστική εκτονωτική διάταξη χρησιµοποιείται η θερµοστατική ή η πιεζοστατική ε- κτονωτική βαλβίδα, η µη ακριβής πλήρωση της εγκατάστασης µε ψυκτικό µέσο δε δηµιουργεί σοβαρά προβλήµατα στη λειτουργία της. Αν όµως χρησιµοποιείται τριχοειδής σωλήνας, πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στην ακριβή πλήρωση της εγκατάστασης σύµφωνα µε τις προδιαγραφές του κατασκευαστή. Ένας πρακτικός αλλά ικανοποιητικός τρόπος πλήρωσης της ψυκτικής εγκατάστασης είναι η σταδιακή, σε µικρές ποσότητες πλήρωση (µέχρι να δηµιουργηθεί πάγος στην αναρρόφηση) η ο- ποία ακολουθείται από µικρές εκκενώσεις που οδηγούν στην πλήρωση µεγαλύτερης ακριβείας. Ο προσδιορισµός της σωστής φόρτισης ψυκτικής εγκατάστασης µπορεί να γίνει µε τους εξής τρόπους : 1.Ζυγίζοντας το ψυκτικό. 2.Χρησιµοποιώντας δείκτη ροής ή δείκτη στάθµης. 3.Ελέγχοντας την υπερθέρµανση του ψυκτικού µέσου µετά την ατµοποίηση. 3 Υπολογισµός όγκου συσκευών και σωληνώσεων ψυκτικής διάταξης. 29

31 4.Ελέγχοντας την υπόψυξη του ψυκτικού µέσου µετά την συ- µπύκνωση. 5.Ελέγχοντας την ένταση του ρεύµατος λειτουργίας της µονάδας ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ Ψυκτική µηχανή. Συσκευή µανοµέτρων. Αντλία κενού. Φιάλη µε ψυκτικό µέσο. Καστάνια. Ζυγαριά. Θερµόµετρο. Πίνακας θερµοκρασιών - πιέσεων για το συγκεκριµένο ψυκτικό µέσο. Α. Προσδιορισµός της σωστής φόρτισης ζυγίζοντας το ψυκτικό. 1. ιαβάστε στην ειδική πινακίδα της µονάδας το είδος του ψυκτικού και την ποσότητα που χρειάζεται η ψυκτική εγκατάσταση για πλήρη φόρτιση. 2.Προετοιµάστε την ψυκτική εγκατάσταση για φόρτιση (αφαίρεση ψυκτικού δηµιουργία κενού, κ.λ.π. ). 3.Ζυγίστε τη φιάλη µε το ψυκτικό πριν αρχίσετε τη φόρτιση της µονάδας. 4.Αρχίστε τη διαδικασία της φόρτισης κατά τα γνωστά, παρακολουθώντας το βάρος της φιάλης. Όταν συµπληρωθεί η σωστή ποσότητα ψυκτικού µέσου µέσα στο δίκτυο, σταµατήστε τη διαδικασία της φόρτισης και αφήστε τη συσκευή να λειτουργήσει για 15 περίπου, παρακολουθώντας συγχρόνως τις πιέσεις και θερµοκρασίες του ψυκτικού µέσου. Σηµείωση : Αυτός ο τρόπος ελέγχου της ποσότητας του ψυκτικού µέσου, απαιτεί την ύπαρξη πληροφοριών από τον κατασκευαστή σχετικά µε το βάρος της απαιτούµενης ποσότητας ψυκτικού. Είναι κατάλληλος για περιπτώσεις ψυκτικών µονάδων που το µέγεθος του δικτύου των σωληνώσεων είναι αµετάβλητο, π.χ. κλιµατιστικές συσκευές παραθύρων, οικιακά ψυγεία. Σ αυτού του είδους τις ψυκτικές µονάδες το βάρος του χρησιµοποιούµενου ψυκτικού µέσου γράφεται συνήθως σε ειδική πινακίδα. 30

