Высокое давление конденсации

О «плавающем» давлении конденсации.

При проектировании парокомпрессорной установки важным является вопрос регулирования давления конденсации. Для повышения энергоэффективности холодильных систем ступенчатое регулирование прессостатами заменяется плавным с применением преобразователей частоты (ПЧ). Это возможно для температур конденсации выше 20 0 С (все выкладки приводятся для R404A), так как эта температура является минимально допустимой для большинства компрессоров. Но длительная работа на границе применения недопустима, поэтому в расчётах будем использовать значение 25 0 С.

Необходимость поддерживать минимальное давление конденсации при низких температурах окружающей среды (для преодоления гидравлического сопротивления системы) приводит к обязательному применению в природных условиях России «комплекта зимнего регулирования» давления конденсации, например KVR+NRDили ICSфирмы Danfoss, совместно с ПЧ.

Существует два метода плавного регулирования давления конденсации при помощи ПЧ:

С фиксированной уставкой (используется один датчик на линии высокого давления);
С плавающей уставкой (один датчик на линии высокого давления , второй измеряет температуру окружающей среды).

Основное различие этих методов заключается в том, что в первом случае отслеживается установленное значение температуры конденсации, а во втором – разность температур.

Регулирование с фиксированной уставкой, настраиваемой, как правило, на расчётное значение температуры конденсации (например, 45 0 С), обычно применяется для уменьшения энергопотребления вентиляторами конденсатора. Но одновременно такая уставка температуры конденсации ведёт к росту энергопотребления компрессором из-за увеличения разности давления нагнетания и всасывания. При этом повышение энергопотребления компрессором, как правило, больше уменьшения энергопотребления вентиляторами.

Эту проблему решает плавающая уставка давления конденсации, при которой ПЧ стремится поддерживать заданную разность между показаниями датчиков температуры окружающей среды (преобразуется в давление) и давление конденсации.

Для сравнения эффективности двух описанных методов был проведён расчёт агрегата на базе компрессора ВОСК HGX34e/380-4Sс использованием программы PackColculationIIv3.06. Разность температур для метода с плавающей уставкой принималась, исходя из рекомендаций, 15К; для метода с фиксированной уставкой значение уставки температуры конденсации было принято 25 0 С. Такая минимизация уставки позволяет уменьшить степень сжатия в компрессоре, но приводит к перерасходу энергии, потребляемой вентиляторами конденсатора, так как большую часть времени вентиляторы работают с номинальной частотой вращения. При превышении уставки вентиляторы конденсатора продолжают вращаться на номинальной частоте.

Результаты расчёта сведены в таблицу, из которой следует, что система с плавающей уставкой давления конденсации потребляет при заданных условиях на 141 кВт.ч (0.5 % от общего энергосбережения) больше, чем система с фиксированной минимальной уставкой. Соответственно с точки зрения энергоэффективности в данном случае целесообразно применять именно метод регулирования с фиксированной минимальной уставкой (значение уставки должно быть минимально возможным). Такой вывод объяснимакой вывод объясним: при минимальной уставке разность между температурой конденсации и температурой воздуха на входе в конденсатор определяется характеристиками конденсатора, который подбирается с коэффициентом запаса. При плавающем значении уставки эта же разность задаётся вручную, исходя из рекомендаций, без учёта реальных характеристик подобранного конденсатора, что приводит к росту давления конденсации, большей степени сжатия в компрессоре и в конечном итоге к перерасходу энергии системой в целом.

параметр	С фиксированной уставкой	С плавающей уставкой
Энергопотребление вентиляторов конденсатора за 1 год, кВт.ч	1721	1145
Энергопотребление компрессоров за 1 год, кВт.ч	28561	29278
Суммарное энергопотребление за 1 год, кВт.ч	30282	30423

[hana-code-insert name=’POBOLYreklama’ /]

Снижение уставки температуры конденсации на преобразователе частоты с 45 до 25 0 С (или ниже, если это возможно) позволяет достичь значительной экономии электроэнергии, превосходящей экономию от перехода на плавающую уставку давления конденсации. При правильном проектировании системы с ПЧ применение плавающей уставки давления конденсации нецелесообразно.

