Aflați cum funcționează pompele de vid, care sunt principalele componente și de ce le folosim. Acest articol detaliază principiul de funcționare de bază al pompelor de vid cu o singură treaptă și cu două trepte pentru inginerii HVAC. Pentru mai multe articole despre ingineria HVAC, CLICK AICI.
Derulați în partea de jos pentru a viziona tutorialul YouTube.
Ce sunt pompele de vid?
Pompele de vid sunt utilizate pe scară largă de inginerii de aer condiționat și de refrigerare pentru a elimina aerul sau substanțele necondensabile, cum ar fi apa, din sistem. Trebuie să le îndepărtăm din sistem deoarece acestea fac ca sistemul de refrigerare să funcționeze ineficient și pot, de asemenea, coroda piesele interne.
Această procedură se efectuează înainte de încărcarea unui sistem nou sau atunci când un sistem existent a fost supus unor reparații în care refrigerantul a fost deja recuperat. În ambele cazuri există posibilitatea ca aerul și umiditatea să fi contaminat sistemul.
Unde sunt conectate?
Într-un sistem tipic de aer condiționat veți vedea aceste pompe de vid conectate prin intermediul unui colector pe partea de înaltă și joasă presiune a sistemului. O modalitate mai bună de a face acest lucru este să îndepărtați colectorul și să conectați pompa de vid la linia de aspirație cu un manometru conectat la linia de lichid, deoarece acesta este cel mai îndepărtat punct din sistem, astfel încât să obțineți o citire reală.
Am făcut echipă cu prietenul nostru Bryan de la școala HVAC pentru acest articol. Videoclipul său de pe YouTube vă conduce prin modul în care să conectați efectiv o pompă de vid la un sistem din lumea reală, precum și vă oferă o mulțime de sfaturi tehnice excelente pentru a vă dezvolta cunoștințele și abilitățile. Pentru a viziona videoclipul său de pe YouTube faceți CLICK AICI.
Părți principale ale unei pompe de vid
Dacă luăm o pompă de vid standard care arată cam așa cum este mai jos.
Avem motorul electric în spate, compresorul în față, un mâner în partea de sus și o bază de suport în partea de jos. Avem apoi o intrare care se conectează la sistem pentru a extrage aerul din sistem și avem și evacuarea pentru a dispersa acest lucru în atmosferă. În partea din față a secțiunii compresorului vom găsi un indicator al nivelului de ulei, astfel încât să ne putem da seama cât de mult ulei se află în cameră, precum și starea acestuia.
În timp ce demontăm unitatea, putem vedea că avem un ventilator și o carcasă de protecție montate în partea din spate a motorului. În interiorul motorului avem statorul cu bobine. Concentric față de acesta; avem rotorul și arborele care antrenează compresorul. În partea din față avem camera de compresie. Aceasta este o versiune de compresor cu două trepte care ne permite să tragem un vid mai adânc, astfel încât avem două camere de compresie. În interiorul camerelor se află rotoarele compresorului și paletele care scot aerul din sistem. În partea superioară a camerei de compresie se află o clapetă cu lamelă care evacuează gazele de evacuare. Când îndepărtăm carcasa de protecție a ventilatoarelor, vedem că ventilatorul este conectat la arborele care trece prin pompă. Ventilatorul este folosit pentru a răci motorul electric și va sufla aerul ambiental peste carcasă pentru a disipa acest lucru. Aripioarele de pe carcasă măresc suprafața carcasei, ceea ce permite eliminarea unei cantități mai mari de căldură nedorită.
În interiorul motorului
În interiorul motorului avem statorul care este înfășurat cu bobine de cupru. Atunci când un curent electric trece prin bobinele de cupru, acesta generează un câmp magnetic. Rotorul este afectat de acest câmp magnetic și acest lucru îl forțează să se rotească. Rotorul este conectat la arbore, iar arborele se deplasează pe toată lungimea pompei, de la ventilator la compresor. În acest fel, atunci când rotorul se rotește, se rotește și compresorul, iar acesta este ceea ce folosim pentru a crea efectul de vid și a evacua aerul dintr-un sistem.
via GIPHY
Pentru a remarca, când ne gândim la vid; ne gândim la o forță de aspirare, dar de fapt nu este așa. Vom detalia de ce mai jos.
În interiorul compresorului
Dacă ne uităm în interiorul compresorului, putem vedea că avem admisia, care este conectată la sistemul pe care îl evacuăm. Avem apoi ieșirea și clapeta cu lamelă care evacuează aerul și umiditatea care este extrasă.
