No Image

Фреон в жидком состоянии

0 просмотров
10 марта 2020

Многие люди задаются вопросом, как он работает?
Всё очень просто, автомобильный кондиционер, работает по тому же принципу, что и весьма распространённый обычный бытовой холодильник, хотя и устроен немного по-другому, но принцип тот же, кондиционер представляет собой герметичную систему, заполненную фреоном и специальным холодильным маслом, растворимым в жидком фреоне и не боящимся низких температур. Масло нужно для смазки компрессора и всей системы.
Несмотря на некоторые отличия между кондиционерами на автомобилях разных производителей, принципиальная схема одинакова.
И так мы рассмотрим самый распространенный вариант автомобильного кондиционера.

Вы включаете кондиционер. Срабатывает электромагнитная муфта, стальной прижимной диск 3. издав характерный щелчок, диск примагнитился к шкиву 2. Шкив приводится в движение ремнем.
Теперь заработал компрессор 1. Компрессор сжимает газообразный фреон, отчего тот сильно нагревается, и гонит его по трубопроводу в конденсор 4. В народе этот самый конденсор часто называют "радиатором кондиционера". В конденсоре сильно нагретый и сжатый фреон охлаждается.
Охладиться ему помогает вентилятор 5. который включился на первую скорость одновременно с компрессором. Охладившись, сжатый фреон начинает конденсироваться, и выходит из конденсора уже жидким. После этого жидкий фреон проходит через ресивер-осушитель 6. Здесь от него отфильтровываются продукты износа компрессора и прочая грязь.
Где-то в районе ресивера-осушителя, часто на нем самом, есть смотровой глазок 9. Через него можно посмотреть на жидкий фреон. Вообще-то, ничего интересного, выглядит как газ в зажигалке. Впрочем, глазок сделан не для удовлетворения любопытства. Через него можно визуально оценить, насколько система полна. Если часть фреона утекла в атмосферу, то при работе компрессора в глазке будет видна молочно-белая пена. К сожалению, глазки есть далеко не на всех автомобилях.
Очистившись в ресивере-осушителе, фреон течет в сторону салона автомобиля, чтобы выполнить свое основное предназначение. Кульминация наступает, когда жидкий фреон проходит через терморегулирующий вентиль, 10.ТВР представляет собой специальное устройство, регулирующее перегрев пара, выходящего из испарителя. ТРВ устанавливают на трубопроводе, по которому жидкий фреон поступает в испаритель. Если испаритель полностью заполнен жидким фреоном, то из него выходит насыщенный пар, температура которого равна температуре кипения. Регулирующий орган ТРВ закрывается. Если из испарителя выходит пар, перегрев которого превышает установку ТРВ, то регулирующий орган ТРВ открывается настолько, чтобы площадь его проходного сечения соответствовала допустимой величине. По сути, ТРВ является автоматически регулируемым дросселем. Не вдаваясь в термодинамику, можно сравнить ТРВ с соплом аэрозольного баллончика.
Проходя через ТРВ и попадая в испаритель, фреон переходит в газообразное состояние и при этом сильно охлаждается. Испаритель 12. — это тот же радиатор, только маленький. Ледяной фреон охлаждает испаритель, а вентилятор сдувает с испарителя холод в салон автомобиля. Пройдя через испаритель, все еще достаточно холодный фреон попадает снова в компрессор.
Круг замыкается. Часть системы от компрессора до ТРВ называется напорной магистралью. Ее всегда можно определить по тонким трубкам, которые теплые или горячие. Часть же от испарителя до компрессора называется обратной магистралью, или магистралью низкого давления. Она делается из толстых трубок и на ощупь ледяная. Если в напорной магистрали во время работы компрессора давление колеблется от 7-ми до 15-ти атмосфер (в аварийных случаях и до 30-ти), то в обратной магистрали давление не превышает 3.5 атмосфер. Когда кондиционер выключен, давление в обеих магистралях уравнивается и составляет около 5-ти атмосфер.

Читайте также:  Грибковое поражение ногтей

За правильной работой системы следят несколько датчиков. Количество их варьируется. В нашем случае на ресивере-осушителе 6. стоит датчик 7. включения второй скорости вентилятора. Когда охлаждение конденсора 4. недостаточно (вы стоите в пробке, например), давление в напорной магистрали начинает стремительно расти, а фреон в конденсоре перестает конденсироваться. Датчик реагирует на скачок давления и включает вентилятор 5. на полную мощность. Датчик 8. выключает компрессор, если давление в напорной магистрали достигает запредельных величин. Датчик 11. выключает компрессор, если температура испарителя становится слишком низкой.

Принцип работы кондиционера основан на свойстве жидкостей выделять тепло при конденсации (переходе из газообразного состояния в жидкое) и поглощать — при испарении. Чтобы понять, откуда в кондиционере берется холод, рассмотрим состав сплит-системы (вообще говоря, любой кондиционер состоит из одинаковых узлов, только они могут быть расположены в одном или нескольких блоках):

Конденсатор — теплообменник, в котором происходит переход фреона из газообразной фазы в жидкую (конденсация). Расположен в наружном блоке;
Испаритель — теплообменник, в котором происходит переход фреона из жидкой фазы в газообразную (испарение). Расположен во внутреннем блоке;
Вентилятор — предназначен для ускорения теплообмена между испарителем (конденсатором) и окружающим воздухом.
Компрессор — повышает давление фреона до давления, при котором он конденсируется, поддерживает движение фреона по холодильному контуру;
ТРВ (терморегулирующий вентиль) — дроссельное устройство, понижающий давление фреона до давления испарения. Устанавливается перед испарителем;
Соединительные медные трубы, которые вместе с остальными устройствами образуют замкнутый холодильный контур.
Внутри холодильного контура постоянно циркулирует специальное вещество — хладагент, в качестве которого обычно используется фреон. Поскольку фреон является сильным обезжиривателем, в холодильный контур всегда добавляют небольшое количество масла для смазки компрессора, иначе компрессор просто заклинит.

