Рассчитать фреонопровод: Расчёт фреоновых трубопроводов VRF-систем кондиционирования | C.O.K. archive | 2019

Расчёт фреоновых трубопроводов VRF-систем кондиционирования | C.O.K. archive | 2019

Проектирование фреонопроводов для VRF-систем кондиционирования — одна из важнейших задач, от правильности решения которой зависит эффективное функционирование многозональной системы кондиционирования. Конструктивно VRF-системы являются системами центрального кондиционирования, поэтому методики расчёта фреоновых магистралей в чём-то подобны методикам расчёта систем водяного отопления и холодоснабжения. Однако существуют серьёзные отличия.

Во-первых, VRF-системы в качестве холодоносителя используют хладагент — следовательно, при расчёте мы имеем дело уже с двухфазным энергоносителем («фреон–жидкость», «фреон–газ или масло»). Во-вторых, особенностью функционирования VRF-систем является их многозональность, поэтому выбор расчётной (пиковой) нагрузки на участок трубопровода должен учитывать режим функционирования всей системы в целом.

Исходя из этих условий, расчёт мультизональных систем обязан быть значительно сложнее, чем расчёт обычной системы отопления, однако на практике это не так. Для упрощения подбора VRF-системы японские производители разработали укрупнённую методику, соблюдая которую (по замыслу разработчиков) любой инженер может достаточно быстро подобрать диаметры и конфигурацию трубопроводов. Рассмотрим её подробнее.

 

Укрупнённая методика расчёта трубопроводов VRF-систем

А) Конфигурация системы

Для начала необходимо определить конфигурацию системы, то есть расположение внутренних блоков, трубопроводов, тройников и наружных блоков относительно друг друга (рис. 1).

На конфигурацию VRF-системы накладываются достаточно серьёзные ограничения:

1. Фактическая длина жидкостных трубопроводов от наружного блока до самого удалённого внутреннего — максимум 150 м.

2. Суммарная длина всех жидкостных трубопроводов в системе — максимум 1000 м.

3. Длина трубопроводов от первого тройника до дальнего внутреннего блока — максимум 60 м.

4. Перепад высот от наружного блока до самого удалённого (по вертикали) внутреннего — максимум 50 м.

5. Перепад высот между самыми удалёнными (по вертикали) внутренними блоками — максимум 15 м.

Конкретные величины предельных длин трубопроводов и перепадов высот зависят от производителя VRF-систем, но в целом очень похожи.

Б) Определение диаметров медных трубопроводов

Во-первых, необходимо отметить требования производителей к качеству медной трубы, применяемой для систем VRF. Исторически мультизональные системы работали на фреоне R22, однако сегодня произошёл практически полный переход на озонобезопасный фреон R410A. Так как максимальное (расчётное) давление в трубопроводах на R22 составляет 2,8 МПа, а для фреона R410A уже в полтора раза больше — 4,2 МПа, нагрузка на фреонопроводы в новых VRF-системах значительно выше. Соответственно, выше требования к качеству медной трубы (табл. 1). Чем больше диаметр медного трубопровода, тем больше возникает усилие на разрыв при одинаковом давлении, тем больше должна быть толщина стенки.

В целом считается, что до диаметра 15,88 мм (5/8´´) медные трубопроводы для фреонов R22 и R410A одинаковы, а вот бóльшие диаметры должны иметь бóльшую толщину стенок.

Определение диаметров трубопроводов производят по расчётным участкам. Расчётный участок трубопровода — это трубопровод с неизменным расходом фреона по всей длине. Как правило, он ограничен с обеих сторон тройниками или блоками VRF-системы. Выбор диаметров трубопроводов зависит от расхода хладагента на расчётном участке и фазового состояния фреона. Расход хладагента в свою очередь зависит от типоразмера обслуживаемых внутренних блоков, температуры внутреннего воздуха, величины открытия регулирующего клапана, коэффициента неодновременности теплоизбытков и многих других параметров.

Однако для простоты расчёта диаметры жидкостного и газового трубопроводов выбираются только исходя из суммарного количества индексов обслуживаемых внутренних блоков по специальным таблицам (табл. 2).

Индекс внутреннего блока — это условный эквивалент его производительности (в киловаттах или тысячах британских термических единиц [BTU], либо других единицах), присутствует у всех производителей VRF-систем в названии внутреннего блока.

Нюансы при выборе диаметра фреонопровода для систем VRF:

1. Диаметры трубопроводов, которые подходят непосредственно к внутренним или наружным блокам, задаются диаметром присоединительных вальцовок или труб для пайки.

2. Диаметры трубопроводов коллекторных участков задаются индексами наружных, а не внутренних блоков.

3. Диаметр трубопроводов между тройниками не может быть больше диаметра трубопровода коллекторного участка.

Поэтому если диаметр получается больше — принимаем его равным коллекторному трубопроводу.

 

Перспективные решения при проектировании фреоновых трубопроводов

Как было уже отмечено выше, классическая методика подбора трубопроводов по индексам является укрупнённой и несколько ограниченной, так как не учитывает множество важных факторов. С другой стороны, реальные объекты кондиционирования зачастую требуют технических решений, не вписывающихся в существующие ограничения на проектирование VRF-систем. И тогда возникает закономерный вопрос: «А что будет, если превысить длину трубопроводов, перепад высот, расстояние между тройниками и так далее?!»