În centru avem rotorul de compresie și camera de compresie. Observați că rotorul este montat excentric în interiorul camerei, ceea ce înseamnă că nu este perfect central, aceasta este o caracteristică cheie pe care o vom vedea în detaliu mai jos. Arborele se conectează la rotor și îl va face să se rotească.
Montate în interiorul rotorului sunt două palete cu arc. Arcurile încearcă în permanență să împingă paletele spre exterior, dar ele sunt ținute în poziție de pereții camerei de compresie. Vârfurile paletelor sunt întotdeauna în contact cu peretele și există un strat subțire de ulei care ajută la formarea unei garnituri între cele două. Atunci când rotorul se rotește, arcurile continuă să împingă paletele spre exterior, astfel încât paletele vor urma conturul camerei de compresie.
Când pompa pornește, rotorul se va deplasa de-a lungul admisiunii și va expune o zonă din interiorul camerei de compresie. Această zonă va fi la o presiune mai mică în comparație cu presiunea din interiorul sistemului; astfel, aerul și umezeala din interiorul sistemului de refrigerare se va grăbi să încerce să umple această regiune goală.
De ce face acest lucru?
Presiunea curge întotdeauna de la cea mai înaltă la cea mai joasă, așa că, dacă am conectat, de exemplu; două baloane de presiuni diferite, gazele se vor deplasa dinspre partea de înaltă presiune spre partea de joasă presiune până când ambele vor fi de presiune egală. Partea de joasă presiune a fost un vid, dar nu a aspirat gazele înăuntru, ci partea de înaltă presiune s-a împins înăuntru. Acesta este efectul de vid. Gazele doresc să se egalizeze și vor curge de la o presiune ridicată la o presiune scăzută. Gazele încearcă să egalizeze presiunea între regiuni conectate.Prin urmare, folosim o pompă de vid pentru a crea o regiune de presiune mai mică, astfel încât gazele nedorite
din interiorul unui sistem de refrigerare se vor grăbi să iasă din sistem pentru a încerca să umple această regiune de presiune mai mică.
În scenariul nostru, furtunul de conectare și noua zonă de presiune scăzută din cadrul camerei de compresie devin o extensie a sistemului de refrigerare, astfel încât gazele din sistem se vor grăbi să o umple și vor încerca să facă presiunea dintre cele două să fie egală. Cu toate acestea, este o capcană, deoarece, pe măsură ce rotorul continuă să se rotească, cea de-a doua paletă intră și captează acel volum de gaz în camera dintre cele două palete. Cealaltă paletă trece peste intrare și creează o altă regiune de presiune mai scăzută, astfel încât mai multe gaze se precipită înăuntru pentru a umple acest gol din nou și din nou. Pe măsură ce compresorul se rotește, volumul camerei va începe să scadă, de aceea rotorul nu este perfect centrat, astfel încât să putem varia volumul gazelor captive. Această scădere a volumului va comprima gazele într-un spațiu mai strâmt, ceea ce va crește presiunea și temperatura.
Continuă să se rotească într-un volum mai mic până când presiunea devine suficient de mare încât să forțeze supapa lamelară de la evacuare să se deschidă și gazele sunt evacuate.
Compresorul continuă să se rotească și, pe măsură ce face acest lucru, următorul lot de gaze este atras în sistem și acest ciclu continuă.
via GIPHY
Majoritatea pompelor de vid vor fi în două trepte, ceea ce înseamnă că există două camere de compresie legate în serie, cu evacuarea de la primul compresor care se leagă direct în intrarea celei de-a doua camere. Acest design permite pompei să obțină un vid mai profund.
Design în două etape
Când avem un singur compresor; ieșirea împinge împotriva presiunii atmosferice, așa cum am detaliat mai sus. Dar în cazul designului în două etape, ieșirea împinge împotriva unei presiuni mult mai mici, care este pur și simplu intrarea celui de-al doilea compresor rotativ și regiunea de joasă presiune pe care o creează în timpul acestei rotații.
via GIPHY
Pe măsură ce pompa de vid continuă să funcționeze, aceasta va extrage în cele din urmă gazele din sistemul închis, ceea ce va reduce presiunea sub presiunea atmosferei care înconjoară exteriorul sistemului.
Pe măsură ce presiunea se reduce, orice umiditate din sistem va deveni mai ușor de fiert și de evaporat. Putem adăuga puțină căldură cu o lampă de căldură sau un pistol de căldură pentru a o ajuta să se vaporizeze.
.