32 Β. Προσδιορισµός της σωστής φόρτισης χρησιµοποιώντας δείκτη ροής και στάθµης. 1.Προετοιµάστε την ψυκτική εγκατάσταση για φόρτιση. 2.Αρχίστε τη φόρτιση κατά τα γνωστά από την πλευρά της χα- µηλής πίεσης και παρακολουθείστε προσεκτικά το δείκτη ροής ή στάθµης της ψυκτικής εγκατάστασης (σχ.1). Σχήµα 1 3. Συνεχίστε τη φόρτιση έως ότου στο δείκτη ροής παρατηρηθεί συνεχής ροή ψυκτικού µέσου χωρίς την παρουσία φυσαλίδων. Η παρουσία φυσαλίδων στο δείκτη φανερώνει έλλειψη ψυκτικού, µε την προϋπόθεση βέβαια ότι οι σωληνώσεις και η στραγγαλιστική διάταξη βρίσκονται σε καλή κατάσταση και ακόµη ότι η ρύθµιση της βαλβίδας είναι η πρέπουσα. Σηµείωση : Η φόρτιση µιας ψυκτικής εγκατάστασης ελέγχεται και µε το δείκτη στάθµης που συνδυάζει και δείκτη υγρασίας. Η λέξη FULL εµφανίζεται όταν η ψυκτική εγκατάσταση έχει φορτιστεί πλήρως. Γ. Προσδιορισµός της σωστής φόρτισης ελέγχοντας την υπερθέρµανση του ψυκτικού µέσου (σχήµα 2). 1.Συνδέστε κατά τα γνωστά το σετ των µανοµέτρων στην ψυκτική εγκατάσταση. 2.Λειτουργήστε τη µονάδα για 15 περίπου. 3.Αναγνώστε την πίεση αναρρόφησης από το µανόµετρο της χα- µηλής και µε τη βοήθεια πινάκων (θερµοκρασιών - πιέσεων), σηµειώστε τη θερµοκρασία ατµοποίησης που αντιστοιχεί στην πίεση αναρρόφησης. 4.Τοποθετήστε ένα θερµόµετρο στην ειδική υποδοχή που υπάρχει στο σωλήνα της αναρρόφησης και σηµειώστε τη θερµοκρασία του ψυκτικού µέσου στο σωλήνα (αν δεν υπάρχει, χρησιµοποιήστε θερµόµετρο επαφής). 31

33 5.Η διαφορά των δύο θερµοκρασιών δίνει την υπερθέρµανση, η οποία, µε τη µονάδα πλήρως φορτισµένη θα πρέπει να είναι γύρω στους 10 K (18 F). Υπερθέρµανση γύρω στους 8K (15 F) σηµαίνει υπερβολική φόρτιση, ενώ αντίθετα, υπερθέρµανση γύρω στους 15 K (26 F) σηµαίνει έλλειψη ψυκτικού µέσου. 6.Συµπληρώστε την ψυκτική εγκατάσταση µε ψυκτικό µέσο, σε περίπτωση που η υπερθέρµανση είναι µεγαλύτερη των 17 K (30 F) και αφαιρέστε ψυκτικό αν η υπερθέρµανση είναι µικρότερη των 8 K (15 F). -5 o C Είσοδος στραγγαλιστικής διάταξης Ατµοποιητής ÄÔ=10 Ê Έξοδος ατµοποιητή Υπερθέρµανση Τέλος ατµοποίησης Σχήµα 2. Προσδιορισµός της σωστής φόρτισης ελέγχοντας την υπόψυξη του ψυκτικού µέσου. 1.Συνδέστε κατά τα γνωστά το σετ των µανοµέτρων στην ψυκτική εγκατάσταση. 2.Λειτουργήστε τη µονάδα για 15 περίπου. 3.