ТермоФаг
 
Звоните нам бесплатно My status Skype Главная Информация Статьи
Другие полезные статьи
Ручная регулировка подачи фреона в Direct Die системах

Нельзя не отметить, что растут не только количественные, но и качественные показатели. Все больше оверклокеров перестает использовать воздушное охлаждение. Теперь им подавай что-нибудь поэффективнее. И если несколько лет назад водяное охлаждение компьютера было экзотикой, то теперь оно уже широко и прочно внедрилось в оверклокерские массы. Тот же процесс происходит и с фреоновым охлаждением. Пару лет назад русскоязычных обладателей фреоновых систем можно было пересчитать по пальцам одной руки. Теперь же, если кому-нибудь придет в голову повторить эту процедуру, придется задействовать уже гораздо большее количество конечностей. И если так дело пойдет и дальше, то скоро уже воздушное охлаждение превратится в экзотику. На фоне всего этого фреоно-водяного изобилия.

Но не все так беззаботно и весело. Есть все же пара туч на бескрайнем фреоновом небе. Одна из них – проблема дросселирующего элемента. Вкратце напомню принцип действия Direct Die.

В парокомпрессионной холодильной машине осуществляется замкнутый цикл циркуляции хладагента. В испарителе хладагент кипит (испаряется) при пониженном давлении и низкой температуре. Необходимая для кипения теплота отнимается от охлаждаемого тела, вследствие чего его температура понижается (вплоть до температуры кипения хладагента). Образовавшийся пар отсасывается компрессором, сжимается в нём до давления конденсации и подаётся в конденсатор, где охлаждается водой или воздухом. Вследствие отвода теплоты от пара он конденсируется. Полученный жидкий хладагент через дросселирующий элемент, в котором происходит снижение его температуры и давления, возвращается в испаритель для повторного испарения, замыкая, таким образом, цикл работы.

Обычно в качестве дросселя фреоновой системы используется капилляр. Исходя из выбранной хладопроизводительности и температуры, его длину рассчитывают, используя эмпирические формулы, или ставят капилляр с параметрами, уже подобранными другими. Например, берут из таблицы, составленной Гари Ллойдом (Gary Lloyd).

В итоге получается холодильная машина, рассчитанная на выбранную хладопроизводительность и температуру. Причем, достаточно приблизительно. Потом готовую систему нужно будет настраивать под то железо, которое она будет охлаждать. То есть конкретно под его тепловыделение. Которое, вдобавок, изменяется в широких пределах в зависимости от степени загрузки. Дело в том, что фреона в испаритель должно поступать строго определенное количество. При недостаточной подаче фреона происходит падение производительности системы. При излишней подаче, фреон не будет выкипать полностью в испарителе и может по всасывающей трубке попасть в компрессор, что приведет к выходу его из строя.

Поэтому и настраивают (и заправляют) систему под режим минимальной нагрузки. Чтобы гарантированно защитить компрессор. А для чего нужна система, работающая вполсилы? С этим, конечно, можно смириться, если фреонка строилась для постоянной повседневной работы. Но все равно на душе остается неприятный осадок. Хочется, очень хочется выжать из фреонки все.

Вот и выходит, что точную длину капилляра для самодельной системы рассчитать невозможно, а нужно подбирать экспериментальным путем. Что является частью настройки системы. Тест. Выпуск фреона из системы. Укорачивание капилляра. Вакуумирование-заправка. Тест. И так многократно. До полной победы. Долгий и сложный процесс. Именно эти сложности регулировки и отпугивают начинающих.

Но и это еще не все. Допустим, что вы убили кучу времени, выпустили в атмосферу тучу фреона, который проел в озоновом слое планеты дыру, размером с Австралию, и идеально отладили систему. Что дальше? Случился апгрейд, и вы вместо обычного процессора приобрели четырехядерный, восьмиядерный... Тепловыделение изменилось. Опять регулировка? Перепайка? Или смириться с еще большей потерей хладопроизводительность и в этот раз? Ничего себе проблемка...

Поэтому умы многих фреонщиков и беспокоит идея регулируемого дросселя. Очень хочется поставить такое устройство, которое бы позволяло производить регулировку подачи фреона "на лету". Добавлять фреона во время 100 процентной загрузки процессора, и убавлять на время его неполной загрузки. Чтобы исключить попадание жидкого фреона в компрессор. Тогда и замена процессора на более "горячий" или "холодный" тоже пройдет без утомительной перепайки-настройки. Одним поворотом ручки или винта.

Есть несколько вариантов решения этого вопроса. Один из них описан в статье "Системы фазового перехода. Практика". Это система с регулировкой подачи фреона вентилем, на выходе которого припаян короткий капилляр. Но оказалось, что вентили в открытом состоянии травят. Да и параметры, полученные такой регулировкой, крайне нестабильны.

