Масляна петля для кондиціонера. Втрати тиску в трубках холодильного контуру
Сьогодні на ринку присутні VRF-системи оригінальних японських, корейських та китайських брендів. Ще більше VRF систем численних OEM-виробників. Зовні всі вони дуже схожі, і складається помилкове враження, що всі VRF-системи однакові. Але «не всі йогурти однаково корисні», як йшлося у популярній рекламі. Ми продовжуємо серію статей, спрямованих на вивчення технологій одержання холоду, які використовуються в сучасному класікондиціонерів - VRF-системах.
Конструкції сепараторів (масловідділювачів)
Олія в маслоотделителях відокремлюється від газоподібного холодоагенту в результаті різкої зміни напрямку та зменшення швидкості руху пари (до 0,7-1,0 м/с). Напрямок руху газоподібного холодоагенту змінюється за допомогою перегородок або певним чином встановлених патрубків. І тут маслоотделитель вловлює лише 40-60 % олії, віднесеного з компресора. Тому найкращі результатидає відцентровий чи циклонний маслоотделитель (рис. 2). Газоподібний холодоагент, що надходить до патрубка 1, потрапляючи на напрямні лопатки 3, набуває обертального руху. Під дією відцентрової сили краплі олії відкидаються на корпус і утворюють плівку, що повільно стікає вниз. Газоподібний холодоагент при виході зі спіралі різко змінює свій напрямок і патрубку 2 йде з сепаратора масла. Олія, що відокремилася, відгороджується від струменя газу перегородкою 4, щоб запобігти вторинному захопленню олії холодоагентом.
Незважаючи на роботу сепаратора, невелика частина олії все-таки несеться з фреоном у систему і поступово там накопичується. Для його повернення застосовується спеціальний режим олії. Суть його наступного. Зовнішній блок вмикається в режимі охолодження на максимальну продуктивність. Усі клапани EEV у внутрішніх блоках повністю відкриті. Але вентилятори внутрішніх блоків вимкнені, тому фреон у рідкій фазі проходить через теплообмінник внутрішнього блоку, не википаючи. Рідка олія, що знаходиться в внутрішньому блоці, змивається рідким фреоном у газовий трубопровід. І далі повертається до зовнішній блокз газоподібним фреоном на максимальній швидкості.
Тип холодильного масла
Тип холодильного масла, що використовується в холодильних системах для мастила компресорів, залежить від типу компресора, його продуктивності, але головне - від фреону, що використовується. Олії для холодильного циклу класифікуються як мінеральні та синтетичні.
Мінеральна олія головним чином використовується з холодоагентами CFC (R12) і HCFC (R22) і заснована на нафтені або парафіні, або суміші парафіну та акрилбензолу. Холодоагенти HFC (R410a, R407c) не розчиняються в мінеральній олії, тому для них використовується синтетична олія.
Підігрівач картера
Холодильна олія змішується з холодоагентом і циркулює з нею протягом усього циклу охолодження. Олія в картері компресора містить деяку кількість розчиненого холодоагенту, а рідкий холодоагент в конденсаторі містить не велика кількістьрозчиненої олії. Недолік використання останнього – це утворення піни. Якщо холодильна машина відключається на тривалий період і температура масла в компресорі нижче, ніж у внутрішньому контурі, холодоагент конденсується і більша частина розчиняється в маслі. Якщо в цьому стані відбувається пуск компресора, тиск у картері падає і розчинений холодоагент випаровується разом з олією, утворюючи масляну піну. Цей процес називають «піноутворення», він призводить до виходу олії з компресора по нагнітальному патрубку та погіршення мастила компресора. Для запобігання піноутворенню на картері компресора VRF-систем встановлений підігрівач, щоб температура картера компресора завжди була трохи вищою за температуру навколишнього середовища (рис. 3).
Вплив домішок на роботу холодильного контуру
1. Технологічна олія (машинна, олія для складання). Якщо в систему, що використовує холодоагент HFC, потрапить технологічне масло (наприклад, машинне), то таке масло буде відокремлюватися, утворюючи пластівці та викликаючи засмічення капілярних трубок.
2. Вода. Якщо в систему охолодження, що використовує холодоагент HFC, потрапляє вода, то підвищується кислотність олії, відбувається руйнування полімерних матеріалів, що використовуються у двигуні компресора. Це призводить до руйнування та пробоїв ізоляції електродвигуна, засмічення капілярних трубок тощо.