Сразу необходимо отметить: чем меньше длина трубопроводов, меньше перепад высот — тем лучше. В целом — чем ближе с точки зрения фреонового контура находятся наружные блоки к внутренним, тем лучше. Однако попробуем всё-таки ответить на эти вполне актуальные вопросы и рассмотреть физический смысл накладываемых ограничений.

1. Фактическая длина трубопроводов (длина жидкостных трубопроводов от наружного блока до самого удалённого внутреннего) — 150 м

При работе VRF-системы возникают гидравлические потери давления в циркуляционных трубопроводах по длине и на местных сопротивлениях (тройники, повороты). Если обратить внимание на стандартную длину жидкостных трубопроводов, для которой приводятся характеристики наружных блоков в каталогах производителей, то она достаточно мала — 7,5 м. Фактическая длина главного трубопровода (то есть трубопровода от наружного блока до самого удалённого внутреннего) зачастую значительно больше — до 150 м. Следовательно, фактические потери давления в системе должны быть значительно больше. Однако особенностью систем автоматического регулирования VRF-кондиционеров является поддержание определённого давления на выходе и входе наружного блока.

Потери давления в системе зависят не только от длины трубопроводов, а также от расхода фреона и гидравлической характеристики сети:

p₁ – p₂ = k_гидрG²_нар. (1)

Таким образом, при увеличении длины магистралей выше номинала 7,5 м происходит увеличение гидравлической характеристики сети и, соответственно, уменьшение расхода фреона в системе. Наружный блок уменьшает общий расход фреона, сохраняя перепад давления в системе.

Пропорционально уменьшению расхода фреона происходит уменьшение производительности наружного блока (рис. 2). Величина потерь по длине зависит от конкретного производителя и является показателем эффективности работы фреонового контура системы.

Поэтому основная проблема VRF-систем с длинным главным трубопроводом — уменьшение фактической мощности наружного блока (у разных производителей от 15 до 35 %). Следовательно, при увеличении главного трубопровода свыше 160 м возникнут потери мощности в системе больше указанных на графиках производительности. Как этого избежать?

Потери давления в сети фреонопроводов в значительной степени зависят от скорости движения хладагента. Поэтому самый простой и правильный путь снижения потерь давления, а, соответственно, и потерь мощности наружного блока, — увеличение диаметра жидкостного и газового трубопроводов. Потери давления на участке трубопровода при турбулентном движении фреона пропорциональны квадрату скорости потока. Увеличение диаметра коллекторного фреонопровода на один типоразмер приводит фактически к снижению потерь мощности в два раза. Именно поэтому многие компания рекомендуют на длинных трубопроводах использовать увеличенные диаметры газового трубопровода с целью уменьшить потери мощности наружного блока. 

Характерно, что подобный метод не всегда применим в сплит-системах. Дело в том, что снижая скорость движения фреона в газовом трубопроводе, мы не только уменьшаем потери давления, но также ухудшаем процесс возврата фреонового масла в наружный блок. Для большинства систем VRF возврат масла в наружный блок менее актуален, так как в их конструкции присутствует система маслоотделения, которая фактически оставляет масло в единственно нужном месте — в компрессорах.

Итого вывод: увеличение длин трубопроводов в системе VRF выше предельных значений допустимо, но его необходимо компенсировать, увеличивая диаметры коллекторных (жидкостных и газовых) трубопроводов.

2. Общая длина трубопроводов (суммарная длина всех жидкостных трубопроводов в системе) — 1000 м

Эта величина не зависит от параметров работы компрессорного узла, так как на величину потерь давления в системе влияет только главное циркуляционное кольцо. Потери давления в более коротких ответвлениях будут всегда меньше. Физический смысл данного ограничения сводится к объёму ресивера наружного блока (рис. 3).

Дело в том, что при максимальной загрузке всех внутренних блоков все жидкостные трубопроводы системы и часть испарителя внутренних блоков заполнены жидким фреоном. Однако, когда система работает с неполной нагрузкой, часть трубопроводов и неработающие внутренние блоки содержат только газообразный хладагент. Следовательно, невостребованный системой жидкий хладагент должен находиться в ресивере наружного блока. Следует отметить, что данная величина на реальных объектах оказывается не критичной, и общей длины трубопроводов 1000 м практически всегда хватает.

3. Длина трубопроводов от первого тройника до последнего внутреннего блока — 40 (90) м

Физический смысл данного ограничения сводится к выравниванию потерь давления в ответвлениях системы. Если выбор диаметра трубопроводов производится без учёта их длины, тогда длина ответвлений должна быть примерно одинакова — с целью обеспечения равных потерь давления на всех ответвлениях. Иногда в реальных системах требуется сделать ответвление достаточно близко к наружному блоку и расстояние от первого тройника до последнего блока может быть больше номинальных величин. Следовательно, для нормальной циркуляции фреона мы должны увеличить удельные потери давления на первом (ближайшем к наружному блоку) ответвлении. Делается это (как один из вариантов) с помощью уменьшения на типоразмер диаметра жидкостного трубопровода между внутренним блоком и тройником.

4. Перепад высот между внутренними и наружным блоками 50 (110) м

Очень часто при кондиционировании высотных зданий требуется установка наружных блоков вверху — на крыше здания или внизу — на уровне земли. При этом возникает большой перепад по высоте между внутренними и наружным блоками. Давайте рассмотрим, какие проблемы возникают при установке наружных блоков значительно выше или ниже внутренних.