Αναγνώστε την πίεση κατάθλιψης από το µανόµετρο της υψηλής πίεσης και µε τη βοήθεια πινάκων (θερµοκρασιών - πιέσεων), σηµειώστε τη θερµοκρασία που αντιστοιχεί στην πίεση κατάθλιψης. 4.Τοποθετήστε ένα θερµόµετρο στην ειδική υποδοχή που υπάρχει αµέσως µετά το συµπυκνωτή και σηµειώστε τη θερµοκρασία του ψυκτικού µέσου στη θέση αυτή (µπορεί να χρησιµοποιηθεί θερµόµετρο επαφής). 5.Η διαφορά των δύο θερµοκρασιών πρέπει να είναι περίπου 3K (5 F). Σε περίπτωση που η διαφορά αυτή είναι µεγαλύτερη των 3 Κ, αρχίστε τη γνωστή διαδικασία για την συµπλήρωση της εγκατάστασης µε ψυκτικό µ.έσο, ενώ στην περίπτωση που είναι µικρότερη ακολουθήστε τη διαδικασία αφαίρεσης ψυκτικού µέσου από την εγκατάσταση. 32

34 Ε. Προσδιορισµός της σωστής φόρτισης ελέγχοντας την ένταση του ρεύµατος λειτουργίας της µονάδας. 1. Συνδέστε κατά τα γνωστά τη συσκευή των µανοµέτρων στην ψυκτική εγκατάσταση. 2. Από την ειδική πινακίδα της ψυκτικής µονάδας αναγνλωστε την ένταση λειτουργίας που αντιστοιχεί σε λειτουργία µονάδας µε πλήρη φόρτιση. 3. Συνδέστε το αµπερόµετρο σε σειρά µε τον ηλεκτροκινητήρα του συµπιεστή και ξεκινήστε τη µονάδα. 4. Αν η ένδειξη από το αµπερόµετρο είναι ίση µε την ένδειξη που αναγράφεται στην πινακίδα της µονάδας, τότε η εγκατάσταση είναι πλήρης µε ψυκτικό µέσο. Αν είναι µικρότερη, αρχίστε τη γνωστή διαδικασία για τη συµπλήρωση της εγκατάστασης µε ψυκτικό µέσο έως ότου το αµπερόµετρο δείξει ένταση ρεύµατος ίση µε την ένταση λειτουργίας για πλήρη φόρτιση. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1.Ψυκτικές διατάξεις, Μ.Γρ. Βραχόπουλος, εκδ. ΙΩΝ 2.Refrigeration and air conditioning (in SI units) by C. P. Arora. 3.Βιοµηχανία ψύχους : Ι. Βαγιανός (1956). 4.Εργαστηριακές ασκήσεις ψύξης : Α. Ασηµακόπουλου. 5.Τεχνολογία ψύξης : Α. Ασηµακόπουλου. 6.Ψυκτικές µηχανές : Σ. Χατζηλάου. 7.Principles on refrigeration by R.W. Marsh. 8.Modern refrigeration and air conditioning by A.D. Althouse. 33

35 ΑΣΚΗΣΗ 10 "ΕΛΕΓΧΟΣ ΚΑΙ ΡΥΘΜΙΣΗ ΠΙΕΣΣΟΣΤΑΤΙΚΗΣ ΕΚΤΟΝΩΤΙΚΗΣ ΒΑΛΒΙ ΑΣ " ΣΚΟΠΟΣ Οι φοιτητές να είναι σε θέση να λειτουργούν και να ρυθµίζουν σωστά την πιεσσοστατική εκτονωτική βαλβίδα µιας ψυκτικής εγκατάστασης. ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Η εκτονωτική διάταξη ανεξάρτητα από τον τύπο της, διαχωρίζει την υψηλή από την χαµηλή πίεση της ψυκτικής εγκατάστασης. Στην εκτονωτική βαλβίδα το υγρό ψυκτικό µέσο υπό υψηλή πίεση εκτονώνεται σε χαµηλή πίεση (πίεση ατµοποίησης) που αντιστοιχεί στην επιθυµητή θερµοκρασία του θαλάµου ψύξης. Η σωστή εκτονωτική διάταξη πρέπει να διατηρεί ίση θερµοκρασία σε όλη την επιφάνεια του ατµοποιητή. Αυτό επιτυγχάνεται µε τη διατήρηση του ατµού του ψυκτικού µέσου κεκορεσµένης κατάστασης µέχρι και το τελευταίο τµήµα του ατµοποιητή και µόνο στο σωλήνα της αναρρόφησης ν αποκτά την απαιτούµενη υπερθέρµανση. Στο σχήµα 1 παρουσιάζεται σε ηµιτοµή η πιεζοστατική εκτονωτική βαλβίδα και τα βασικά της εξαρτήµατα. Ρυθµιστικός κοχλίας Ε Καπάκι F ιάφραγµα Ι Ελατήριο G Φίλτρο Β Βελόνα c (οπή ελέγχου ψυκτικού) Είσοδος ψυκτικού Α Έξοδος ψυκτικού D Σχήµα 1 34

36 Η λειτουργία της πιεσσοστατικής εκτονωτικής βαλβίδας φαίνεται στο σχήµα 2. Το ψυκτικό µέσο εισέρχεται στη βαλβίδα µε πίεση κατάθλιψης P 3. Η βελόνα Α, υπό την επίδραση των δυνά- µεων F 1 και F 2, µετατοπίζεται και αυξοµειώνει την ποσότητα του ψυκτικού που οδηγείται στον ατµοποιητή της ψυκτικής µονάδας ανάλογα µε το ψυκτικό φορτίο που παρουσιάζεται υπό την επίδραση της µεταβολής της πίεσης. Η πίεση P 1, η οποία µαζί µε το ελατήριο δηµιουργεί δύναµη F 1, τείνει ν ανοίξει τη βαλβίδα ενώ η δύναµη ελατηρίου F 2 µαζί µε την πίεση P 2 που επικρατεί στον ατµοποιητή τείνει να κλείσει τη βαλβίδα (σχ.2). Περιστρέφοντας το ρυθµιστικό κοχλία Β προς τ αριστερά (σχ. 2) επιτυγχάνεται µικρότερη πίεση ατµοποίησης και συνεπώς µείωση της θερµοκρασίας στον ψυκτικό θάλαµο. Περιστρέφοντάς τον προς τα δεξιά επιτυγχάνεται αύξηση της πίεσης ατµοποίησης και συνεπώς αύξηση της θερµοκρασίας στον ψυκτικό θάλα- µο. Σχήµα 2 Βασικά µειονεκτήµατα της πιεζοστατικής εκτονωτικής βαλβίδας είναι τα εξής : 1. εν µπορεί να χρησιµοποιηθεί σε ψυκτικές εγκαταστάσεις µε ψυκτικούς θαλάµους περισσότερους του ενός, διότι η βαλβίδα αυτού του τύπου λειτουργεί µε βάση τη λειτουργία του συµπιεστή, η οποία ρυθµίζεται από το θερµοστάτη του ψυκτικού θαλάµου. 2.Η αύξηση του ψυκτικού φορτίου έχει σαν αποτέλεσµα την προσωρινή αύξηση της πίεσης P 2 που οφείλεται σε αυξηµένη απορρόφηση θερµότητας. Αυτό έχει σαν συνέπεια τη µείωση, για µικρό χρονικό διάστηµα, της ποσότητας του ψυκτικού 36

