Segédberendezések és készülékek

Ebben a részben vázlatosan ismertetjük a hűtési rendszerek nem fő, de nem kevésbé fontos berendezéseit, amilyenek például az olajleválasztók, a belső hőcserélők, az utóhűtők vagy a légtelenítők.

Olajleválasztók

Az olajleválasztók (3.5.5. ábra) feladata, hogy a hűtőkompresszorból elhordott olajnak a berendezés többi részébe való eljutását meggátolják, ugyanakkor lehetővé tehetik a leválasztott olaj kompresszorba való visszajuttatását is. Alkalmazásuk az olajban kismértékben vagy egyáltalán nem oldódó hűtőközegek esetén különösen jelentős, de az olajjal korlátlan oldódó hűtőközegek esetében is előnyös.

3.5.5. ábra. Olajleválasztó

Különböző elven működő típusaik használatosak; sebességcsökkenéssel, irányeltereléssel, ütköztetéssel, centrifugálással, de akár fűtéssel és hűtéssel is végezhetik feladatukat. Az olaj a hűtőközegben csepp, vékony olajfilm vagy olajgőz formában lehet jelen. Leválasztása akkor a legegyszerűbb, ha az olajgőzt hűtéssel cseppfolyósítani tudjuk.

A fluorozott hűtőközegekre kialakított olajleválasztót a kompresszor és a kondenzátor közötti nyomóvezetékbe építik be, nem közel a kompresszorhoz, lehetőséget adva nagyobb olajcseppek képződésre. A belépő túlhevített gőz a már leválasztott olajat fűti, ezáltal csökken annak hűtőközeg-tartalma. A hűtőközeg hűti a gőzt, így a hűtőközegben csökken az olajgőz-tartalom.

Nagy teljesítményű rendszereknél hasonló elven működő olajleválasztókat alkalmaznak, de az olajnak a kompresszorba való visszavezetését külön olajszivattyúval biztosítják. A nagy felhasznált olajforgalom miatt az olajleválasztás kiemelt feladat az olajbefecskendezéses csavarkompresszorok esetében.

Utóhűtők

Az utóhűtő a kondenzátorban lecsapódott hűtőközeget telítési hőmérséklet alatti értékre hűti le. Az utóhűtés mértéke a kondenzátor hűtési típusától is függ. A hűtést végző közeg fajtája alapján az utóhűtők vízzel hűtött és kisnyomású alacsony hőmérsékletű hűtőközeg gőzével hűtött típusokra oszthatók. A hűtőközeggel működő típust, mivel külső közeget nem használ, belső hőcserélőnek is nevezik.

Vízzel hűtött utóhűtők

A vízzel hűtött utóhűtők ellenáramú, általában kettős csöves koaxiális hőcserélők, melyeket ammónia hűtőközeggel üzemelő nagyteljesítményű kompresszoros hűtőberendezéseknél használnak. Ezekben az utóhűtőkben a belső csőben hűtővíz halad, vele ellenáramban a köpeny- és a belső cső közötti gyűrű alakú térben pedig, a folyékony hűtőközeg.

Belső hőcserélők

3.5.6. ábra. Belső hőcserélő

A hűtőközeg állapotától függően a belső hőcserélők lehetnek hűtőközeggőzzel és hűtőközegfolyadékkal üzemelő berendezések.

A hűtőközeggőzzel működő hőcserélőket elsősorban az olajban nagymértékben vagy korlátlanul oldódó hűtőközeggel üzemelő berendezésekben alkalmazzák. A hőcsere az elpárologtatót elhagyó (hideg) hűtőközeg gőz és a kondenzátort elhagyó (meleg) hűtőközeg folyadék között történik. Ezt a berendezést túlhevítőnek is nevezik, mivel a folyadékállapotú hűtőközeg hőmérsékletének csökkentése mellett az is feladata, hogy az olajból kipárologtassa a hűtőközeget és az elpárologtatóból távozó gőzt tovább hevítse.