Читайте также:  Причина возникновения нейротрофической язвы

Для того, чтобы внутренний блок стал источником холода, фреон в жидком виде должен постоянно поступать на вход испарителя и там испаряться. Для поддержания этого процесса необходим компрессор. В процессе работы сплит-системы компрессор сжимает газообразный фреон, который поступает в него с выхода испарителя (температура фреона 15-20°С, давление — 3-5 атмосфер). Компрессор сжимает хладагент до давления в 20-25 атмосфер, а поскольку при сжатии любой газ нагревается, температура фреона увеличивается до 80-90°С. Горячий фреон под высоким давлением попадает в конденсатор, который обдувается потоком наружного воздуха с температурой, не превышающей 43°С (максимальная температура наружного воздуха для большинства кондиционеров). В результате фреон остывает, что сопровождается его переходом в жидкое состояние с выделением дополнительного тепла. Таким образом, на выходе из конденсатора образуется жидкий фреон, температура которого на 10-15°С выше температуры наружного воздуха.

После конденсатора хладагент попадает в дроссельное устройство (ТРВ), который в простейшем случае выполняется в виде тонкой медной трубки (капилляра). ТРВ понижает давление фреона до 3-5 атмосфер, что сопровождается понижением температуры фреона до 5-7°С. Далее хладагент поступает в испаритель, нагревается и испаряется, а воздух, проходящий через испаритель — охлаждается. После этого газообразный фреон поступает на вход компрессора и процесс повторяется.

Теперь, зная принцип работы кондиционера, будет проще понять основные причины возникновения неисправностей. Одна из наиболее серьезных проблем в работе сплит-системы возникает в том случае, если хладагент в испарителе не успевает нагреться и перейти в газообразное состояние. В этом случае компрессор мгновенно выходит из строя, поскольку на его вход попадает жидкость, которая, в отличие от газа, является несжимаемой. Чаще всего это происходит из-за включения кондиционера зимой (в испаритель попадает слишком холодный фреон) или из-за грязных фильтров (ухудшается теплообмен).

Газ или жидкость?

Все знают что в холодильном контуре есть хладагент (фреон).
Многие думаю что это такая жидкость.
Но это не совсем так. Давайте по порядку, на простом языке.
Хладагент (ХА) это газ. Который в зависимости от определённой температуры и давления имеет разное агрегатное состояние.

Вот например баллон с пропаном (это кстати тоже хладагент, R290, и он сейчас только начинает набирать обороты в промышленности). Представим что баллон наполнен на половину. Если его взять в руки и пошатать, можно почувствовать что в нем плещется жидкость. Но стоит нам открыть вентиль, начнёт выходить газ.
Точно так и "фреон". При определённом давлении и температуре меняет своё состояние. При атмосферном давлении и температуре выше ноля градусов, если жидкого фреона налить в стакан, он будет кипеть и температура кипения будет известна. Специально для этой статьи с снял небольшой видеоролик — эксперимент на эту тему, где наливал фреон в стакан!

Читайте также:  Заживляющая мазь для мокнущих ран

Каждый фреон имеет свою температуру кипения. Зависимость температур и давлений можно посмотреть в этой таблице.

Что же происходит в холодильном контуре?

Компрессор перекачивает газ. Жидкость он не может перекачивать. Конструкция такая. Если компрессор начнёт перекачивать жидкость, образуется гидроудар.
Рассмотрим работу холодильного контура на ХА R134a.
Компрессор нагнетает пары ХА, от сжатия пары нагреваясь до 50-70 градусов попадают в конденсатор (решётка на спине холодильника). Давление нагнетания около 10 бар. В конденсаторе, постепенно охлаждаясь пары начинают переходить в жидкость, конденсироваться. Таким образом пары превращаются в жидкость, температура снижается до 35 градусов. И на выходе из конденсатора ХА полностью сконденсирован и на 100% жидкий. Давление не изменилось, 10 бар. После конденсатора ХА попадает в дроссельное устройство (в бытовом холодильнике это капиллярная трубка). Дроссель имеет зауженное сечение (всего 0,7 мм), на выходе из дросселя начинается область низкого давления, около 0,2 бар. ХА проходя дроссель и попадая в область низкого давления начинает закипать, т.к температура кипения зависит от давления. Смотри таблицу выше. Температура кипения ХА R134a при 0,2 бара = минус 22 градуса Цельсия.
Таким образом сразу после дросселя начинается испаритель (это трубки морозильной камеры, и трубки плачущего испарителя в холодильном отделении). В испарителе ХА кипит, и своим кипением отбирает тепло из холодильной камеры. Кипящий ХА постепенно проходит по трубкам испарителя и отбирая тепло жидкий хладагент превращается в пар. Температура хладагента постепенно растет. На выходе из испарителя жидкость полностью превращается в пар и этот насыщенный пар засасывается через всасывающий патрубок компрессора, где снова нагнетается и попадает в конденсатор.
Холодильник — это тепловой насос. В котором тепло отбирается в холодильном и морозильном отделении, и через конденсатор передаётся в окружающую среду .

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Медицина
0 комментариев
No Image Медицина
0 комментариев
No Image Медицина
0 комментариев
No Image Медицина
0 комментариев
Adblock detector