3. Механічний сміття та бруд. Виникають проблеми: засмічення фільтрів, капілярних трубок. Розкладання та відділення олії. Руйнування ізоляції електродвигуна компресора.
4. Повітря. Наслідок попадання великої кількості повітря (наприклад, систему заправили без вакуумування): аномальний тиск, підвищена кислотністьолії, пробою ізоляції компресора.
5. Домішки інших холодоагентів. Якщо в систему охолодження потрапляє багато холодоагентів різного типу, виникає аномальний робочий тиск та температура. Наслідком є пошкодження системи.
6. Домішки інших холодильних масел. Багато холодильних олій не змішуються один з одним і випадають в осад у вигляді пластівців. Пластівці забивають фільтри та капілярні трубки, знижуючи витрату фреону в системі, що веде до перегріву компресора.
Неодноразово зустрічається така ситуація, пов'язана з режимом повернення олії компресори зовнішніх блоків. Змонтовано VRF-систему кондиціювання повітря (рис. 4). Дозаправка системи, параметри роботи, конфігурація трубопроводів - все гаразд. Єдиний аспект — частина внутрішніх блоків не змонтована, але коефіцієнт завантаження зовнішнього блоку допустимий — 80 %. Тим не менш, регулярно виходять з ладу компресори через заклинювання. В чому причина?
А причина проста: річ у тому, що для монтажу внутрішніх блоків, що бракують, були підготовлені відгалуження. Ці відгалуження були тупиковими «апендиксами», в які масло, що циркулює разом з фреоном, потрапляло, але назад вийти вже не могло і там накопичувалося. Тому компресори виходили з ладу через звичайне «олійне голодування». Щоб цього не сталося, на відгалуженнях максимально близько до розгалужувачів необхідно було поставити запірні вентилі. Тоді олія вільно циркулювала б у системі і поверталася в режимі збирання олії.
Маслопідйомні петлі
Для VRF-систем японських виробників немає вимог встановлення маслопідйомних петель. Вважається, що сепаратори та режим повернення олії ефективно повертають олію в компресор. Однак немає правил без винятків — на системах MDV серії V5 рекомендується встановлення маслопідйомних петель, якщо зовнішній блок вищий за внутрішні і перепад висот більше 20 м (рис. 5).
Фізичний зміст маслопідйомної петлі зводиться до накопичення олії перед вертикальним підйомом. Олія накопичується у нижній частині труби і поступово перекриває отвір для пропуску фреону. Газоподібний фреон збільшує свою швидкість у вільному перерізі трубопроводу, захоплюючи при цьому накопичене рідке масло.
При повному перекритті перерізу труби олією фреон виштовхує це масло як пробку до наступної маслопідйомної петлі.
Висновок
Сепаратори олії є найважливішим і обов'язковим елементомякісної VRF-системи кондиціювання. Тільки завдяки поверненню фреонової олії назад у компресор досягається надійна та безаварійна робота VRF-системи. Найбільш оптимальний варіантконструкції - коли кожен компресор забезпечений окремим сепаратором, тому що тільки в цьому випадку досягається рівномірний розподіл фреонової олії в багатокомпресорних системах.
Олія у фреоновому ланцюгу
Олія у фреоновій системі необхідна для змащення компресора. Воно постійно йде з компресора - циркулює у фреоновому контурі разом із фреоном. Якщо з будь-якої причини масло не повернеться в компресор, КМ змащуватиметься недостатньо. Олія розчиняється в рідкому фреоні, але не розчиняється в пароподібному. По трубопроводах рухається:
- після компресора - перегріта пара фреону + масляний туман;
- після випарника - перегріта пара фреону + масляна плівка на стінках і олія в краплинному вигляді;
- після конденсатора - рідкий фреон з розчиненим у ньому олією.
Тому на парових лініях може виникнути проблема затримки олії. Вирішити її може дотримання достатньої швидкості руху пари в трубопроводах, необхідного ухилу труб, встановлення маслопідйомних петель.
Випарник нижче.
а) Маслознімні петлі повинні знаходитися на інтервалі кожні 6 метрів на висхідних трубопроводах для полегшення повернення олії в компресор;
б) Зробити збираючий приямок на всмоктувальній лінії після ТРВ;
Випарник вище.
а) На виході з випарника встановити гідрозатвор вище випарника для запобігання дренажу рідини компресор під час стоянки машини.
