Λύσεις — Κεφάλαιο 6Β: Ψύξη και Ψυκτικά Μέσα (6.3.3-6.3.5) (σελ. 197-198) – ΨΥΞΗ – ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 6Β: Ψύξη και Ψυκτικά Μέσα (6.3.3-6.3.5)

Λύσεις στις ερωτήσεις-δραστηριότητες (Q1-Q6) του ενιαίου μπλοκ ερωτήσεων του Κεφαλαίου 6 του σχολικού βιβλίου «Ψύξη - Κλιματισμός» Γ΄ ΕΠΑΛ, όσες αφορούν εκτονωτικές διατάξεις/τριχοειδή σωλήνα.

Υπερφόρτωση κυκλώματος με τριχοειδή σωλήνα

Ερώτηση: Τι θα συμβεί αν ένα ψυκτικό κύκλωμα, που έχει τριχοειδή σωλήνα ως εκτονωτικό μέσο, υπερφορτωθεί με ψυκτικό ρευστό; Α) Θα έχουμε παγοφραγμό στο εκτονωτικό μέσο. Β) Τίποτα. Γ) Η πίεση κατάθλιψης θα γίνει ψηλότερη. Δ) Το ψυκτικό αποτέλεσμα θα είναι μεγαλύτερο.

Απάντηση:

• §6.3.4. Ο τριχοειδής σωλήνας «δε διαθέτει αυτόματο μηχανισμό ρύθμισης της παροχής ψυκτικού μέσου» — δεν μπορεί να αντισταθμίσει την επιπλέον ποσότητα υγρού ψυκτικού. §6.3.3. Ο συμπυκνωτής χρειάζεται επιφάνεια χωρίς υγρό για να ολοκληρώσει τη συμπύκνωση/υπόψυξη του ατμού· η περίσσεια υγρού που δε μπορεί να περάσει γρήγορα από τον τριχοειδή συσσωρεύεται στο συμπυκνωτή.

Σύνοψη: Σωστή απάντηση: Γ) Η πίεση κατάθλιψης θα γίνει ψηλότερη. Επειδή ο τριχοειδής σωλήνας δεν έχει αυτόματο μηχανισμό ρύθμισης παροχής (§6.3.4), δεν μπορεί να «απορροφήσει» την επιπλέον ποσότητα ψυκτικού που προσθέτουμε. Το πλεονάζον υγρό ψυκτικό συσσωρεύεται στο συμπυκνωτή, μειώνοντας την ενεργή επιφάνεια συμπύκνωσης-υπόψυξης· αυτό αναγκάζει την πίεση (και τη θερμοκρασία) συμπύκνωσης να ανέβουν, ώστε ο συμπυκνωτής να μπορέσει και πάλι να αποβάλει την απαιτούμενη θερμότητα με τη μειωμένη διαθέσιμη επιφάνεια — άρα η πίεση κατάθλιψης γίνεται ψηλότερη.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Γ — Η πίεση κατάθλιψης ανεβαίνει, γιατί ο τριχοειδής δεν μπορεί να ρυθμίσει την περίσσεια υγρού που συσσωρεύεται στο συμπυκνωτή

Φίλτρο πριν από τον τριχοειδή σωλήνα

Ερώτηση: Γιατί στα ψυκτικά κυκλώματα τοποθετείται φίλτρο πριν από τον τριχοειδή σωλήνα; Α) Για να συγκρατεί την υγρασία του συστήματος. Β) Για να συγκρατεί τα ξένα σωματίδια του συστήματος. Γ) Για να φιλτράρει το λιπαντικό του συστήματος. Δ) Για να απομακρύνει τον αέρα από το σύστημα.

Απάντηση:

• §6.3.5. «Το φίλτρο συγκρατεί τα στερεά σωματίδια που κυκλοφορούν με το ψυκτικό ρευστό. Ο ξηραντήρας συγκρατεί ίχνη υδρατμού ή νερού.» — ρόλοι διακριτοί μέσα στο ίδιο εξάρτημα φίλτρο-ξηραντήρα. §6.3.4. Ο τριχοειδής σωλήνας έχει πολύ μικρή εσωτερική διάμετρο, ευαίσθητη σε βούλωμα από ξένα σωματίδια.