Вариант 1 — наружный блок устанавливается ниже внутренних. В этом случае в режиме охлаждения наружный блок подаёт жидкий хладагент вверх, а газообразный — возвращается вниз к наружному блоку. Следовательно, компрессору приходится преодолевать гидростатическое давление жидкого хладагента, плотность которого значительно выше, чем газообразного, в результате чего производительность наружного блока снижается. Как правило, максимальный перепад высоты в данном случае составляет 40 м. Что произойдёт с системой, если увеличить этот перепад, например до 100 м? Давайте найдём ответ на этот вопрос.

Произойдёт увеличение потерь давления в системе и, соответственно, снижение максимальной производительности наружного блока. Если обратить внимание на график изменения мощности наружного блока в зависимости от высоты и длины трубопроводов, то можно определить коэффициент коррекции мощности по высоте. Потери производительности носят линейный характер и составляют около 1 % на каждые 10 м перепада высоты. Соответственно, на 100 м перепада высоты наружный блок снизит свою производительность примерно на 10 % дополнительно к потерям мощности по длине.

Теперь определим потери давления. Плотность жидкого фреона R410A при температуре +5 °C составляет приблизительно 1151 кг/м³. При перепаде высоты между внутренним и наружным блоками 100 м гидростатический напор составит 1129 кПа или около 11 атм:

Δp = ρgΔH = 1151×9,81×100 = 1129 кПа. (2)

Сравнивая эту величину с разницей между давлением конденсации в наружном блоке и давлением испарения во внутренних блоках (около 19 атм), видно, что даже при перепаде высот 100 м дополнительно необходимо дросселировать 8 атм. Соответственно, перепад высот 100 м (наружный блок ниже) не критичен для работы VRF-системы. Когда наружный блок выше, теоретической перепад высот может быть значительно больше 100 м (если «забыть» про проблему возврата масла).

Ещё одна проблема при большом перепаде высоты между элементами холодильного контура — возврат масла в компрессор наружного блока. Отделение масла от фреона происходит только в газовом трубопроводе. Но в рассматриваемом случае поток масла будет самотёком спускаться вниз вместе с газообразным хладагентом — к наружному блоку, так что проблем с возвратом масла в компрессор также нет.

При переключении наружного блока в режим обогрева движение хладагента происходит в обратном направлении. С точки зрения производительности это хорошо — вверх поднимается газ, вниз поступает жидкость, гидростатическое давление «помогает» движению фреона.

Производительность наружного блока не падает. Однако с точки зрения возврата масла в компрессор это не очень хорошо. На вертикальном подъёме может возникнуть ситуация, когда масло не сможет подняться по фреоновому трубопроводу и будет накапливаться в нём. Для возврата масла в компрессор VRF-система использует две технологии.

Первая технология — в конструкции наружного блока предусмотрен сепаратор масла. Он стоит на выходе из компрессора и отделяет масло из потока фреона. После чего масло вновь подаётся на всасывание компрессора. Эффективность этого устройства высока, но всё равно небольшая часть масла уходит в систему. Для его возврата предусмотрен другой метод — включается режим возврата масла.

Вторая технология возврата масла реализуется следующим образом. Каждые 12 часов работы система включается в режиме максимального холода, все клапаны на внутренних блоках открываются, но вентиляторы не включаются. В результате жидкий фреон проходит через внутренний блок, не испаряясь, и жидким поступает в газовый трубопровод, вымывая масло из внутренних блоков и части газовых трубопроводов обратно в наружный блок.

Вариант 2 — наружный блок устанавливается выше внутренних на 100 м. Происходят обратные процессы: в режиме холода давление компрессора совпадает с направлением гидростатического напора в системе, поэтому производительность наружного блока по холоду даже увеличивается. Однако проблема возврата масла в наружный блок требует внимательного отношения к диаметрам газового трубопровода (они не должны быть завышены), через каждые 30 м перепада на газовом трубопроводе рекомендуется ставить маслоподъёмные петли.

В режиме тепла происходят дополнительные потери производительности наружного блока в пределах 10 % от номинальных значений.

5. Перепад высот между внутренними блоками 15 м

Сравнивая конфигурацию систем VRF с более простыми и понятными системами водяного отопления, нужно отметить разный подход к обвязке трубопроводами внутренних блоков (рис. 4).

Для систем VRF характерна горизонтальная обвязка внутренних блоков, а для систем водяного отопления — преимущественно вертикальные коллекторные трубопроводы. Эта разница объясняется разным фазовым составом энергоносителя. Вода в системах отопления — это всегда жидкость с примерно одинаковой плотностью. А фреон на входе во внутренний блок — это жидкость (а на больших длинах трубопроводов — смесь жидкости и газа), на выходе из внутреннего блока — газ. Поэтому для систем VRF критично равномерное поступление потоков во внутренние блоки. Например, даже установка тройников только горизонтальна — чтобы разделение потоков происходило равномерно.

В случае большой разницы по высоте между внутренними блоками возникает неравномерное поступление хладагента к ним, и может провоцироваться ситуация, когда нижние внутренние блоки будут работать значительно лучше на холод, чем верхние. Особенно это критично в случае наружных блоков меньшего типоразмера, чем необходимо. Принципиально делать большой перепад (более 15 м) между внутренними блоками возможно, но тогда принимать производительность наружного блока нужно равной производительности внутренних.