37 που εισέρχεται στον ατµοποιητή, τη στιγµή ακριβώς που χρειάζεται περισσότερη ποσότητα για την αντιµετώπιση του αυξανόµενου ψυκτικού φορτίου. Αντίθετα, σε περίπτωση δηλαδή µείωσης του ψυκτικού φορτίου, υπάρχει φόβος ν ανοίξει η βαλβίδα τόσο πολύ, ώστε να γίνει αναρρόφηση υγρού ατµού από το συµπιεστή 4. ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ Ψυκτική µονάδα εφοδιασµένη µε πιεσσοστατική και θερµοστατική εκτονωτική βαλβίδα. Συσκευή µανοµέτρων. Πίνακας θερµοκρασιών - πιέσεων για το ψυκτικό µέσο της εγκατάστασης. Κατσαβίδι. ΠΟΡΕΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1.Ξεκινήστε τη µονάδα. 2.Γυρίστε το ρυθµιστικό κοχλία της πιεζοστατικής εκτονωτικής βαλβίδας τέρµα αριστερά και παρακολουθείστε το µανό- µετρο της χαµηλής πίεσης του σετ. Η πίεση στον ατµοποιητή θα πρέπει να κυµαίνεται στην περιοχή κενού. 3.Γυρίστε το ρυθµιστικό κοχλία σιγά-σιγά προς τα δεξιά και σε κάθε στροφή του, αφού προηγουµένως ισορροπήσει το σύστηµα, σηµειώστε τις πιέσεις αναρρόφησης και κατάθλιψης. 4.Με τη βοήθεια του πίνακα πιέσεων - θερµοκρασιών για το ψυκτικό µέσο της εγκατάστασης, σηµειώστε στις διάφορες θέσεις του ρυθµιστικού κοχλία τις θερµοκρασίες ατµοποίησης που αντιστοιχούν στις τιµές της πίεσης της αναρρόφησης για τις θέσεις αυτές. 5.Ρυθµίστε την πιεζοστατική εκτονωτική βαλβίδα σε πίεση λειτουργίας, η οποία αντιστοιχεί στην επιθυµητή θερµοκρασία του ψυκτικού θαλάµου. 6.Αποσυνδέστε κατά τα γνωστά τη συσκευή των µανοµέτρων. 4 Το φαινόµενο αυτό συµβαίνει πολύ σπάνια 37

38 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1.Ψυκτικές διατάξεις, Μ.Γρ. Βραχόπουλος, εκδ. ΙΩΝ 2.Refrigeration and air conditioning (in SI units) by C. P. Arora. 3.Βιοµηχανία ψύχους : Ι. Βαγιανός (1956). 4.Εργαστηριακές ασκήσεις ψύξης : Α. Ασηµακόπουλου. 5.Τεχνολογία ψύξης : Α. Ασηµακόπουλου. 6.Ψυκτικές µηχανές : Σ. Χατζηλάου. 7.Principles on refrigeration by R.W. Marsh. 8.Modern refrigeration and air conditioning by A.D. Althouse. 38

39 ΑΣΚΗΣΗ 11 " ΕΥΡΕΣΗ ΚΑΙ ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΗΣ ΥΠΕΡΘΕΡΜΑΝΣΗΣ " ΣΚΟΠΟΣ Οι φοιτητές να είναι σε θέση να ρυθµίζουν σωστά την υπερθέρµανση µιας ψυκτικής εγκατάστασης µέσω της θερµοστατικής εκτονωτικής διάταξης. ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Η θερµοστατική εκτονωτική βαλβίδα, λόγω των πολλών πλεονεκτηµάτων που παρουσιάζει έχει αντικαταστήσει την πιεσσοστατική εκτονωτική βαλβίδα σε όλες τις µεγάλες εγκαταστάσεις. Το βασικό χαρακτηριστικό της είναι η διατήρηση σταθερής υ- περθέρµανσης στον ατµοποιητή ανεξάρτητα από το φορτίο στο οποίο αυτός είναι υποχρεωµένος να ανταποκριθεί. Αποτέλεσµα αυτής της λειτουργίας της θερµοστατικής εκτονωτικής βαλβίδας (Θ.