Σύνοψη: Σωστή απάντηση: Β) Για να συγκρατεί τα ξένα σωματίδια του συστήματος. Σύμφωνα με το βιβλίο (§6.3.5), ο ρόλος του φίλτρου (σε αντιδιαστολή με τον ξηραντήρα, που συγκρατεί την υγρασία) είναι να συγκρατεί τα στερεά σωματίδια που κυκλοφορούν με το ψυκτικό ρευστό. Επειδή ο τριχοειδής σωλήνας (§6.3.4) έχει πολύ μικρή διάμετρο, ακόμη και μικρά ξένα σωματίδια θα μπορούσαν να τον φράξουν (βουλώσουν) — γι' αυτό το φίλτρο τοποθετείται πριν από αυτόν, ώστε να τον προστατεύει.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Β — Το φίλτρο συγκρατεί τα στερεά σωματίδια, προστατεύοντας τον ευαίσθητο (μικρής διαμέτρου) τριχοειδή σωλήνα από βούλωμα

Πιέσεις κατά τις παύσεις σε σύστημα με τριχοειδή σωλήνα

Ερώτηση: Τι συμβαίνει με τις πιέσεις ενός ψυκτικού συστήματος με τριχοειδή σωλήνα κατά τις παύσεις λειτουργίας; Α) Η πίεση της χαμηλής πλευράς ανεβαίνει, ενώ η πίεση της υψηλής πλευράς παραμένει σταθερή. Β) Αυξάνονται λίγο οι πιέσεις και των δύο πλευρών. Γ) Οι πιέσεις μένουν όπως ήταν πριν από την παύση. Δ) Οι πιέσεις τείνουν να εξισωθούν.

Απάντηση:

• §6.3.4. «Ο τριχοειδής σωλήνας δε διαθέτει αυτόματο μηχανισμό ρύθμισης της παροχής ψυκτικού μέσου» — δεν υπάρχει βαλβίδα κλεισίματος που να διακόπτει την επικοινωνία ανάμεσα στην υψηλή και τη χαμηλή πλευρά, σε αντίθεση π.χ. με βαλβίδες εκτόνωσης που κλείνουν εντελώς.

Σύνοψη: Σωστή απάντηση: Δ) Οι πιέσεις τείνουν να εξισωθούν. Ο τριχοειδής σωλήνας δεν έχει διακοπτόμενη λειτουργία (δεν είναι βαλβίδα που κλείνει) — είναι απλώς ένας στενός σωλήνας που συνδέει μόνιμα την υψηλή με τη χαμηλή πλευρά της εγκατάστασης (§6.3.4). Όταν σταματήσει ο συμπιεστής, δεν υπάρχει πια η αντλητική δράση που διατηρεί τη διαφορά πίεσης· το ψυκτικό μέσο συνεχίζει να ρέει μέσα από τον τριχοειδή από την υψηλή προς τη χαμηλή πλευρά μέχρι οι δύο πιέσεις να εξισωθούν.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Δ — Χωρίς αντλητική δράση συμπιεστή, ο τριχοειδής (χωρίς δικό του μηχανισμό κλεισίματος) αφήνει τις δύο πλευρές να επικοινωνούν, οπότε οι πιέσεις εξισώνονται

Τριχοειδής σωλήνας μεγαλύτερου μήκους από το κανονικό

Ερώτηση: Τι συμβαίνει αν ο τριχοειδής σωλήνας ενός συστήματος έχει μεγαλύτερο μήκος από αυτό που πρέπει; Α) Η πίεση κατάθλιψης θα είναι πολύ χαμηλή. Β) Η πίεση αναρρόφησης θα είναι πολύ υψηλή. Γ) Το στοιχείο ατμοποίησης θα έχει μεγάλο μέρος «ξηρό». Δ) Θα μειωθούν και η πίεση της χαμηλής και η πίεση της υψηλής πλευράς.

Απάντηση:

• §6.3.4. «Δύο από τους παράγοντες που επηρεάζουν αυτή την πτώση πίεσης είναι η διάμετρος του σωλήνα και το μήκος του» — μεγαλύτερο μήκος σημαίνει μεγαλύτερη πτώση πίεσης, άρα μικρότερη παροχή ψυκτικού προς τον ατμοποιητή απ' όση χρειάζεται.

Σύνοψη: Σωστή απάντηση: Γ) Το στοιχείο ατμοποίησης θα έχει μεγάλο μέρος «ξηρό». Όσο μεγαλύτερο το μήκος του τριχοειδούς σωλήνα, τόσο μεγαλύτερη η πτώση πίεσης που προκαλεί (§6.3.4), άρα τόσο μικρότερη η ποσότητα (παροχή) ψυκτικού μέσου που καταφέρνει να περάσει προς τον ατμοποιητή. Με ανεπαρκή παροχή υγρού ψυκτικού, η ατμοποίηση ολοκληρώνεται πολύ νωρίς μέσα στο στοιχείο ατμοποίησης, αφήνοντας μεγάλο μέρος του «ξηρό» (χωρίς υγρό ψυκτικό, μόνο υπερθερμαινόμενο ατμό) — δηλαδή το στοιχείο δεν αξιοποιείται πλήρως, με αποτέλεσμα μειωμένη ψυκτική απόδοση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Γ — Μεγαλύτερο μήκος → μεγαλύτερη πτώση πίεσης → λιγότερη παροχή ψυκτικού → ο εξατμιστής μένει σε μεγάλο μέρος «ξηρός»