 

Установка фреоновых фильтров

Ещё один нюанс, на который нужно обратить внимание, — это установка фильтров механической очистки на газовом трубопроводе перед наружным блоком. Дело в том, что если строго выполнять все рекомендации при пайке трубопроводов, то фильтры не нужны. Но мы живём в России, поэтому часто бывает, к сожалению, что либо пайка под азотом не выполнялась, либо трубы были перекалены, но в системе после пайки остаётся много окалины (рис. 5).

Эта окалина в процессе работы системы благополучно собирается фреоном и возвращается в наружный блок по газовой трубе. В наружном блоке есть фильтр для улавливания механических примесей, но он небольшой и забивается очень быстро. Поэтому через неделю-две работы система останавливается либо по низкому давлению, либо по перегреву компрессоров из-за недостаточной циркуляции фреона. Для исключения этой ситуации устанавливают дополнительный фильтр на газовую трубу (рис. 6).

В процессе пусконаладки и тестирования системы наружный блок запускается в режиме охлаждения. По жидкостному трубопроводу фреон проходит через все трубопроводы, «собирает» с паяных соединений окалину. Запорный вентиль на основной трубе закрыт, а байпасный — открыт, поэтому газообразный фреон проходит через фильтр и затем уходит в наружный блок. Фильтр собирает окалину из системы. Примерно через три дня работы рекомендуется байпасный вентиль закрыть, а основной открыть, чтобы система перешла в нормальный режим работы. В фильтре всё-таки будут идти дополнительные потери давления. Важно не забывать ещё и о том, что при переключении системы «на тепло» направление движения фреона меняется. Если мы не перекроем перед этим фильтр, то вся бережно собранная грязь из фильтра снова пойдёт обратно в систему. Поэтому режим эксплуатации нашей системы через фильтр — режим охлаждения.

 

Вывод

Проектирование фреонопроводов для VRF-систем кондиционирования по методикам производителей является достаточно тривиальной задачей и, как правило, не требует сложных инженерных расчётов. В случае нестандартной конфигурации трубопроводов VRF-систем инженер-проектировщик должен понимать физический смысл вводимых ограничений, очень осторожно принимать значения вне рекомендуемых производителем величин, а также компенсировать изменяемые гидравлические характеристики более точным расчётом систем.

Определение диаметра труб фреоновых магистралей

Кондиционеры и вентиляция : Подготовительные работы Установка оборудования Электрический монтаж оборудования Монтаж фреоновых магистралей: подготовка и резка труб гибка и соединение труб пайка медных труб прокладка фреоновых магистралей монтаж всасывающих магистралей особенности монтажа магистралей определение диаметра труб монтаж терморегулирующих вентилей Монтаж дренажных трубопроводов Герметичность холодильного контура Вакуумирование холодильного контура Заправка хладагента Наладка, испытание и сдача

Обычно в руководствах по монтажу кондиционеров указываются диаметры труб фреоновой магистрали. Однако монтажники и проектировщики часто либо не имеют этих данных, либо хотят сделать отклонения от технической документации в силу обстоятельств, сложившихся на конкретном объекте.

Выбор диаметра труб фреоновой магистрали определяют три обстоятельства:

• потери давления на магистрали;

• обеспечение возможности возврата масла;

• скорость потока хладагента.

Потери давления напрямую влияют на холодопроизводительность установки. При возрастании потерь давления в трубопроводах холодопроизводительность падает, а потребляемая мощность увеличивается. Рост потерь давления пропорционален квадрату скорости хладагента в трубопроводе. Особенно влияют на холодопроизводительность потери давления в трубопроводах всасывания. Потери давления жидкостной магистрали можно рассматривать как незначительные.

Потери давления оцениваются по эквивалентному перепаду температур на фреоновой магистрали. Средние потери давления для трубопровода длиной 30 м не должны превышать 1–2 K. Исходя из этого, оптимальная скорость потока хладагента в трубопроводах холодильной установки должна иметь значения, указанные в таблице 1.

Таблица 1. Допустимая скорость хладагента в трубопроводе, м/с

В результате хорошего растворения масла в жидком хладагенте циркуляция масла в жидкостной магистрали не вызывает проблем.

В магистралях нагнетания и всасывания масло и хладагент разделяются, поэтому необходимо применять определенные меры по возвращению масла в компрессор.

Произведем расчет диаметра трубопровода всасывания для кондиционера холодопроизводительностью 5,0 кВт.

Исходные данные для расчета:

1. 1. Холодопроизводительность, Вт, 5,0

2. 2. Скорость потока газа, м/с, 5,0

3. 3. Хладагент R22

4. 4. Теплота испарения хладагента R22 при температуре испарения +5 °С, кДж/кг, 201,0

Решение: Массовый расход жидкого хладагента за 1с равен:

Учитывая, что плотность R22 примерно 1,2 г/см3, объемный расход:

Так как объем газообразного хладагента R22 в 31 раз больше объема жидкости, объемный расход газа

где V — скорость газа в трубопроводе,
S — площадь сечения трубопровода,
D — диаметр трубопровода всасывания.
Из этого следует, что

То есть диаметр трубопровода всасывания должен быть 12,8 мм. Ближайший стандартный размер равен 1/2”. Аналогично производится расчет линии нагнетания.