б) Зробити збираючий приямок на лінії, що всмоктує, після випарника для збору рідкого холодоагенту, який може накопичитися протягом стоянки. Коли компресор знову включиться, холодоагент швидко випаровуватиметься: бажано зробити приямок далеко від чутливого елемента ТРВ, щоб уникнути впливу цього явища на роботу ТРВ.
в) На горизонтальних ділянках нагнітального трубопроводу ухил в 1% по ходу руху фреону для полегшення руху олії правильному напрямку.
Конденсатор нижче.
Ніякі спеціальні запобіжні заходи в цій ситуації вживати не треба.
Якщо конденсатор нижчий за КІБ, то висота підйому не повинна перевищувати 5 метрів. Однак якщо КІБ і система загалом не кращої якості, то рідкий фреон може відчувати утруднення підйомі і за менших перепадах висот.
а) Бажано встановити запірний вентиль на вхідному патрубку конденсатора для виключення перетікання рідкого фреону компресор після відключення холодильної машини. Таке може статися, якщо конденсатор розташований у навколишньому середовищіз температурою вищою, ніж температура компресора.
б) На горизонтальних ділянках нагнітального трубопроводу ухил в 1% по ходу руху фреону для полегшення руху олії у правильному напрямку
Конденсатор вищий.
а) Для виключення перетікання рідкого хладону з КД в КМ при зупинці холодильної машини встановити вентиль перед КД.
б) Маслопідйомні петлі повинні знаходитися на інтервалі кожні 6 метрів на висхідних трубопроводах, для полегшення повернення олії в компресор;
в) На горизонтальних ділянках нагнітального трубопроводу ухил у 1% для полегшення руху олії у правильному напрямку.
Робота маслопідйомної петлі.
Коли рівень масла досягне верхньої стінки трубки, масло проштовхнеться далі у бік компресора.
Розрахунок фреонопроводів.
Олія розчиняється в рідкому фреоні, тому можна підтримувати швидкість в рідинних трубопроводах невеликий - 0,15-0,5 м / с, що забезпечить малі гідравлічний опір руху. Збільшення опору призводить до втрати холодопродуктивності.
Олія не розчиняється в пароподібному фреоні, тому потрібно підтримувати швидкість у парових трубопроводах значною, щоб масло переносилося парою. Під час руху частина олії покриває стінки трубопроводу — ця плівка також переміщається парою високої швидкості. Швидкість на боці компресорного нагнітання 10-18м/с. Швидкість на стороні всмоктування компресора 8-15м/с.
На горизонтальних ділянках довгих трубопроводів допускається зменшувати швидкість до 6м/с.
Приклад:
Вихідні дані:
Холодоагент R410a.
Необхідна холодопродуктивність 50кВт = 50кДж/с
Температура кипіння 5 ° С, температура конденсації 40 ° С
Перегрів 10 ° С, переохолодження 0 ° С
Рішення для всмоктувального трубопроводу:
1. Питома холодопродуктивність випарника дорівнює qі = Н1-Н4 = 440-270 = 170кДж / кг
Насичена рідина | Насичений пар |
||||||||
Температура, ° С | Тиск насичення, 10 5 Па | Щільність, кг/м³ | Питома ентальпія, кДж/кг | Питома ентропія, кДж/(кг*К) | Тиск насичення, 10 5 Па | Щільність, кг/м³ | Питома ентальпія, кДж/кг | Питома ентропія, кДж/(кг*К) | Питома теплота пароутворення, кДж/кг |
2. Масова витрата фреону
m= 50кВт / 170кДж / кг = 0,289кг / с
3. Питома кількість пароподібного фреону на стороні всмоктування
vНд = 1/33,67кг/м³ = 0,0297м³/кг
4.Об'ємна витрата пароподібного фреону на стороні всмоктування
Q= vНд * m
Q=0,0297м³/кг х 0,289кг/с =0,00858м³/с
5.Внутрішній діаметр трубопроводу
Зі стандартних мідних фреонових трубопроводів вибираємо трубу із зовнішнім діаметром 41,27мм (1 5/8"), або 34,92мм (1 3/8").
Зовнішнійдіаметр трубопроводів часто вибирається відповідно до таблиць, наведених в «Інструкції з монтажу». При складанні таких таблиць враховані необхідні для перенесення олії швидкості руху пари.