Elpárolgó folyadék állapotú hűtőközeggel való utóhűtést lehet megvalósítani csavar- vagy többfokozatú turbókompresszoros hűtőberendezéseknél. Ezzel a hűtőközeggőzzel működő belső hőcserélőkénél jóval alacsonyabb hőmérsékletet lehet elérni.

Nyomástartó edények

A segédberendezések egy nagyobb csoportját jelentik az úgynevezett nyomástartó edények. Ezek merevfalú zárt tartályok, melyek a környezeténél nagyobb nyomású anyaggal vannak megtöltve. Ide sorolhatjuk a különböző típusú folyadékleválasztókat, folyadéktartályokat és -gyűjtőket, az olajhűtőket és -zsilipelő edényeket.

Folyadékleválasztók

A kisnyomású oldalhoz tartozó nyomástartó edény feladata a hűtőközeg folyadék-gőz keverékének szétválasztása. Főleg elárasztott elpárologtatókhoz alkalmazzák, de egyéb berendezésekben is alkalmas a hirtelen terhelésváltozáskor a szívóvezetékbe kerülő folyadék leválasztására. A főbb követelmények ezekkel az edényekkel szemben, akár fekvő, akár álló kivitelűről van szó:

A gőzsebességet nem engedheti a megadott érték fölé sem terhelésnél, sem a nyomás vagy a hőmérséklet változásainál. 

Biztosítania kell egy minimális biztonsági folyadékállást.

Térfogatát úgy kell meghatározni, hogy alkalmas legyen a hűtőrendszer különböző változásaiból származó hűtőközegmennyiség és emellett a saját folyadékterében a gőzképződés okozta folyadékszint-emelkedés befogadására is.

Természetesen a folyadékleválasztók kiválasztásánál is fontos szempont, hogy milyen hűtési feladatot lát el az adott hűtési rendszer.

Nagynyomású folyadékgyűjtők

Ezek a nyomástartó edények gondoskodnak a kondenzátorban cseppfolyósított hűtőközeg befogadásáról, folyadéktér biztosításáról a hűtési rendszer töltésingadozásához, az elpárologtató hűtőközeg-ellátásáról üzem közben történő terhelésváltozás esetén. Továbbá fogadják a berendezés egyes részeinek hűtőközeg töltetét a megbontáskor, és hűtőközeget tartalékolnak az esetleges szivárgások kompenzálására. A folyadékgyűjtőt a kondenzátor és az adagoló között építik be. A szükséges űrtartalma a berendezés kialakítása, üzemviteli módja alapján határozható meg. Maximális folyadéktöltet mellett is megfelelő gőztérrel kell rendelkeznie.

Ipari méretű berendezéseknél többféle megoldást is alkalmaznak a folyadékgyűjtésre. Csavarkompresszoros hűtőberendezéseknél, ahol a kenőolajat termoszifonos rendszerben folyadék állapotú hűtőközeggel hűtik, előfordul, hogy a kondenzátor és a folyadékgyűjtő közé beépítenek egy külön tartályt. Ez akkor szükséges, ha a folyadékgyűjtő folyadékszintje és a csavarkompresszor olajhűtőjének szintje közötti szintkülönbség kicsi. Más megoldást jelent, ha a kondenzátorban keletkezett folyadék egyenesen a folyadékgyűjtőbe kerül, majd onnan jut részben a leválasztó folyadékadagolójához, részben pedig a kompresszor olajhűtőjéhez.

A folyadékgyűjtőt kis űrtartalmú kondenzátor, például vízhűtésű lemezes kondenzátor esetén is ajánlatos alkalmazni, mert ennek hiányában a kondenzátornak folyadékgyűjtő szerepet is be kell töltenie, így a kondenzátum felgyülemlik és a hasznos hőcserefelületet eltakarja, ami miatt azután a kondenzátornyomás és következőleg a kompresszor munkaszükséglete is megnő. Az kisebb berendezések folyadékgyűjtőit többféleképpen el lehet helyezni: a kompresszorral egybeépítve, hűtőaggregátként a kondenzátorral és a kompresszorral közös alapkeretre szerelve vagy a többi elemtől teljesen külön telepítve.