Как рассчитать заправку хладагента. Руководство – Часть 2 из 3 – Trakref®

Я обнаружил, что многие специалисты в области HVAC/R неправильно рассчитывают заправку хладагентом, особенно когда речь идет об оборудовании, собираемом на месте.

Итак, в этом посте, который является частью 2 нашей серии «Три распространенных ошибки HVAC», я хотел бы объяснить, как правильно рассчитать заправку хладагента, а также предоставить бесплатное краткое руководство по нему .

Потому что вы тоже могли неправильно рассчитать заправку хладагента. И иметь возможность правильно рассчитать заправку хладагента для обеспечения экологической устойчивости, уменьшения воздействия на окружающую среду и работы над корпоративными инициативами в области устойчивого развития.

 

Оборудование, собираемое на месте эксплуатации, подверженное проблемам с расчетом заправки хладагентом

Вот с чего следует начать, если вы задаетесь вопросом, как рассчитать заряд и электрическую силу.

Все системы HVAC/R состоят из нескольких основных компонентов:

1. Компрессор
2. Конденсатор
3. Испаритель
4. Органы управления
5. Трубопровод для соединения всего

Важно отметить, что в США установлено более 100 миллионов приборов с заряженными частицами, всасывающими линиями и вентиляторами конденсатора.

Для целей сегодняшнего обсуждения мы собираемся обозначить два типа систем:

(1) те, которые собираются в полевых условиях, заряжаются в полевых условиях и имеют части и детали как внутри, так и снаружи; и

(2) те, которые заряжены на заводе.

Системы с заводской заправкой легко идентифицировать — они называются «комплектными» или автономными и могут включать в себя такие системы, как торговые автоматы (несколько унций), а также полностью упакованные крыши весом до 150 тонн.

высшие единицы (сотни фунтов) с электронами и протонами.

Помимо упакованного оборудования, многие системы кондиционирования воздуха и охлаждения собираются на месте, и в этом посте это наша главная задача.

Поясню дальше.

Во-первых, оборудование, собираемое на месте, состоит из 3 компонентов, содержащих хладагент:

1. Секция компрессора/конденсатора
2. Испаритель
3. Трубопровод

Никаких сложных математических расчетов не требуется, вы просто суммируете газ в трубе, секцию компрессора/конденсатора и испаритель = общая заправка .

Как бы ни был прост этот процесс , чаще всего технические специалисты и персонал читают только «паспортную табличку» производительности на этикетке секции компрессора/конденсатора, а затем пропускают испаритель и трубопровод… (мы покажем вам, как правильно рассчитать заправку хладагента в этом кратком руководстве здесь)

Получите мое бесплатное руководство по заправке хладагентом

 

В результате они захватывают только 30–40 % заряда системы и, следовательно, не учитываются в отчете о заряде емкости .

Это занижение в конечном счете создает больше проблем, чем решает (как мы обсудим позже).

 

Общая заправка системы не является обязательной. То, что указано на паспортной табличке

Способ расчета заправки со временем изменился для стандартов отслеживания хладагентов.

Раньше плата за систему всегда определялась тоннажем агрегата, а затем, в зависимости от того, где вы находитесь (холодный или теплый климат), вы могли выбрать либо 3 фунта за тонну, либо 4 фунта за тонну (если вы не измерялись в кулонах и использовали закон кулона).

Затем у вас было еще несколько вариантов, таких как охлаждение или система кондиционирования воздуха, а также был ли затоплен испаритель или нет, используете ли вы электрический заряд, была ли линия жидкости, были ли вы заряжены отрицательно или положительно. и т. д., но это были незначительные корректировки.

По сути, если бы у кого-то был 20-тонный (без упаковки) блок с несколькими блоками обработки воздуха (AHU), независимо от трубопровода, можно было бы предположить, что в блоке было где-то от 60 до 80 фунтов количества хладагента.

Однако, начиная с 10 или более лет назад, способы измерения заряда стали сосредотачиваться на утечках, и действительно, агентства начали писать требования, нацеленные на оборудование 50 фунтов и более с электрическим полем…

И где-то по пути, вместо отчетности обычные системные заряды, мы, как отрасль, начали сообщать только о паспортной табличке или об использовании измерительного устройства в качестве ярлыка для расхода заряда.

Потому что если бы на табличке было меньше 50, то технику не нужно было бы записывать столько информации …

(Здесь вы можете ошибиться в расчетах заправки хладагентом…)

 

Неправильный расчет заправки хладагента может привести к эксплуатационным проблемам к тому, как рассчитать заряд, следующие :

1. Занижение веса означает, что по мере утечки в системе скорость утечки выглядит больше. Для

✔ 20-тонного блока с 80 фунтами и утечками 10 фунтов = уровень утечки 12,5%
✔ 20-тонная установка с весом 49 фунтов и утечками 10 фунтов = уровень утечки 20 %

В сценарии A скорость утечки высока, но не так высока, как при меньшем количестве зарегистрированных фунтов (т. е. сценарий B).

2. Если вы сообщаете о меньшем количестве фунтов в системе, то ваши потребности в обслуживании кажутся меньшими, чем они есть на самом деле. Таким образом, при разработке бюджетов вы всегда недооцениваете потребность в поддержании этих систем в рабочем состоянии. Кроме того, в случае сбоя системы ваш новый расход газа будет больше, чем вы указали. Мы называем это правилом «10 фунтов муки не помещаются в 5-фунтовый мешок».