Нехватка хладагента
Преждевременное дросселирование
Слабый испаритель
Слабый ТРВ

Перезаправка
Слабый конденсатор
Наличие неконденсируемых газов
Высокая температура наружного воздуха

Недостаточная производительность испарителя (засорение, масло, вентилятор, вода, доп.теплопритоки, упало высокое давление) Недозаправка
Недостаточная производительность (настройка) регулятора потока. Забит фильтр. Не полностью открыт запорный вентиль. Преждевременное дросселирование.Потери давления на фреоновой магистрали не должно быть более 0,4 бар, что соответствует 1 С
Высокое давление испарения (всасывания) Недостаточная производительность компрессора

Недостаточная производительность конденсатора (грязь, масло, вода, вентилятор) Перезаправка
Наличие неконденсируемых газов (плохое вакуумирование) Высокая температура наружного воздуха

Неправильно выбран ТРВ (малое проходное сечение дюзы)
Неправильная настройка (ТРВ недостаточно открыт)
Разрушен управляющий тракт ТРВ
ТРВ установлен ниже по потоку от ввода трубки внешнего уравнивания
Термобаллон заполнен не тем хладагентом, что в установке.
Заклинивание штока ТРВ
Закупорка фильтра на входе в ТРВ
Не правильно установлен термобаллон ТРВ

Загрязнены ребра испарителя
Грязный воздушный фильтр
Проскальзывает ременной привод вентилятора
Вентилятор вращается в обратную сторону
Большие потери давления в воздушном тракте испарителя
Мала скорость вращения вентилятора
Колесо вентилятора или шкив проскальзывают на оси
Установлен испаритель заниженной производительности
В испарителе много масла
Испаритель аномально заледенел
Льдом застопорен вентилятор
Плохая циркуляция воздуха (на испаритель возвращается охлажденный воздух)

Забит фильтр-осушитель
Не полностью открыты вентили (сервисный, выходной вентиль на ресивере и др.)
Неправильно подобраны отдельные элементы жидкостной магистрали
Плохо открывается электромагнитный клапан на жидкостной магистрали
Слишком малый диаметр жидкостной магистрали
Длина фреоновой магистрали или перепад по высоте больше допустимых значений
Жидкостная магистраль проходит проходит через сильно нагретый участок
Жидкостная и газовая магистрали помещены в общую теплоизоляцию

Разрушены или потеряли герметичность клапаны
Прокладка головки блоков негерметична
Прокладка головки блоков большей толщины
Испаритель подобран неправильно (большой)
Неправильно настроен ТРВ
Компрессор частотой 60 Гц подключен к сети 50 Гц
Поплавок маслоотделителя заклинило в открытом положении
Понизились обороты привода компрессора
Высокая тепловая нагрузка
Золотник клапана обратимости цикла застрял в среднем положении

Нет электропитания
Уставка температуры на пульте
Предохранители
Электродвигатель компрессора
Пускатель
Цепь управления

Низкое напряжение питания
Обрыв одной фазы (при 3-х фазной сети)
Не правильная фазировка (при 3-х фазной сети)
Пускатель
Сечение проводов питания
Пусковой (рабочий) конденсатор
Заклинил компрессор
Не уравнялись давления (забита капиллярная трубка)
Жидкий хладагент в картере

при включенном питании сети;
до истечения 3-х минут после выключения питания (время разряда конденсатора);
при вращении крыльчатки вентилятора.