Розрахунок обсягу заправки фреону
Спрощено розрахунок маси заправки холодоагенту проводиться за формулою, що враховує обсяг рідинних магістралей. Цією простою формулою парові магістралі не враховуються, оскільки обсяг, який займає пара, дуже малий:
Мзапр = Pх.а. * (0,4 х Vісп + До g * Vрес + Vж.м.), кг,
Pх.а. - густина насиченої рідини (фреон) РR410a = 1,15 кг/дм³ (при температурі 5°С);
Vісп - внутрішній обсяг повітроохолоджувача (повітроохолоджувачів), дм³;
Vрес - внутрішній обсяг ресивера холодильного агрегату, дм3;
Vж.м.- внутрішній об'єм рідинних магістралей, дм³;
До g - коефіцієнт, що враховує схему монтажу конденсатора:
До g=0,3 для компресорно-конденсаторних агрегатів без гідравлічного регулятора тиску конденсації;
До g=0,4 при використанні гідравлічного регулятора тиску конденсації (монтаж агрегату на вулиці або виконання з виносним конденсатором).
Акаєв Костянтин Євгенович
Кандидат технічних наук СПб Університет харчових та низькотемпературних технологій
При монтажі холодильного контуру фреонових установок слід використовувати лише спеціальні мідні труби , призначені для холодильних установок(Тобто труби «холодильного» якості). Такі труби за кордоном маркуються буквами "R"або "L".
Труби прокладають трасою, вказаною в проекті або монтажною схемою. Труби повинні бути розташовані в основному горизонтально або вертикально. Виняток становлять:
- горизонтальні ділянки всмоктувального трубопроводу, які виконують з ухилом не менше 12 мм на 1 м у бік компресора для полегшення повернення масла;
- горизонтальні ділянки нагнітального трубопроводу, які виконують з ухилом не менше ніж 12 мм на 1 м у бік конденсатора.
Якщо висота висхідної ділянки більше 7,5 метрів, то має встановлюватись друга маслопідйомна петля. У загальному випадку маслопідйомні петлі слід монтувати через кожні 7,5 метрів висхідної ділянки всмоктувальної (нагнітальної) (див. рис 3.15). Разом з тим бажано, щоб довжини висхідних ділянок, особливо рідинних, були якнайменше, щоб уникнути значних втрат тиску в них.
Довжина висхідних ділянок трубопроводів більше 30 метрів не рекомендується.
При виготовленні маслопідйомної петліслід мати на увазі, що її розміри повинні бути якнайменшими. Найкраще як маслопідйомну петлю використовувати один U-подібний або два кутові фітинги (див. рис. 3.16). При виготовленні маслопідйомної петлішляхом вигину труби а також при необхідності зменшення діаметра висхідної ділянки трубопроводу слід дотримуватися вимоги, щоб довжина L була не більше 8 діаметрів трубопроводів, що з'єднуються (рис. 3.17).
Для установок з кількома повітроохолоджувачами (випарниками), розташованими на різних рівнях по відношенню до компресора рекомендовані варіанти монтажу трубопроводів з маслопідйомними петлями наведено на рис. 3.18. Варіант(а) на рис. 3.18 можна використовувати тільки у разі наявності відокремлювача рідини та розміщення компресора нижче, в інших випадках необхідно використовувати варіант (б).
У тих випадках, коли в процесі роботи установки передбачається можливість відключення одного чи кількох повітроохолоджувачів, розташованих нижче компресора, і це може призвести до падіння витрати в загальному висхідному трубопроводі всмоктування більш ніж на 40%, необхідно загальний висхідний трубопровід виконувати у вигляді 2 труб (див. рис. 3.19). При цьому діаметр меншої труби (А) вибирають таким чином, щоб при мінімальній витраті швидкість потоку в ньому була не менше 8 м/с і не більше 15 м/с, а діаметр більшої труби (В) визначають умови збереження швидкості потоку в діапазоні від 8 м/с до 15 м/с в обох трубах за максимальної витрати.
При різниці рівнів понад 7,5 метрів здвоєні трубопроводи необхідно встановлювати на кожній ділянці висотою не більше 7,5 м, суворо дотримуючись вимог рис. 3.19. Для отримання надійних паяних з'єднань рекомендується використовувати стандартні фітинги різної конфігурації(Див. рис. 3.20).