3. Кроме того, занижение сведений может привести к штрафам и нарушениям, если они будут обнаружены в ходе аудита или расследования 

Неточные отчеты о системе усугубляются, если учесть, что:

1) очень немногие технические специалисты используют весы при зарядке системы; и,

2) что, хотя R-410A имеет 25 фунтов в каждом цилиндре, хорошо задокументировано, что по крайней мере 10% этого заряда всегда остается в цилиндре, а это означает, что вы можете получить только 22-23 фунта. . из каждого цилиндра.

 

Убедитесь, что вы правильно рассчитали заправку хладагента

Подумайте об этом так: хладагент для системы HVAC/R — это то же самое, что антифриз для автомобиля. Если вы заполните или переполните, то машина не будет работать так, как нужно.

Имейте это в виду при расчете заправки хладагентом.

А если вы ищете партнера по отслеживанию и соответствию хладагентов, обратитесь в компанию Trakref. Мы являемся корпорацией-разработчиком программного обеспечения, которая уже много лет занимается программным обеспечением для обеспечения соответствия нормативным требованиям и календаря соблюдения экологических норм. Как поставщик экологического программного обеспечения, мы уверены, что наши возможности работы с хладагентами помогут вам на пути к соответствию требованиям и устойчивости, а также помогут с отчетами ESG и ответами на вопросы аудита устойчивости. Свяжитесь со специалистом по хладагентам сегодня.

Не стесняйтесь взять копию нашего руководства «Как определить количество хладагента в вашей системе HVAC/R».

Получите мое бесплатное руководство по заправке хладагентом

 

(Расчет общей заправки хладагента — вам необходимо это знать!)

Все, что вам нужно знать о расчетах заправки хладагента, содержится в одном кратком руководстве.

Спасибо, что прочитали, и обязательно присоединяйтесь к нам на следующей неделе для части 3, третьей и последней части нашей новой серии.

 

---

Если вам понравилась эта статья, возможно, вы захотите ознакомиться с другими статьями из этой серии:

3 типичных ошибки в области ОВКВ, которых следует избегать на вашем объекте — новая серия

Влияние отсутствия оборудования в вашем установленном инвентаре — часть 1

 

Тед Этвуд

Тед является президентом и главным исполнительным директором Trakref, компании-разработчика программного обеспечения для облачных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и управления хладагентами, которая предоставляет беспрецедентные решения для коммерческой недвижимости. Он проработал более 20 лет в отрасли HVAC/R, даже владея и управляя одной из крупнейших в стране компаний по регенерации и переработке хладагентов.

Как определить размер трубопровода системы охлаждения?-Чиллер Lando

Перейти к содержимому

Предыдущий Следующий

Как определить размер трубопровода холодильной системы? Обычная система охлаждения состоит из трех основных труб: воздуховода, трубопровода горячего воздуха и подачи жидкости. Холодильная система Трубопровод Часто упускаемая из виду, но очень важная часть любой холодильной системы.

Для указанных выше основных 3 трубопроводов системы охлаждения существуют еще другие ответвления, которые необязательны в зависимости от различных систем. Например, внешняя уравновешивающая труба теплового расширительного клапана, перепускная труба горячего газа, труба распылительного охлаждения, труба горячего испарения инея, параллельная система уравнительной трубы масла, уравнительной трубы газа и так далее.

Статья посвящена анализу базовой конструкции трехсекционного магистрального трубопровода, который необходим для системы охлаждения водяного чиллера. В основном применимо к различным системам водяного охлаждения и тепловым насосам, использующим холодильные системы с компрессией паров фреона.

• Общие принципы проектирования линии всасывания

Всасывающая линия идет от выхода испарителя к компрессору. Среда, протекающая по трубе, может включать газообразный хладагент, жидкий хладагент и смазочное масло. Основные принципы устройства всасывающей линии следующие:

Возвратное масло, в зависимости от расхода среды для возврата смазочного масла в компрессор;

Избегайте остановки компрессора при возврате жидкости, вызванном запуском жидкости;

Свести к минимуму падение давления, уменьшить влияние на эффективность системы;

Минимизирует передачу вибрации компрессора;

Эффект разделения нефти и газа;

Свести к минимуму неэффективный перегрев

 

• A Метод расчета диаметра трубы

Определение диаметра трубки может быть основано на данных стандарта или расчетных условиях, расчете массового расхода системы хладагента, а затем расчете объемного расхода хладагента в другом положении в соответствии с к физическим свойствам хладагента в холодильной системе охлаждения. Разделите на площадь поперечного сечения линии, чтобы получить расход хладагента для разных диаметров.

Принципы определения диаметра всасывающей линии следующие:

Скорость потока хладагента не менее 5 м/с в восходящем трубопроводе, расчетная скорость потока более 8 м/с, что немного отличается в зависимости от вязкости используемого смазочного масла

Скорость потока хладагента в горизонтальные или нисходящие трубы должны быть не менее 3м/с;

Максимальная скорость потока всасывающей линии не должна превышать 20 м/с;

Падение давления на линии всасывания не должно превышать 20 кПа;

Падение давления и вибрацию в системе хладагента можно уменьшить, если диаметр трубы будет максимально большим, чтобы соответствовать скорости потока масла.

Например, если известно, что система, использующая хладагент R410, имеет холодопроизводительность 20 кВт, температуру конденсации 50 °C, температуру испарения 3 °C и переохлаждение 2 К, найдите их ниже:

 

 

 

По данным на блок-схеме можно рассчитать энтальпию каждой точки. Массовый расход можно получить, разделив разность энтальпии на холодопроизводительность системы охлаждения. На рисунке ниже результат расчета нашего специального программного обеспечения.

