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 говорилося 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 % масла, віднесеного з компресора. Тому найкращі результатидає відцентровий або 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 повернення застосовується спеціальний режим повернення масла. Суть його у наступному. Зовнішній блок вмикається в режимі охолодження на максимальну продуктивність. Усі клапани EEV у внутрішніх блоках повністю відчинені. Але вентилятори внутрішніх блоків вимкнені, тому фреон у рідкій фазі проходить через теплообмінник внутрішнього блоку, не википаючи. Рідке масло, 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 змащування компресорів, залежить від типу компресора, його продуктивності, але головне - від фреону. Олії для холодильного циклукласифікуються як мінеральні та синтетичні.
Мінеральне масло переважно використовується з холодоагентами CFC (R12) і HCFC (R22) і засноване 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. Масло в картері компресора містить кілька розчинених хладагента, а рідкий хладагент 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 його 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 (мал. 3).
Вплив домішок на роботу холодильного контуру
1. Технологічне масло (машинне, масло для складання). Якщо в систему, що використовує хладагент HFC, потрапить технологічна олія (наприклад, машинна), то така олія буде відділятися, 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, пробій ізоляції компресора.
5. Домішки інших холодоагентів. Якщо в систему охолодження потрапляє велика кількість 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 відсутніх внутрішніх блоків було підготовлено 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 масло вільно циркулювало б у системі та поверталося в режимі збору 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 сенс маслопідйомної петлі зводиться до накопичення олії перед вертикальним підйомом. Олія накопичується в нижній частині труби та поступово перекриває отвір для пропуску фреону. Газоподібний фреон збільшує свою швидкість у вільному перерізі трубопроводу, захоплюючи при цьому рідке масло, що накопичилося.
При повному перекритті перерізу труби олією фреон виштовхує цю олію як пробку до наступної маслопідйомної петлі.
Висновок
Сепаратори олії є найважливішим та обов'язковим елементом якісної 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.
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 за температури випаровування +5°С тиск дорівнює 584 кПа. При втраті тиску, яка дорівнює 18 кПа, температура кипіння знизиться на 1°С.
Втрати у 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 хладагента, що проходить через компресор, та зменшується холодопродуктивність кондиціонера. Втрати тиску в лінії всмоктування є найбільш критичними для роботи холодильної машини. При втратах, еквівалентних 1°С, продуктивність знижується на цілих 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 розпочатися не у випарнику, а у 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
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 установці 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 відразу: не тільки різні петлі, але 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 установокіз вертикальними ділянками завдовжки від 3 метрів. Якщо монтується вертикальне обладнання - знадобиться використання петлі кожні 3,5 метри, а в 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.
Олія у фреоновому ланцюгу
Масло у фреоновій системі необхідно для мастила компресора. Воно постійно йде з компресора - циркулює у фреоновому контурі разом із фреоном. Якщо з будь-якої причини масло не повернеться до компресора, 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 та 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 ухилутруб, 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 за випарник для запобігання дренажу рідини в 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 у 1% по ходу руху фреону для полегшення руху олії у 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 та система в цілому не кращої якості, то рідкий фреон може відчувати труднощі у підйомі та при менших перепадах висот.
а) Бажано встановити запірний вентильна вхідному патрубку конденсатора для виключення перетікання рідкого фреону компресор після відключення холодильної машини. Таке може статися, якщо конденсатор розташований у довкілляіз температурою вище, ніж температура компресора.
б) На горизонтальних ділянках нагнітального трубопроводу ухил у 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 перебувати 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 малий гідравлічний опір руху. Збільшення опору призводить до втрати продуктивності.
Масло 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 за нагнітання компресора 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 | Насичиний 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 обсяг 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 конденсатором виносним).
Акаєв Костянтин Євгенович
Кандидат технічних наук СПб Університет харчових та низькотемпературних технологій
Завантаження...