Ε.Β.) είναι ότι ο ατµοποιητής τροφοδοτείται πάντα µε την ποσότητα του ψυκτικού που απαιτείται από το παρουσιαζό- µενο ψυκτικό φορτίο. Η επιθυµητή θερµοκρασία στον ψυκτικό θάλαµο διατηρείται σταθερή χωρίς τη χρησιµοποίηση θερµοστάτη. Η Θ.Ε.Β. λειτουργεί µε βάση τη θερµοκρασία του ατµοποιητή και όχι την πίεση Η Θ.Ε.Β. αποτελείται από τα εξής κύρια µέρη (σχ. 1) : 1.Κύριο σώµα. 2. ιάφραγµα (φυσητήρας). 3.Βελόνα για τον έλεγχο της παροχής του ψυκτικού. 4.Ελατήριο υπερθέρµανσης και ρυθµιστικό κοχλία. 5.Βολβός. Φυσούνα Πρός ατµοποιητή Αισθητήριο θερµοκρασίας ( Βολβός) Γραµµή Υγρού Ρυθµιστικός κοχλίας Σχήµα 1 39

40 Κύριο χαρακτηριστικό της Θ.Ε.Β. είναι ο βολβός, ο οποίος συνήθως είναι γεµάτος ψυκτικό υγρό, ίδιο µε εκείνο που κυκλοφορεί στην εγκατάσταση. Ο βολβός της Θ.Ε.Β. τοποθετείται στην έξοδο του ατµοποιητή. Η λειτουργία της Θ.Ε.Β. παρουσιάζεται στο σχήµα 2. Φυσούνα Γραµµή υγρού Στραγγαλιστική βαλβίδα Αισθητήριο θερµοκρασίας Προς αναρρόφηση συµπιεστή Ατµοποιητής Σχήµα 2 Το ψυκτικό µέσο του βολβού (ή το πτητικό υγρό) επηρεαζόµενο από τις αλλαγές θερµοκρασίας του ψυκτικού µέσου στην έξοδο του ατµοποιητή (λόγω των µεταβολών του ψυκτικού φορτίου) αλλάζει κατάσταση µε αποτέλεσµα την αυξοµείωση της πίεσης P 1 και εποµένως την αντίστοιχη αυξοµείωση της δύναµης F 1 που ενεργεί στο φυσητήρα. Οι κινήσεις του φυσητήρα που προκαλούνται από τη µεταβολή της F 1 ανοιγοκλείνουν µε τη βοήθεια βάκτρου τη βαλβίδα εισόδου του ψυκτικού Β. Αν το ψυκτικό φορτίο είναι σταθερό, η θερµοκρασία Τ 2 του ψυκτικού µέσου στην έξοδο Α του ατµοποιητή είναι σταθερή. Εποµένως σταθερή είναι η πίεση P 1 που εξαρτάται από τη θερµοκρασία Τ 2. Αυτό έχει σαν αποτέλεσµα η βαλβίδα Β να ισορροπεί. Στην περίπτωση αυτή ισχύει η σχέση : F 1 = F 2 + F 3 Αν ο ατµοποιητής λειτουργήσει για µεγαλύτερο ψυκτικό φορτίο (π.χ. άνοιγµα πόρτας ψυγείου), το ψυκτικό µέσο στη θέση Α αποκτά θερµοκρασία µεγαλύτερη της Τ 2 µε αποτέλεσµα την αύξηση της πίεσης P 1 και εποµένως και της δύναµης F 1. Στην περίπτωση αυτή ισχύει : F 1 > F 2 + F 3 Aυτό έχει ως αποτέλεσµα η βαλβίδα ν αρχίσει να ανοίγει και να οδηγηθεί µεγαλύτερη ποσότητα ψυκτικού µέσου στον ατµοποιητή. Η αυξηµένη παροχή ψυκτικού µέσου αντιµετωπίζει το 40