Можно поставить регулятор давления – PARKER INDUSTRIAL CONSTANT PRESSURE EXPANSION VALVE. Но достать его в России практически невозможно. Эквивалентная замена устройствами других производителей, помимо своей дороговизны, связана с нерасчетными режимами работы этих устройств.

Можно попробовать использовать ТРВ (терморегулирующий вентиль). Но проблема в том, что подобрать его на такую низкую хладопроизводительность довольно сложно. Хотя есть пара идей, нуждающихся в проверке. Это был бы идеальный случай. Тогда регулировка получилась бы еще и автоматической. Но это другая тема.

Мне же захотелось проверить идею использования переделанного ТРВ в качестве дросселя для ручной регулировки подачи фреона в испаритель. Но сначала надо рассказать немного о самом ТРВ.

ТРВ представляет собой устройство с высоким гидравлическим сопротивлением, способное менять свое проходное сечение и, таким образом, регулировать количество поступающего в систему хладагента и его давление.

Принцип работы – седло-игла с регулируемым зазором между ними. С одной стороны на иглу давит пружина. А с другой, на иглу действует сила, создаваемая давлением паров в термобаллоне, которая зависит от температуры баллона. Разместив баллон на выходе испарителя, можно получить постоянную степень перегрева рабочего тела. ТРВ автоматически позаботится, чтобы не было ни перелива хладагента в испаритель, ни его недостатка, при резком повышении нагрузки. Но проблема в том, что нет ТРВ рассчитанных на хладопроизводительность ниже 500 Вт. Во всяком случае, я о таких не слышал. А если и есть, то приобрести их практически невозможно. А что если попробовать доработать готовый ТРВ?

С давних пор валялся у меня без дела отечественный ТРВ, рассчитанный на работу в системе, заправленной 22-м фреоном. Вот его я и решил переделать. Чтобы понять принцип переделки, нужно взглянуть на чертеж.

На чертеже видно, что от термобаллона капилляр идет в камеру в верхней части ТРВ. И в зависимости от температуры термобаллона меняется давление в этой камере. Нижняя часть камеры – мембрана. Она и давит на иглу, регулируя подачу фреона.

Сначала я удаляю капилляр из камеры. В импортных ТРВ капилляр приварен. А в моем случае припаян мягким припоем. И оторвал я его довольно легко

Замеряю глубину и диаметр отверстия. Диаметр 2мм. Глубина 7мм до нижней мембраны. Теперь я с помощью метчика М2.5 нарезаю в отверстии резьбу. Заранее, чтобы не повредить при нарезке резьбы мембрану, стачиваю острую часть метчика на наждаке. Теперь рабочая часть метчика получилась длиной 7мм. И я знаю, когда остановиться, чтобы не проткнуть мембрану.

А теперь заворачиваю в полученное отверстие винт М2.5. Предварительно низ винта надо отшлифовать. Иначе заусеницы могут повредить мембрану.

Теперь можно вручную воздействовать на иглу ТРВ с двух сторон. Можно играть двумя параметрами – установкой пружины, вращая регулировочный винт, и вторым, верхним винтом, заменяя им воздействие термобаллона, заставляя вентиль открываться сильнее или слабее, в зависимости от нагрузки на испаритель. Но теперь только вручную. ТРВ герметичен. Утечек не будет. Регулировка должна получиться достаточно точной. Проверим?

Для проверки работоспособности ставлю переделанный ТРВ в нижнюю ступень каскада. Фреон после ТРВ подается в испаритель по капилляру 0.8мм, длиной 1метр. Вначале планировалось поставить PARKER, но раззявы-посредники потеряли его при пересылке. Последние полгода я занимаюсь изготовлением каскада. Каскад – это очень обширная тема. Тема для отдельной статьи, которая будет написана позднее. Пока у меня нет хладагента для нижней ступени и для проверки я заправил ее 22-ым фреоном.

В этой ступени у меня стоит довольно большой предохладитель, и ее вполне можно запустить без верхней, как обычную Single Stage (SS) фреонку. Вакуумирую, заправляю. ТРВ начинает захолаживаться.

Начинаю крутить винты. Регулировка получилась. На фото слева термометр center. На нем температура -56.4. Справа на микроконтроллере температура на выходе из теплообменника.

Степень подачи фреона в испаритель легко отслеживалась по длине промерзания всасывающей трубки.

Но, не обошлось без "но". В один момент я увлекся и продавил все-таки винтом мембрану. Сам виноват – не затягивай так, что отвертка гнется. Фреон стал с небольшим шипением выходить через щели резьбы винта.

Я открутил винт. Утечка получилась несильная. Пришлось намотать на винт пару витков фум-ленты и вкрутить его снова. Утечка прекратилась. В дальнейшем выяснилось, что соединение получилось довольно герметичным. Встроенные в систему манометры в течение двух недель не зарегистрировали падения давления в системе.