Читайте также: Аскорбиновая кислота с глюкозой капельница

При вращении ротора (крыльчатки) двигатель постоянного тока работает как генератор и создает ЭДС (напряжение)

Срабатывает защита
Высокое давление нагнетания (забивка контура)
Низкое давление всасывания (недозаправка, недозагрузка испарителя, забивка контура)
Высокое давление всасывания (перезаправка, компрессор)
Малый дифференциал реле защиты низкого или высокого давления
Нет достаточного расхода воды во вторичном контуре (чиллер)
Снижение емкости пускового или рабочего конденсатора
Пусковое реле
Недостаточно масла в системе
Высокая температура компрессора

Недостаточно или много масла в компрессоре (1 л масла на каждые 7 кг добавляемого хладагента)
Вибрации трубопровода
Ослаблены крепления
Износ деталей компрессора
В компрессор поступает жидкий хладагент

Низкое давление всасывания
Недозаправка
Низкая температура рециркуляционного воздуха
Не работает вентилятор испарителя
Проскальзывает ремень вентилятора испарителя
Загрязнен воздушный фильтр
Забит или неисправен ТРВ
Загрязнен испаритель
Местное сопротивление во фреоновом контуре

Не отрегулирован или заклинил ТРВ
Не работает вентилятор испарителя
ТРВ забит маслом или влагой (льдом)
Недостаточный перегрев (влажный ход)

Унос масла в систему – (ошибки монтажа)
Забит масленый насос – (ошибки монтажа)
Закупорен фильтр на входе в масляный насос

Недозаправка
Наличие неконденсируемых газов

Купить новый кондиционер цена который вас порадует, вы сможете в нашем интернет-магазине, регулярно проводим акции, что бы предложить лучшие цены.

Рассмотрим реальные процессы, происходящие в холодильных машинах систем кондиционирования. 1. Изотермическое парообразование Как было показано ранее, процесс изотермического парообразования в холодильном цикле идет по линии 1–2, а затем продолжается до точки 3&#697 (перегрев испарителя для исключения влажного хода компрессора).

Рис. 17. lg(P–h)-диаграмма при перезаправке холодильной машины хладагентом

Рис. 18. lg(P–h)-диаграмма при недостаточном количестве хладагента

Рис. 19. lg(P–h)-диаграмма при недостаточном количестве хладагента, проходящего через регулятор потока

Рис. 20. lg(P–h)-диаграмма при неправильной настройке ТРВ

Читайте также: Лечение энтеробиоза у взрослых народными средствами

Рис. 21. lg(P–h)-диаграмма при большом потоке хладагента, проходящего через капиллярную трубку

Рис. 22. lg(P–h)-диаграмма при «слабом» испарителе

Рис. 23. lg(P–h)-диаграмма при повышенных теплопритоках

Рис. 24. lg(P–h)-диаграмма при неисправности компрессора

Табл. 2. Параметры холодильного цикла (для систем кондиционирования воздуха)

Табл. 3-11. Изменение параметров холодильной машины от различных причин

Рассмотрим реальные процессы, происходящие в холодильных машинах систем кондиционирования.

1. Изотермическое парообразование

Как было показано ранее, процесс изотермического парообразования в холодильном цикле идет по линии 1–2, а затем продолжается до точки 3&#697 (перегрев испарителя для исключения влажного хода компрессора). В точке 1 (насыщенная жидкость, начало процесса испарения) температура T1 = +5 °С, абсолютное давление Р1 = 9,34 бара, энтальпия h1 = 257,9 кДж/кг, энтропия S1 = 1,195 кДж/ (кг⋅К). Точка 2, в которой полностью завершается процесс испарения (образуется насыщенный пар), имеет параметры: T2 = +5 °С, абсолютное давление Р2 = 9,31 бара, энтальпия h2 = 423,9 кДж/кг, энтропия S2 = 1,805 кДж/(кг⋅К), удельный объем V2 = 0,028 м3/кг. Примем величину перегрева 5 К. Тогда точка 3&#697 будет характеризоваться температурой T3&#697 = +10 °С, давлением Р3&#697 = = 9,31 бара, h3&#697 = 430,2 кДж/кг, энтропия S3&#697 = 1,820 кДж/(кг⋅К), удельный объем V3&#697 = 0,03 м3/кг.

2. Изоэнтропийное сжатие

3. Конденсация

4. Изоэнтальпийное расширение

Этот процесс идет по линии 7–1 при постоянной энтальпии. Параметры точки 1 определены выше. Результаты занесем в табл. 2. Таким образом, мы можем количественно оценить все термодинамические процессы в холодильной машине.