При монтажі холодильного контуру трубопроводирекомендується прокладати з використанням спеціальних опор (підвісок) із хомутами. При спільній прокладці всмоктуючих та рідинних магістралей спочатку монтують всмоктувальні трубопроводи та паралельно з ними рідинні. Опори та підвіски необхідно встановлювати з кроком від 1,3 до 1,5 метра. Наявність опор (підвісок) має також запобігати відволоженню стін, уздовж яких прокладають не теплоізольовані всмоктувальні магістралі. Різні конструктивні варіантиопор (підвісок) та рекомендації за місцем їх кріплення показані на рис. 3.21, 3.22.
Інтернет магазин «Потік холоду» пропонує купити маслопідйомні петлі з гарантією якості від авторитетного виробника та оперативною кур'єрською доставкою
Маслопідйомні петлі практично завжди необхідні при встановленні та монтажі:
- побутових та напівпромислових кондиціонерів;
- віконних, настінних, підлогово-стельових, канальних, касетних спліт-систем.
Оригінальні маслопідйомні петлі ми продаємо безпосередньо від виробника без посередницької націнки.
У нашому інтернет магазині є можливість купити все одразу: не тільки різні маслопідйомні петлі, а й інші комплектуючі. У нас великий вибірпетель різного маркування.
Якщо ділянка холодильної установки - нестандартна, представник компанії порекомендує встановити додаткову петлю або, навпаки, скоротити кількість маслопідйомних петель для ефективного гідравлічного опору. У нашій компанії працюють професіонали.
Маслопідйомна петля - ціна та якість від «Потік холоду»
Призначення маслоподъемной петлі - забезпечення додаткового гідравлічного опору виходячи з розрахунку довжини ділянки холодильного контуру фреонної установки.
Маслопідйомні петлі потрібні, коли йдеться про монтаж холодильних установок вертикальними ділянкамидовжиною від 3 метрів. Якщо монтується вертикальне обладнання – знадобиться використання петлі кожні 3,5 метри, а у верхній точці – зворотної петлі.
У нашому магазині на вас чекає розумна ціна на маслопідйомні петлі та інші комплектуючі, а також розхідники (хладони та ін). Телефонуйте вказаному на сайті та наші менеджери допоможуть зробити вам правильний вибір.
Втрати тиску холодоагенту в трубках холодильного контуру знижують ефективність роботи холодильної машини, зменшуючи її холодо- та теплопродуктивність. Тому потрібно прагнути зменшення втрат тиску в трубках.
Оскільки температура кипіння та конденсації залежить від тиску (практично лінійно), втрати тиску часто оцінюють втратами температури конденсації або кипіння у °С.
- Приклад: для холодоагенту R-22 при температурі випаровування +5°С тиск дорівнює 584 кПа. При втраті тиску, яка дорівнює 18 кПа, температура кипіння знизиться на 1°С.
Втрати в лінії всмоктування
При втраті тиску на лінії всмоктування компресор працює при меншому вхідному тиску ніж тиск випаровування у випарнику холодильної машини. Через це знижується витрата холодоагенту, що проходить через компресор, та зменшується холодопродуктивність кондиціонера. Втрати тиску лінії всмоктування найбільш критичні до роботи холодильної машини. При втратах, еквівалентних 1°С, продуктивність знижується на 4.5%!
Втрати у лінії нагнітання
При втраті тиску на лінії нагнітання компресору доводиться працювати з більш високим тискомніж тиск конденсації. При цьому продуктивність компресора також знижується. При втратах лінії нагнітання, еквівалентних 1°С, продуктивність знижується на 1.5%.
Втрати у рідинній лінії
Втрати тиску рідинної лінії слабко впливають на холодопродуктивність кондиціонера. Зате вони викликають небезпеку закипання холодоагенту. Це відбувається з таких причин:
- через зменшення тискуу трубці може виявитися, що температура холодоагенту буде вищою, ніж температура конденсації при цьому тиску.
- холодоагент нагріваєтьсячерез тертя об стінки труб, оскільки механічна енергія його руху переходить у теплову.
В результаті кипіння холодоагенту може початися не у випарнику, а в трубках перед регулятором. Регулятор не може стійко працювати на суміші рідкого та пароподібного холодоагенту, оскільки витрата холодоагенту через нього сильно зменшиться. Крім того, холодопродуктивність знизиться, оскільки охолоджуватиметься не лише повітря у приміщенні, а й простір навколо трубопроводу.
Допустимі такі втрати тиску в трубках:
- у лінії нагнітання та всмоктування - до 1°С
- у рідинній лінії - 0.5 - 1°С