41 πρόσθετο ψυκτικό φορτίο. Το αντίθετο συµβαίνει όταν µειωθεί η Τ 2 οπότε ισχύει η σχέση : F 1 < F 2 + F 3 Η µείωση της θερµοκρασίας Τ 2 έχει ως αποτέλεσµα η βαλβίδα Β ν' αρχίσει να κλείνει. -5 o C Είσοδος στραγγαλιστικής διάταξης Ατµοποιητής 0 o C Α -5 o C Έξοδος ατµοποιητή Υπερθέρµανση Τέλος ατµοποίησης Σχήµα 3 Υπερθέρµανση Με τον όρο υπερθέρµανση, στην περίπτωση της θερµοστατικής εκτονωτικής βαλβίδας (Θ.Ε.Β), εννοείται η διαφορά θερµοκρασίας ατµοποίησης του ψυκτικού που αντιστοιχεί στην πίεση αναρρόφησης και της θερµοκρασίας που επικρατεί στην έξοδο του ατµοποιητή ο βολβός της Θ.Ε.Β. Στο παραπάνω σχήµα 3 παρουσιάζεται σύστηµα ρυθµιζόµενο να λειτουργεί σε υπερθέρµανση 5Κ (8 ο F). Το κεκορεσµένο ψυκτικό µέσο πλησιάζει στο σηµείο Α πριν η Θ.Ε.Β. κλείσει.. Στο σχήµα 4 η θερµοκρασία του ψυκτικού µέσου είναι -5 ο C (23 ο F) στο σηµείο Α και 0 ο C (32 ο F) στη θέση που βρίσκεται ο βολβός της Θ.Ε.Β. Η ατµοποίηση του ψυκτικού µέσου ολοκληρώνεται στους -8 ο C (17,6 ο F, σηµείο Β) και όχι στους -5 ο C (23 ο F). Εποµένως η υπερθέρµανση του ψυκτικού µέσου στον ατµοποιητή είναι 8K (15 ο F) αν και η Θ.Ε.Β. έχει ρυθµιστεί για υπερθέρµανση 5K (10 ο F). Η διαφορά των δύο τιµών οφείλεται 41

42 στην πτώση της πίεσης του ψυκτικού µέσου όταν αυτό διέρχεται από τον ατµοποιητή και αυξάνεται ανάλογα µε το µήκος του ατµοποιητή. -5 o C Είσοδος στραγγαλιστικής διάταξης Ατµοποιητής 0 o C -5 o C -8 o C Έξοδος ατµοποιητή Υπερθέρµανση Τέλος ατµοποίησης Σχήµα 4 Στην περίπτωση αυτή η ψυκτική εγκατάσταση λειτουργεί µε µειωµένη απόδοση. Για την αντιµετώπιση της παραπάνω κατάστασης που δηµιουργείται, όπως προαναφέρθηκε, από την πτώση της πίεσης του ψυκτικού µέσα σε ατµοποιητή µεγάλου µήκους, χρησιµοποιείται Θ.Ε.Β. µε ισοσταθµιστή πίεσης ή εξωτερικό εξισωτή. Η Θ.Ε.Β. είναι κατάλληλη για ψυκτικές εγκαταστάσεις στις οποίες δύο ή περισσότεροι ψυκτικοί θάλαµοι εξυπηρετούνται από τον ίδιο συµπιεστή. Κάθε Θ.Ε.Β. ρυθµίζεται από το εργοστάσιο κατασκευής για προγραµµατισµένη θερµοκρασία υπερθέρ- µανσης. Σε περίπτωση αλλαγής της ρύθµισης, η νέα ρύθµιση θα πρέπει να γίνει µετά την τοποθέτηση της Θ.Ε.Β. στην ψυκτική µονάδα και αφού επιβεβαιωθεί ότι η προηγούµενη ρύθµιση δεν ήταν ικανοποιητική. Στρέφοντας το ρυθµιστικό κοχλία αριστερά επιτυγχάνεται αύξηση της υπερθέρµανσης, ενώ στρέφοντάς τον δεξιά επιτυγχάνεται η µείωσή της. Γενικά οι Θ.Ε.Β. ρυθµίζονται από το εργοστάσιο κατασκευής για υπερθέρµανση 5Κ (10 ο F). H υπερθέρµανση αυτή είναι ικανοποιητική για τις περισσότερες εφαρµογές του τοµέα της ψύξης. 42