Количество тепла, отобранного хладагентом в процессе изотермического преобразования жидкого хладагента в парообразный (скрытая теплота парообразования при давлении 9,34 бара): h2 – h1 = 423,9 – 257,9 = 166,0 кДж/кг.
Энтальпия перегрева между точками 2–3 составляет: h2 – h3 = 435,1 – 423,9 = 11,2 кДж/кг.
Количество энергии, которое нужно подвести для сжатия хладагента из состояния 3 в состояние 4&#698, составляет: h411 – h3 = 470,1 – 435,1 = 35,0 кДж/кг.
Количество тепла, выделяемое хладагентом в процессе конденсации, составляет: h4 – h6 = 470,1 – 267,1 = 203,0 кДж/кг. Кроме того, можно вычислить скрытую теплоту конденсации между точками 5 и 6: hскр = h5 – h6 = 427,0 – 267,1 = 159,9 кДж/кг. Теплота переохлаждения жидкости (6–7) равна: h6 – h7 = 267,1 – 257,9 = 9,2 кДж/кг. Холодопроизводительность холодильной машины равна: Qпол = M(h1 – h3), кДж/с, где М — количество хладагента, прошедшее через испаритель за единицу времени. Работа сжатия, или затраченная энергия: Qзат = M(h4&#698 – h3), кДж/с. Холодильный коэффициент равен:

Примечание. Холодильный цикл, показанный на рис. 15, неточно отражает реальное политропное сжатия (потерь в компрессоре, потерь напора в трубопроводах и арматуре). Ход линий в области перегретого пара показан без соблюдения реального масштаба, чтобы ярче отметить характер этих изменений. В неазеотропных смесях в условиях термодинамического равновесия состав жидкой и паровой фаз является неодинаковым, из-за чего при постоянном давлении их температура меняется в ходе изменения агрегатного состояния (испарения и конденсации).

Определение неисправности холодильных машин по lg(P–h)-диаграмме

Исследуя реальный холодильный цикл путем измерения параметров в определенных точках холодильной машины, можно оценить отклонения lg(P–h)-диаграммы от нормы и, исходя из этого, определить характер неисправности холодильной машины. Практически измеряют температуру и давление в характерных точках холодильной машины, ток двигателя компрессора, перегрев испарителя, переохлаждение конденсатора. Ниже приведены примеры отклонения lg(P–h)-диаграммы от нормы и причины этих отклонений (неисправности).

1. Высокое давление конденсации

Причинами повышенного давления при воздушном охлаждении конденсатора могут быть:

отсутствие обдува конденсатора;
высокая наружная температура.

Причинами повышенного давления при водяном охлаждении могут быть:

недостаточное количество охлаждающей воды;
высокая температура охлаждающей воды.

Для обоих типов охлаждения:

загрязнение или частичная закупорка конденсатора;
наличие в системе воздуха/неконденсирующихся газов.

Читайте также: Хруст в ключице при вращении плечом

1.1. На рис. 16 показана lg(P–h)-диаграмма при «слабом» конденсаторе, не обеспечивающем необходимой теплоотдачи

Характерными отклонениями lg(P–h)-диаграммы и признаками являются:

повышение давления конденсации;
повышение температуры нагнетания;
повышение температуры испарения (незначительное);
уменьшение перепада температуры воздуха, проходящего через конденсатор;
увеличение рабочего тока компрессора;
появление пузырьков газа в жидкой фракции хладагента (наблюдается в смотровом стекле на жидкостной линии);
повышение температуры головки компрессора;
возможны пульсации температуры на выходе ТРВ.

Неисправности, которые могут возникнуть вследствие «слабого» конденсатора:

отказ компрессора;
снижение холодопроизводительности;
перегрев компрессора.

1.2. Второй причиной повышения давления конденсации может быть перезаправка холодильной машины хладагентом

Характерными отклонениями при перезаправке хладагентом являются (рис. 17):

повышение давления конденсации;
повышение температуры нагнетания;
повышение переохлаждения.