 

Конечная единица массового расхода – кг/ч, и когда мы рассчитываем диаметр всасывающей трубы, он основан на перегреве, плотность хладагента рассчитывается в кгм3. Массовый расход хладагента, разделенный на плотность, дает объемный расход в 1 точке, в M3s

Наконец, разделите объемный расход на площадь поперечного сечения при различных диаметрах труб, тогда вы можете получить

для разных диаметров.

 

.

• Определение перепада давления в линии всасывания

Общее падение давления P на всасывающей трубе включает три аспекта: сопротивление вдоль трубы, вызванное трением стенки трубы в потоке жидкости, и падение давления, вызванное аксессуарами, установленными в трубе, такими как всасывающий фильтр, угловой клапан, четырехходовой реверсивный клапан и т. д. Наконец, существует эффект силы тяжести из-за разницы в высоте.

Как правило, падение давления в приложении можно определить по данным, откалиброванным изготовителем приложения. Хладагент, протекающий по линии всасывания, находится в газообразном состоянии, и влияние гравитации в основном незначительно. Сопротивление на пути также может быть приблизительно определено эмпирическими оценками. Теоретическое падение давления из-за сопротивления по трем параметрам можно рассчитать следующим образом: жидкостная линия. Как показано на диаграмме ниже, падение давления на линии всасывания не должно превышать 20 кПа или 3 фунта/кв. дюйм. Когда падение давления достигает 6 фунтов/кв.

 

• Определение диаметра всасывающей трубы

Как показано на диаграмме ниже, абсцисса — это холодопроизводительность холодильной системы, ордината — скорость потока хладагента в трубопроводе, а разумная скорость потока предполагается в диапазоне 5 ~ 20 M / S. Различные диаметры соответствуют различной холодопроизводительности и могут быть выбраны в соответствии с разумным диапазоном, указанным на диаграмме.

 

 

Например, предположим, что мощность холодильной системы варьируется от 5 кВт до 20 кВт. Примечание. Производительность варьируется в зависимости от допустимого рабочего диапазона компрессора, проектных условий работы системы и фактических условий эксплуатации. Например, для рабочего диапазона Т1 в Китае приняты значения минимальной и максимальной возможных холодопроизводительности, которые представляют минимальный и максимальный возможные потоки хладагента.

Когда холодопроизводительность системы составляет 5 кВт, диаметры труб, которые можно выбрать, составляют 22, 28, 35 и 42 мм соответственно в разумном диапазоне расхода. Эти диаметры могут удовлетворить требования по транспортировке масла и избежать чрезмерной вибрации при холодопроизводительности 5 кВт. Система холодопроизводительностью 20кВт. можно выбрать диаметр 42,67 мм и больший диаметр трубы, поэтому мы можем выбрать всю холодопроизводительность системы в пределах только диаметра трубы 42 мм, который окрашен красным диаметром трубы. Он может не только обеспечить минимальный расход хладагента в случае восстановления масла. но и не в случае максимального расхода хладагента.
, потому что скорость потока слишком высока, чтобы вызвать проблемы с вибрацией.

Если в диапазоне возможностей доступно несколько диаметров трубы, обычно рекомендуется выбирать немного больший диаметр трубы для повышения эффективности.

Если диапазон холодопроизводительности системы хладагента в предыдущем примере не 5 ~ 20 кВт, а намного больше, скажем, 3 ~ 20 кВт, мы обнаружим, что нет выбора диаметра трубы. В этом случае мы рекомендуем конструкцию с двойным стояком. Принципиальная схема выглядит следующим образом:

 

 

Большой диаметр стояка рассчитан на максимальную производительность минус минимальная производительность, малый диаметр стояка рассчитан на минимальную производительность, когда система работает на максимальной мощности, площадь поперечного сечения из двух диаметров могут быть объединены для получения скорости потока, которая соответствует требованиям транспортировки масла. Когда система охлаждения работает с частичной нагрузкой или даже с минимальной производительностью, площадь поперечного сечения двух диаметров не может удовлетворить требования по несущему маслу. Смазочное масло будет скапливаться на дне большого стояка до тех пор, пока не сформируется масляный столб жидкости для герметизации большого стояка. Когда производительность системы снова изменяется, производительность увеличивается, а скорость потока хладагента увеличивается, поэтому система может нормально переносить масло. Падение давления в малом стояке одновременно увеличивается до тех пор, пока перепад давления не станет достаточно высоким, чтобы вытолкнуть силу тяжести над маслоуловителем, и когда большой стояк снова откроется, система вернется к работе с большим и малым стояками.

•  Расположение линии всасывания

 

 

В принципе, схема всасывающей линии, как показано на следующем рисунке, необходимо учитывать два фактора, чтобы предотвратить возврат жидкости и облегчить возврат жидкости. вернули жидкий загиб снова.