Но теперь я никак не мог поймать режим. Или ТРВ был перекрыт, или компрессор сразу заливало фреоном и он быстро обмерзал. В конце концов, я поступил так – поставил нижний винт ТРВ в среднее положение. Верхний выкрутил так, чтобы он не касался мембраны. В этом положении ТРВ закрыт, так как нет давления на мембрану.

Запускаю систему, жду несколько минут, контролируя давление по манометру. Как только оно немного превысит 10бар, начинать потихоньку закручивать верхний винт. Этим я постепенно открываю ТРВ. Если нижний регулировочный винт закрывается по часовой стрелке, то этот наоборот. По часовой открывается. Как только всасывающяя трубка начнет резко промерзать, нужно открутить винт на пол-оборота. Подождать несколько минут и можно уже более точно регулировать подачу.

Для облегчения верчения регулировочных финтов я приспособил шестеренку с винтом и ручку от какого-то военного прибора. Особенно это надо сделать для нижнего. На стержне там сточены фаски в квадрат 4 на 4 мм. На колпачке, идущем с ТРВ, есть квадратное углубление. По задумке конструкторов надо надеть колпачок и крутить им как барашком обычного крана. На деле колпачок сразу прокручивает. А если регулировать пассатижами, квадрат начинает быстро превращаться в корявый круг. Для нормальной эксплуатации ТРВ, естественно, надо теплоизолировать. В дальнейшем выяснилось, что основная регулировка выполняется верхним винтом, и шестеренку с нижнего можно снять.

Регулировка получилась плавной и оперативной. Степень подачи фреона я контролировал по длине промерзания всасывающей трубки. Длину промерзания можно менять с точностью до сантиметра! А это говорит о высокой точности регулировки.

А теперь можно прикинуть достоинства и недостатки такого решения дросселя.

Достоинства:

  1. Возможность оперативной регулировки прямо во время работы системы.
  2. Быстрая регулировка при смене железа.
  3. Регулировка без потери хладагента.
  4. Герметичность системы. Отсутствие утечек.
  5. Стабильность параметров регулировки. После выключения-включения параметры регулировки не изменяются (после того, как я продавил мембрану, иногда случается, что после выключения-включения ТРВ не открывается. Надо чуть повернуть верхний регулировочный винт по часовой стрелке. Четверть оборота. А потом вернуть на старое место).
  6. Относительно низкая цена. ТРВ отечественного производства стоит в пределах 500руб. Стоимость самой переделки копеечная. Фирменная замена стоит значительно дороже.

Недостатки. Хотя трудно назвать это недостатками.

  1. Стоит дороже капиллярной трубки требуемой длинны. Но это компенсируется возможностью регулировки.
  2. Регулировка только "вручную".

Тестов на реальном железе не проводилось. Причина – нижняя ступень каскада это все-таки не SS. Поэтому и параметры системы будут отличаться от того, что можно получить на SS. Тестировать полноценный каскад не представляется возможным из-за отсутствия низкотемпературного фреона. Когда же он появится, появится и статья уже про весь каскад. Постройку-регулировку и все-все. Можно было бы и не писать эту статью, а рассказать об этой переделке в статье о каскаде. Но тогда, как мне кажется, интересная информация могла бы "затеряться" в большой статье. А такой регулируемый дроссель будет очень полезен фреонщикам.

И вообще, цель написания статьи не показ какой-то чудо-фреонки, демонстрирующей небывалые показатели. А рассказ о возможном пути усовершенствования Direct Die системы. То, что переделанный ТРВ работает, думаю, понятно и из проведенных опытов.

Выражаю благодарность Boud, за консультации и редактирование.

Источник: http://www.overclockers.ru
Последние новости Популярные статьи Контакты

Телефоны для связи:



Техническая поддержка
с 10-00 до 17-00 мск
E-mail: sale@climcam.ru
climcam.spb@inbox.ru

Просмотреть схему проезда

Региональные представители »
Copyright © , 2017. Все права защищены.
Любое полное или частичное воспроизведение материалов сайта возможно
только при наличии активной гиперссылки на источник: http://www.climcam.ru
Климатическая камера, испытательная камера, термооборудование, климатическое и лабораторное оборудование. Производство, продажа, модернизация, техническое обслуживание, ремонт. – ©

Viewable With Any Browser Valid XHTML 1.0 Transitional Правильный CSS! Display the location of this web page [no-www Class A] Russia

Находится в каталоге Апорт Rambler's Top100

Ручная регулировка подачи фреона в Direct Die системах. Информация. Статьи. Климатическая камера. Испытательная камера. Производство и модернизация.климатических технологий лабораторного оборудования испытаний исследований климатических технологий лабораторного оборудования испытаний исследований Статьи 632305222316434