Kondensatorius

Kondensatorius šilumokaitis, kuris pašalina šilumą iš aušinimo sistemos. Proceso metu ji gauna karštą, aukštą slėgį šaltnešio dujos iš kompresoriaus ir žemoje temperatūroje virsta skysčiu. Šiluma iš šaltnešio perduodama į orą arba vandenį, tekantį per kondensatoriaus ritę.

Trečiame modulyje GTAC dešinėje Šaldymo ciklas, parodėme, kaip keturių pagrindinių šaldymo sistemos komponentų funkciją galima pažymėti slėgio entalpijos (PH) diagramoje. Tai leidžia mums iš pirmo žvilgsnio pamatyti slėgio pokyčius, soties temperatūrą ir šaltnešio dujų entalpiją, kai jos praeina per kiekvieną iš keturių komponentų. Šioje PH diagramoje parodyta, kad kondensatorius paima iš kompresoriaus aukštos temperatūros ir slėgio perkaitintas dujas, kaip nurodyta 3 pastraipoje, ir pašalina dalį šilumos. Slėgis šaltnešio grandinėje yra beveik pastovus, tačiau žymiai sumažėja jo entalpija. Dujų procese pasikeitė skystis. Jis palieka kondensatorių 4 punkte kaip aukštą slėgį, palyginti aukštos temperatūros, peršaldytus skysčius, kurie judės ant skaitiklio skysčio linijos.

Kiekviena iš kelių šaltnešio grandinių arba takų kondensatorius veikia vienu metu. Čia parodyta viena grandinė oru aušinamo kondensatoriaus viduje. Kad būtų lengviau matyti, kas vyksta kondensatoriaus vamzdžių viduje, buvo pašalintos briaunos, padidinančios kvadratinį vamzdžių paviršių, kad pagerintų šilumos mainus. Dujos iš kompresoriaus pašalinamos per karštas dujas kondensatoriaus karštųjų dujų pavadinime. Pavadinimas paskirsto jį kelioms grandinėms, kaip parodyta čia.

Dujos patenka į grandines ir praeina atgal ir per ritę. Šilumos metu iš karštesnio išmetamas dujinis šaltnešis per vamzdžių sieneles, oro aušintuvą (vanduo, vandeniu aušinamas kondensatorius), einantis per šilumokaičio paviršių. Šaltnešis vėsdamas ir kondensuodamasis iš dujinės virsta skysčiu. Skystis surenkamas į skysčio antraštę, pritvirtintą prie kiekvienos grandinės išėjimo, ir per skysčio liniją patenka į matavimo prietaiso įvestį.

Šioje lentelėje parodytas tipiškas oru aušinamo kondensatoriaus R-22, kai lauko temperatūra yra 95 F, poveikis. Darėme prielaidą, kad šaltnešio slėgio skirtumas yra nuo tada, kai jis palieka kompresorių, kol jis išeina iš kondensatoriaus. Tiesą sakant, slėgis šiek tiek sumažės dėl srauto pasipriešinimo karštoje dujų linijoje ir pačiame įtampos kondensatoriuje.

Šilumos mainus atlieka kondensatorius, susidedantis iš trijų etapų: aušinimo, kondensacijos ir hipotermijos. Pirmasis žingsnis yra pašalinti į kondensatorių patenkančio šaltnešio perkaitimą. Tai protingas šilumos perdavimo procesas, nes temperatūra nukrenta iki prisotinimo nekeičiant būsenos. Dujos iš kompresoriaus išleidimo į kondensatorių patenka esant slėginiam kondensatoriui. Šis slėgis atitinka 120 F prisotinimo temperatūrą, parodytą čia, PH schemai. Faktinė dujų temperatūra yra 165 F, kuri, kaip matote, yra dešinėje nuo sočiųjų garų linijų perkaitintų dujų diagramos srityje. Šaltnešio dujos diagramoje juda į kairę, prarasdamos šilumą ir pasiekia sočiųjų garų dujų kreivę. Šaltnešio entalpijos sumažėjimas šiame procese yra apie 14% viso kondensatoriaus pokyčio.

Antrame etape sotieji garai virsta prisotintu skysčiu, kondensuojančiu pastovioje temperatūroje. Šiam latentiniam šilumos perdavimo procesui reikia didžiosios dalies kondensatoriaus paviršiaus ir atmeta didžiąją dalį šilumos iš sistemos. Ši pokyčio būsena, kurią vadiname "kondensacija, baigiasi, kai šaltnešis pasiekia prisotinto skysčio būseną. Entalpijos sumažėjimas, kurį sukelia šaltnešio garais prisotinto skysčio kondensacija, sudaro apie 81% viso kondensatoriaus pasikeitimo.

Trečiajame ir paskutiniame etape prisotintas skystis sumažinama temperatūra esant pastoviam slėgiui, taip sukuriant šaltnešio aušinimą. Tai protingas šilumos perdavimo procesas. Kondensacijos proceso metu susidaręs prisotintas skystis toliau praranda šilumą ir toliau mažėja temperatūra esant maždaug tokiam pačiam kondensacijos slėgiui. Peršalusiame regione temperatūros linijos yra vertikalios, todėl šaltnešio temperatūra greitai krenta, nes šaltnešio entalpija ir toliau mažėja. Entalpijos, sukeltos hipotermijos, prisotinto skysčio sumažėjimas sudaro tik apie 5% viso kondensatoriaus pokyčio.

Netgi hipotermija atlieka tik nedidelę viso šilumos atmetimo dalį, tai svarbu dėl dviejų priežasčių. Pirma, tai užtikrina normalų skysčio funkcionavimą matavimo prietaisas ir garintuvas. Antra, jis prideda maždaug 1/2% visos sistemos aušinimo pajėgumo peršaldymo laipsniu. Įprasta oro kondicionavimo sistema užtikrina apie 15 laipsnių hipotermijos piką (konstrukciją). Dėl to gaunama apie 7 1/2 % (15F x 1/2 % vienam laipsniui) papildomos talpos, ko galima tikėtis iš sistemos be hipotermijos. Nors daugumoje sistemų kondensatoriuje veikia hipotermija, tai taip pat galima padaryti naudojant atskirą šilumokaičio pasroviui...