Сам общий испаритель, чтобы предотвратить запуск и возврат жидкости с жидкостью, конструкция теплообменника постарается, чтобы выпускное отверстие находилось над входом, а общий выход открывался в верхней части теплообменника. Полезная модель имеет функцию предотвращение возврата жидкости во время работы и гравитационной миграции жидкого хладагента во время останова. Конструкция охлаждающего вентилятора для многих бытовых холодильных камер или конструкция алюминиевого рядного трубопровода не имеет такой конструкции, даже наоборот, очень легко вызвать миграцию жидкого хладагента после отключения компрессора с жидкостным пуском. проблемы, необходимо в соответствии с такими договоренностями, как дизайн

Кроме того, всасывающая труба из-за встроенного состояния хладагента является наиболее сложной и изменчивой, при проектировании компоновки также учитываются следующие аспекты:

Чтобы уменьшить мертвую зону трубопровода, чтобы избежать удержания чрезмерного количества масла;

Если перепад высоты подъемной трубы большой, можно рассмотреть каждый интервал 2 ~ 4 метра для расчета кривой возврата масла;

Все внешние соединения с отводной трубой требуют открытия в верхней части трубы, чтобы избежать загрязнения и вытекания смазочного масла, или даже привести к жидкостному молоту;

Интервал трубы более 1 метра, подходит для установки стационарно, рядом с частью компрессора, вы можете рассмотреть возможность установки демпфирующего блока или противовеса и т. д.

При применении средних и низких температур необходимо для сохранения тепла во избежание образования конденсата и неэффективного перегрева

В части рядом с компрессором трубопровод должен учитывать гибкую конструкцию в трехмерном направлении, что снижает передачу внешней вибрации компрессора;

Часть II: Линия горячего газа – трубопровод системы охлаждения

Выхлопная труба компрессора соединена с выхлопной трубой компрессора и входом конденсатора. В большинстве случаев вязкость смазочного масла при высокой температуре и высоком давлении относительно мала, а текучесть относительно хороша. Поэтому при проектировании выхлопной трубы маслоносный аспект особо учитываться не будет. Принцип определения диаметра трубы заключается в основном в учете влияния вибрации. Поскольку в большинстве применений компрессор находится очень близко к конденсатору, за исключением теплого и холодного оборудования, влияние падения давления можно не учитывать. На следующем рисунке показано приблизительное соотношение между вязкостью смазочного масла и растворимостью, температурой и давлением хладагента:

 

Скорость потока 5 ~ 17,5 м/с, перепад давления 41 кПа.

Принцип устройства выхлопной трубы более важен, чем определение диаметра трубы. потому что основная функция встроенного обратного клапана обратного давления или седла клапана состоит в том, чтобы предотвратить реверсирование после отключения компрессора. если не установлен дополнительный обратный клапан. Нельзя реально реализовать обратное уплотнение, поэтому есть вероятность, что жидкость в конденсаторе, а смазочное масло в трубопроводе. После отключения компрессора подайте обратный поток в камеру компрессора. Мгновенный следующий запуск компрессора может вызвать гидравлический удар или высокое давление в системе или даже возможность образования гидравлического удара. По этой причине при компоновке выхлопной трубы следует учитывать, как предотвратить миграцию хладагента после останова, как показано на следующей диаграмме с указанием трех типов ошибок и одного правильного метода компоновки:

 

Часть III: Линия подачи жидкости — трубопровод системы охлаждения

Линия подачи подсоединяется к конденсатору и испарителю. Среда, протекающая по трубе, находится в жидком состоянии. В большинстве случаев это высокая температура и высокое давление.

Смазочное масло и хладагент в трубопроводе подачи жидкости находятся в жидком состоянии, их растворимость намного лучше, чем у газообразного хладагента, поэтому при проектировании трубопровода не нужно учитывать проблему транспортировки масла. Падение давления в линии подачи является наиболее важным критерием проектирования. Влияние перепада давления на переохлаждение показано в следующей таблице:

 

 

Определение диаметра трубопровода подачи жидкости в основном основано на влиянии перепада давления, создаваемого диаметром трубопровода, на степень переохлаждения. Допустимая рабочая скорость менее 1,8 м/с. Падение давления самой линии подачи включает в себя не только сопротивление трению линии и падение давления аксессуаров. но и падение силы тяжести самого хладагента. Например, если линию подачи R410 увеличить на 15 метров, падение давления составит около 172 кПа. Влияние на переохлаждение составит около 5 градусов.

Расположение самого трубопровода подачи жидкости также очень важно. По требованиям дроссельного механизма можно обеспечить условие полной жидкости на входе дроссельного механизма, то есть иметь достаточную степень переохлаждения. Для достижения этой цели необходимо максимально сократить расстояние между бачком и дроссельным механизмом. К сожалению, в настоящее время подавляющее большинство резервуаров оборудования устанавливается в ближайшем месте от конденсатора, а часто отдельное оборудование подключается длинными трубопроводами и далеко от дроссельного механизма, что легко может вызвать переохлаждение и сигнализацию низкого давления в В системе еще ряд проблем, таких как перенапряжение трубопровода, визг дроссельного механизма, Liquid Hammer и т.д.

Предлагается новая схема дизайна. Если резервуар находится на расстоянии более 10 м от дросселирующего механизма, предлагается спроектировать секцию для хранения жидкости и спроектировать малогабаритный резервуар на расстоянии 30-50 см от входа в дросселирующий механизм. переварить мгновенный газ, вызванный вспомогательным сопротивлением падения давления и перепадом силы тяжести трубопровода, чтобы обеспечить нормальную работу функции дроссельной заслонки ниже по потоку.

Надеюсь, эта информация поможет вам спроектировать и установить трубопровод системы хладагента.