Трубопроводы холодильного контура: основные особенности
Содержание
Какие проблемы способны угрожать трубопроводам?
В чем заключена важность маслоподъемных петель?
Выбор диаметра трубок в системе
Особенности трубопровода в установках с тепловым насосом
Холодильный контур кондиционера любой марки содержит целый ряд важных элементов – компрессор, регулятор потока, конденсатор, испаритель, но основным среди них является трубопровод, обеспечивающий соединение всех существующих элементов между собой. С помощью трубопровода проходит перемещение потока хладагентав агрегате, поэтому трубки нужно подбирать особенно тщательно, обеспечивать им последующий особый уход.
Виды существующих трубок
Все трубопроводы, расположенные в холодильном контуре, разделяются на три различных вида:
- Трубки нагнетания, перемещающие хладагент, который находится под воздействием высокого давления в газообразном состоянии, от компрессора непосредственно к конденсатору;
- Жидкостные трубки, по которым уже жидкий хладагент направляется от конденсатора в направлении испарителя;
- Трубки всасывания, перемещающие хладагент, который принял снова газообразную форму, от испарителя к компрессору под действием низкого давления;
Для правильной работы холодильного контура любого агрегата очень важен грамотный подбор и монтаж трубок, поэтому выбирать их нужно с учетом возможных факторов, способных оказать существенное влияние на качество элементов.
Какие проблемы способны угрожать трубопроводам?
Целый ряд нарушений, непосредственно связанных с состоянием трубок, могут происходить внутри холодильного контура. Особое место среди них отводится потерям давления в трубопроводе, в результате чего существенно уменьшается эффективность работающей установки, происходит уменьшение ее тепло- и холодопроизводительности. Чтобы снизить вероятность подобных проблем, следует постоянно отслеживать уровень давления, стараясь свести к минимуму возможность его потерь.
Критерии потерь давления определяются снижением температуры кипения или конденсации, показатели которых измеряются в градусах Цельсия. Такое становится возможным, поскольку температура, при которой наступает кипение и конденсация, полностью зависит от показателей давления. Например, для фреона марки R-22, способного испаряться при +5º С, уровень давления составит 584 кПа. В случае утери 18 кПа, температура хладагента понизится на 1 градус.
Потери давления различны для разных трубопроводов:
1. Трубки всасывания
В случае потерь компрессор функционирует на входном давлении, уровень которого ниже показателя давления испарения, что существенно снижает расход хладагента, активно перемещаемого через компрессор, соответственно, снижается холодопроизводительность кондиционера. Именно здесь потери давления считаются самыми критичными в процессе эксплуатации установки. При потере давления, соответствующей 1 градусу, производительность будет снижена на 4,5 %.
2. Трубки нагнетания
Потери давления в трубках нагнетания заставляют компрессор работать на давлении, уровень которого превышает существующий показатель давления конденсации. Это приводит к снижению производительности всего агрегата, которая уменьшится на 1,5 % при потере давления на 1 градус.
3. Жидкостные трубки
Потери давления в них влияют непосредственно на холодопроизводительность агрегата, одновременно провоцируя закипание фреона. Такая опасность может возникнуть по нескольким причинам:
- Температура хладагента становится выше температуры конденсата после снижения давления в трубке;
- Возможно повышение температуры хладагента в результате трения его о стенки трубопровода, при этом механическая энергия фреона переходит в тепловую;
Результатом таких потерь может стать кипение хладагента не в испарителе, как это положено, а в трубках, направленных к регулятору. Хладагент в смешанном состоянии не позволит устойчиво работать регулятору, поскольку расход жидкого хладагента существенно снизится. Это приводит к уменьшению показателя холодопроизводительности оборудования, на это может повлиять дополнительное охлаждение воздушной массы в самом помещении.
Однако определенные потери давления являются допустимыми. В трубках всасывания и нагнетания допустимы потери на 1 градус, в жидкостных трубках также на 1 градус.
В чем заключена важность маслоподъемных петель?
Чтобы скопление излишков масла в полостях компрессора не привело к его поломке, агрегат оборудован маслоподъемными петлями – специальными изогнутыми трубками, которые имеют небольшой радиус изгиба. Подобные петли монтируются в нижней части трубок нагнетания, если же перепад высот составляет более 7 метров, петли ставятся через каждые 6-7 метров.
Количество масла можно определить по состоянию маслоподъемных петель. Чем больше его находится в петле, тем выше его уровень, соответственно, тем больше сокращается диаметр трубопровода для прохода газа и увеличивается его скорость, которая увлекает капли масла в вертикальный трубопровод. Попав туда, масляные капли образуют пленку, перемещающуюся по стенкам газовой линии.
Не менее серьезной проблемой в трубопроводе становится перетекание хладагента. После отключения установки часть хладагента, оставшаяся в конденсаторе, жидкостной линии и испарителе, начинает перетекать поближе к более холодным элементам контура. Если испаритель установлен выше компрессора, оставшийся в системе хладагент легко стекает вниз под действием силы тяжести, где перемешивается с маслом и попадает в выпускные клапаны компрессора. При последующем включении кондиционера это может привести к гидравлическому удару.
Решить эту проблему и избежать гидравлического удара можно с помощью установки маслоподъемной петли на трубке, связывающей компрессор с испарителем. Монтаж ее необходим в одном случае – когда в жидкостном трубопроводе не установлен электромагнитный клапан, который автоматически перекрывает поток после отключения компрессора.
Выбор диаметра трубок в системе
Идеальный трубопровод в кондиционере способен обеспечить:
- Допустимые уровни потерь давления;
- Разрешенный нормативами уровень шума;
- Скорость движения потока хладагента по вертикальной трубе не меньше 5 м/с;
Стоит учесть, что в различных местах трубопровода возможно разное сечение, поскольку в трубках хладагент находится в разных агрегатных состояниях и под воздействием разного давления. Не стоит забывать, что холодопроизводительность кондиционера прямо зависит от разного диаметра его трубок, расположенных в различных линиях установки.
Для стандартной установки несложных холодильных систем вполне подойдут трубопроводы с сечением, указанным в сопроводительной документации к кондиционеру. Следует вычислить потери давления, но расчет может осложниться тем, что в каждой трубке присутствуют повороты и ответвления, создающие дополнительное сопротивление свободному движению потока хладагента. Сократить потери давления можно с помощью увеличения диаметра трубопровода, однако при этом в паровых трубках возможны проблемы, связанные с возвращением масла обратно в компрессор, при этом в жидкостных трубках придется увеличить объем используемого хладагента.
Особенности трубопровода в установках с тепловым насосом
В подобном оборудовании холодильный контур содержит трубки всасывания и нагнетания, имеющие разные диаметры. При работе в режиме теплового насоса трубопроводы в установке как будто «меняются местами», поэтому подходить к выбору размеров трубок следует особенно тщательно. Всасывающая линия в системе, работающей в режиме обогрева, становится нагнетающей, поэтому, чтобы снизить потери давления во время эксплуатации, для нее потребуется трубопровод большего диаметра. При работе на нагнетание увеличенный диаметр трубки снизит скорость потока.
В холодильном контуре установки, эксплуатируемой в режиме теплового насоса, всасывающая линия будет иметь недостаточный диаметр, что увеличит потери давления и повысит скорость потока в случае переключения агрегата на обогрев.
С учетом этих важных особенностей в системах, оборудованных тепловым насосом, диаметр трубопровода должен обеспечивать долговременную и эффективную работу агрегата не только на охлаждение, но и на обогрев.