Неисправности, которые могут возникнуть при «слабом» конденсаторе:

отказ компрессора;
срабатывание датчика высокого давления;
перегрев компрессора.

2. Низкое давление испарения

Причинами низкого давления испарения могут быть:

недостаточное количество хладагента (недозаправка или утечка хладагента);
недостаточное количество хладагента проходит через регулятор подачи хладагента (ТРВ или капиллярную трубку);
неисправен («слабый») испаритель (произошло его засорение и/или обмерзание).

2.1. При недостаточном количестве хладагента lg(P–h)-диаграмма примет вид, показанный на рис. 18

Характерными отклонениями lg(P–h)-диаграммы являются:

снижение давления испарения;
снижение или отсутствие переохлаждения.

Возможные неисправности, которые могут возникнуть при такой проблеме, как недостаточном количестве хладагента:

срабатывание датчика низкого давления;
отказ компрессора;
снижение холодопроизводительности;
уменьшение рабочего тока компрессора.

2.2. Недостаточное количество хладагента (рис. 19), проходящее через регулятор потока, приводит:

к снижению давления испарения;
к повышению переохлаждения.

Причинами этого может быть:

засорение фильтров, влагопоглотителя и/или регулятора потока;
неправильная настройка или неисправность ТРВ.

Неисправности, которые могут возникнуть при недостаточном количестве хладагента, проходящем через регулятор потока:

срабатывание датчика низкого давления;
отказ компрессора;
снижение холодопроизводительности;
уменьшение рабочего тока компрессора.

3. Высокое давление конденсации и испарения

3.1. При использовании терморегулирующего вентиля

Слишком большой поток хладагента, проходящий через вентиль, приводит к повышению давления испарения (рис. 20). Причины могут быть следующими:

неточно отрегулирован ТРВ;
неправильно установлен термобаллон.

Неисправности, которые могут возникнуть из-за избыточного количества хладагента в установке, использующей ТРВ в качестве регулятора потока хладагента:

отказ компрессора;
снижение холодопроизводительности;
уменьшение рабочего тока компрессора;
срабатывание датчика высокого давления.

3.2. При использовании капиллярной трубки

Слишком большой поток хладагента, проходящий через капиллярную трубку, приводит к повышению давления испарения (рис. 21). Причина избыточное количество хладагента в установке. Возможные неисправности, которые могут возникнуть из-за избыточного количества хладагента в установке, использующей капиллярную трубку в качестве регулятора потока хладагента:

отказ компрессора;
снижение холодопроизводительности;
уменьшение рабочего тока компрессора;
срабатывание датчика высокого давления.

4. Низкое давление испарения

Падение давления испарения может происходить из-за того, что в испарителе не происходит достаточный теплообмен («слабый» испаритель, рис. 22).

Причины могут быть следующие:

недостаточный поток воздуха проходит через испаритель:

а. засорен воздушный фильтр;
б. соскальзывает ремень вентилятора;
в. вентилятор испарителя вращается в обратную сторону;
г. засорен испаритель.

низкая температура воздуха на входе в испаритель.

Возможные неисправности, которые могут возникнуть при такой проблеме, как наличие в испарителе низкого давления испарения:

срабатывание датчика низкого давления;
отказ компрессора;
снижение холодопроизводительности;
уменьшение рабочего тока компрессора.

5. Снижение переохлаждения

Перегрузка по отбору холода (повышенный теплоприток) может вызывать повышение давления испарения (рис. 23, табл. 10). Причины перегрузки могут быть следующие:

работа установки в условиях постоянного отбора холода (повышенный теплоприток);
неправильный подбор оборудования (недостаточная холодопроизводительность).

6. Низкое давление конденсации и высокое давление испарения

На рис. 24 представлен случай, когда давление конденсации ниже нормы, в то время как давление испарения превышает допустимое значение. Подобное может происходить из-за неисправности компрессора (клапана на нагнетании или на всасывании).

Источник: sculpturica.ru