Olajhűtők

Ezek a készülékek a kompresszor kenőolajának és esetenként vezérlőrendszeri olajának hűtésére szolgálnak. Három típusukat szokás megkülönböztetni aszerint, hogy a hűtés vízzel, hűtőközeggel vagy nagynyomású hűtőközegfolyadékkal történik.  A vízzel hűtött olajhűtők két gyakran használt változata a dugattyús kompresszoroknál alkalmazott csőkígyós olajhűtő és a csőköteges, ami minden kompresszorfajtához illeszthető. Hűtőközeggel száraz rendszerű elpárologtatóban csőköteges olajhűtőt lehet használni, szintén bármelyik kompresszortípusnál. Nagynyomású hűtőközegfolyadékkal termoszifonos rendszerben csőköteges hőcserélőt használunk olajhűtőként. Ha ez valamilyen okból nem kivitelezhető, akkor kényszercirkulációs szivattyús rendszert kell használni.

Olajzsilipelő edények

Ipari hűtőberendezéseknél használják őket, általában olajjal nem oldódó hűtőközegek esetén. Az olajzsilipelő edények egyik, álló kivitelű típusának segítségével a nagynyomású edényekbe jutott olajat lehet biztonságosan leengedni. Az edénybe kerülő hűtőközegfolyadékot is tartalmazó olaj nagynyomású, ezért a zsilipelő felső terét a leválasztóval kell összekötni. Ha a hűtőközeg elpárolog az olajból, a leszívató vezetéket zárják és az olajat leengedik. A másik, a fekvő típus fűtött kivitelben készül. Kis és közepes nyomású edényekhez vagy nagyobb berendezéseknél olajjal korlátozottan oldódó hűtőközegekhez használják.

Légtelenítők

A levegő az egyéb, nem kondenzálódó gázokkal együtt a hűtő- és hőszivattyús berendezésekbe szerelés, javítás, karbantartás során kerülhet be. Az atmoszférikusnál alacsonyabb nyomáson üzemelő részek tömörtelenségén keresztül folyamatosan is érkezik, valamint bejuthat a nyitott kompresszorok tömszelencéjén keresztül is (például olajbetöltéskor). A rendszerbe bekerült levegő a kondenzátorban és a folyadékgyűjtőjében összegyűlik, megnövelve a kondenzációs nyomást, rontva a kondenzátorban a hőátadást. Ezek következtében romlik a berendezés teljesítménytényezője. Egyes hűtőközegeknél (például R290, propán) a beszivárgó levegő robbanásveszélyt is okozhat. Mindezek indokolják a légtelenítő alkalmazását a kondenzátornál és a folyadékgyűjtőnél egyaránt, ammónia hűtőközeget használó berendezéseknél gyakran, egyéb hűtőközegek esetén ritkábban. A kondenzátor, illetve a folyadékgyűjtő gőztereiből a gőzt (ami hűtőközeggőz és levegő keveréke) a légtelenítőbe vezetik, ahol a keverékből a hűtőközeg gőzt cseppfolyósítják és a kondenzátumot a hűtőközeg folyadékkörébe visszavezetik, a minimális hűtőközeg tartalmú levegő pedig az előírt módon a környezetbe távozik.  Fontos, hogy a távozó hűtőközeg mennyisége a lehető legkisebb legyen! A légtelenítőt külön adagolóval kiszolgált elpárologtató csőkígyó hűti. Kisebb berendezéseket az első üzembe helyezés során vákuumolással kell légteleníteni, még a hűtőközeg betöltése előtt. Ezután csak javítások után kell ismételten légteleníteni. A nagy rendszereknél szükség lehet üzem közbeni légtelenítésre is, itt gyakran automatikus légtelenítőt alkalmaznak, ami biztosítja, hogy az elvont keverékben a levegő koncentrációja a lehető legnagyobb, a hűtőközeggőz-veszteség pedig minimális legyen. A legkorszerűbb légtelenítőket elektronikus vezérlőegységgel látják el, ezek több hely sorban történő légtelenítésére alkalmasak.