43 ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ Ψυκτική µονάδα εφοδιασµένη µε πιεζοστατική και θερµοστατική εκτονωτική βαλβίδα. Σςυσκευή µανοµέτρων. Καστάνια. Κατσαβίδι. Πίνακας θερµοκρασιών - πιέσεων για το ψυκτικό µέσο της εγκατάστασης. ύο θερµόµετρα (βολβού ή επαφής). ΠΟΡΕΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1.Τοποθετήστε τα θερµόµετρα στις θέσεις που διακρίνονται στο σχήµα 5, αφού προηγουµένως ελέγξτε ότι οι υποδοχές για την τοποθέτηση των θερµοµέτρων είναι γεµάτες µε το κατάλληλο λάδι. 2.Λειτουργήστε τη µονάδα για 15 περίπου και στη συνέχεια πάρτε τις ενδείξεις των θερµοµέτρων. 3.Η διαφορά των ενδείξεων των θερµοµέτρων δίνει την υπερθέρµανση στην οποία έχει ρυθµιστεί η Θ.Ε.Β. 4.Αυξήστε την υπερθέρµανση της Θ.Ε.Β. κατά 3 Κ (5 ο F). 5.Επαναφέρετε την Θ.Ε.Β. στην προηγούµενη ρύθµιση της. Σηµείωση : Ο παραπάνω τρόπος δεν µπορεί να θεωρηθεί ακριβής διότι δε λαµβάνεται υπ όψη η πτώση της πίεσης στον ατµοποιητή. Τα επόµενα στάδια εργασίας δίνουν πιο ακριβή αποτελέσµατα. 6.Καταγράψτε την πίεση του µανοµέτρου που αντιστοιχεί στην αναρρόφηση. Στη συνέχεια πάρτε τη θερµοκρασία στην έξοδο του ατµοποιητή όσο πιο κοντά στο βολβό της Θ.Ε.Β. 7.Προσθέστε στην πίεση του µανοµέτρου χαµηλής mbar ( 2-3 lb/in 2 ) για κάλυψη των απωλειών. 8. Με βάση τη νέα τιµή της πίεσης για το χρησιµοποιούµενο ψυκτικό µέσο της εγκατάστασης, βρείτε από τον πίνακα θερ- µοκρασιών - πιέσεων την αντίστοιχη θερµοκρασία ατµοποίησής του. 9.Η διαφορά της θερµοκρασίας ατµοποίησης από τη θερµοκρασία στην έξοδο του ατµοποιητή δίνει την υπερθέρµανση που επιτυγχάνει η Θ.Ε.Β. Η τιµή αυτή θα πρέπει συµπίπτει µε την τιµή της υπερθέρµανσης που έχετε δει προηγουµένως, ακολουθώντας τα στάδια της εργασίας

44 10.Επαναλάβετε τα στάδια εργασίας 5 και Αποσυνδέστε κατά τα γνωστά το σετ των µανοµέτρων. Θερµόµετρο Θερµοστατική στραγγαλιστική διάταξη Τ 1 Ατµοποιη τής Βολβός Θερµόµετρο Τ 2 Σχήµα 5 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1.Ψυκτικές διατάξεις, Μ.Γρ. Βραχόπουλος, εκδ. ΙΩΝ 2.Refrigeration and air conditioning (in SI units) by C. P. Arora. 3.Βιοµηχανία ψύχους : Ι. Βαγιανός (1956). 4.Εργαστηριακές ασκήσεις ψύξης : Α. Ασηµακόπουλου. 5.Τεχνολογία ψύξης : Α. Ασηµακόπουλου. 6.Ψυκτικές µηχανές : Σ. Χατζηλάου. 7.Principles on refrigeration by R.W. Marsh. 8.Modern refrigeration and air conditioning by A.D. Althouse. 44