Αιτίες σύντομου (μικρού) κύκλου λειτουργίας

Ερώτηση: Μικρός (σύντομος) κύκλος λειτουργίας σε μια ψυκτική μονάδα μπορεί να σημαίνει: Α) Κακή ρύθμιση του θερμοστάτη. Β) Ελαττωματικός συμπιεστής. Γ) Υψηλή θερμοκρασία περιβάλλοντος. Δ) Εξατμιστής γεμάτος από λάδι λίπανσης.

Απάντηση:

• §6.3.5. Ο θερμοστάτης ρύθμισης (ή ο πιεζοστάτης χαμηλής) «σταματά και εκκινά το συμπιεστή της μονάδας» με βάση προκαθορισμένα όρια θερμοκρασίας/πίεσης· αν το διαφορικό (η απόσταση ανάμεσα στο όριο εκκίνησης και παύσης) είναι κακορυθμισμένο πολύ στενό, ο συμπιεστής ξεκινά και σταματά πολύ συχνά.

Σύνοψη: Σωστή απάντηση: Α) Κακή ρύθμιση του θερμοστάτη. Ο θερμοστάτης ρύθμισης (ή ο πιεζοστάτης χαμηλής, §6.3.5) ελέγχει την εκκίνηση και την παύση του συμπιεστή με βάση ένα διαφορικό (διαφορά) ανάμεσα στο όριο έναρξης και στο όριο παύσης. Αν αυτό το διαφορικό είναι ρυθμισμένο πολύ στενό (κακή ρύθμιση), ο συμπιεστής θα φτάνει πολύ γρήγορα και στα δύο όρια, οπότε θα ξεκινά και θα σταματά πολύ συχνά — δηλαδή θα έχουμε σύντομους κύκλους λειτουργίας. Ελαττωματικός συμπιεστής, υψηλή θερμοκρασία περιβάλλοντος ή λάδι στον εξατμιστή σχετίζονται με άλλα συμπτώματα (π.χ. μειωμένη απόδοση, συνεχή λειτουργία), όχι με τυπικό αίτιο σύντομου κύκλου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Α — Η κακή (πολύ στενή) ρύθμιση του διαφορικού θερμοστάτη προκαλεί συχνές εναλλαγές εκκίνησης/παύσης του συμπιεστή

Πλεονέκτημα ψυκτικού μέσου χαμηλής πίεσης συμπύκνωσης

Ερώτηση: Η χρησιμοποίηση ψυκτικού μέσου με χαμηλή πίεση συμπύκνωσης σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος έχει το εξής πλεονέκτημα: Α) Το σύστημα φορτώνεται με μικρότερη ποσότητα ψυκτικού μέσου. Β) Οι διαρροές ψυκτικού ρευστού ανιχνεύονται ευκολότερα. Γ) Μικρότερο κόστος εξοπλισμού. Δ) Η υγρασία δεν μπορεί να βλάψει την εγκατάσταση.

Απάντηση:

• §6.3.3. Ο συμπυκνωτής λειτουργεί στην πλευρά υψηλής πίεσης της εγκατάστασης· η στάθμη της πίεσης συμπύκνωσης καθορίζει τις απαιτήσεις αντοχής (πάχος τοιχωμάτων, πιστοποιήσεις) του συμπυκνωτή, των σωληνώσεων και όλου του εξοπλισμού υψηλής πλευράς.

Σύνοψη: Σωστή απάντηση: Γ) Μικρότερο κόστος εξοπλισμού. Όσο χαμηλότερη είναι η πίεση συμπύκνωσης στην οποία λειτουργεί ένα ψυκτικό μέσο για δεδομένη θερμοκρασία περιβάλλοντος, τόσο μικρότερες είναι οι απαιτήσεις αντοχής σε πίεση για το συμπυκνωτή, τις σωληνώσεις και τα λοιπά εξαρτήματα της υψηλής πλευράς (§6.3.3) — δεν χρειάζονται τοιχώματα μεγάλου πάχους ή ειδικές (ακριβότερες) κατασκευαστικές προδιαγραφές αντοχής σε υψηλή πίεση, άρα το συνολικό κόστος του εξοπλισμού μειώνεται.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Γ — Χαμηλότερη πίεση συμπύκνωσης σημαίνει μικρότερες απαιτήσεις αντοχής εξοπλισμού (συμπυκνωτής, σωληνώσεις) στην υψηλή πλευρά, άρα χαμηλότερο κόστος