При проектуванні холодильних установок буває необхідність розмістити випарно-компресорний агрегат на першому поверсі або в підвалі, а конденсатор повітряного охолодження – на покрівлі будівлі. У таких випадках необхідно приділяти особливу увагу правильному виборудіаметра та конфігурації нагнітального трубопроводу, що забезпечують циркуляцію мастила в системі.
У фреонових холодильних установках, на відміну від аміачних установок, мастило розчиняється у фреоні, виноситься з парами, що нагнітаються, з компресора і може накопичуватися в різних місцях трубопровідної системи. Щоб масло, що йде з компресора, піднімалося нагнітальним трубопроводом в конденсатор, на горизонтальній ділянці трубопроводу перед переходом до вертикальної ділянки встановлюють петлю-сифон, в якому накопичується масло. Розмір петлі у горизонтальному напрямку має бути мінімальним. Зазвичай її виготовляють із відводів, вигнутих під кутом 90°. Пари фреону, що проходять через сифон, "роздрібнюють" масло, що скупчилося там, і відносять його вгору по трубопроводу.
У холодильних установках із постійною (нерегульованою) холодопродуктивністю швидкість руху фреону в трубі не змінюється. У таких установках, якщо висота вертикальної ділянки 2,5 м або менше, сифон не можна встановлювати. При висоті більше 2,5 м передбачають встановлення сифона на початку стояка та додаткові сифони (маслопідйомні петлі) через кожні 5-7 м, а горизонтальну ділянку трубопроводу монтують з ухилом у бік вертикального стояка.
Діаметр нагнітального трубопроводу визначають за формулою:
Де: V= G/ρ- об'ємна витрата фреону, м3/с; ρ, кг/м 3 – щільність фреону; G- масова витрата фреону (кг/с) - G А = Q 0 / (i 1 "" + i 4)величину якого визначають за допомогою діаграми i-lg pдля використовуваного в установці фреону при відомих (заданих) холодопродуктивності ( Q 0), температурі випаровування ( t o) та температурі конденсації ( t k).
Якщо холодильний компресор оснащений системою регулювання холодопродуктивності (наприклад, від 100% до 25%), то при її зменшенні і, отже, зменшенні витрати та швидкості фреону у висхідному нагнітальному трубопроводі до мінімального значення(8 м/с), підйом олії припиниться. Тому в холодильних установках з регульованою продуктивністю компресора, висхідну ділянку трубопроводу (стояк) виконують із двох паралельних гілок (рис.1).
Схема холодильної установки
При максимальній продуктивності установки пари фреону та олія піднімаються по обох трубопроводах. При мінімальній продуктивностіі, отже, швидкості руху фреону до основної гілки ( Б ) масло накопичується в сифоні, перешкоджаючи руху фреону цим трубопроводом. В цьому випадку підйом фреону і олії здійснюватиметься лише трубопроводом А .
Розрахунок нагнітального спареного трубопроводу починають із визначення діаметра цього трубопроводу. Так як для нього відомі холодопродуктивність (наприклад, 0,25 · Q км) і необхідна швидкість парів фреону (8 м / с), необхідний діаметр трубопроводу визначають за формулою (1), після чого за каталогом мідних трубопроводівпідбирають трубу, діаметр якої найбільш близький до значення, отриманого розрахунковим шляхом.
Діаметр трубопроводу основної гілки d Бвизначають з умови, що при максимальній продуктивності установки, коли фреон піднімається по обох паралельних гілках, гідравлічні втрати у гілках однакові:
G А + G Б = G км (2)
Δр А = Δр Б (3)
Де: - коефіцієнт гідравлічного тертя; ζ – коефіцієнт місцевих втрат.
З рис. 1 видно, що довжини ділянок, кількість та характер місцевих опорівв обох гілках приблизно однакові. Тому
Звідки
Приклад розв'язання задачі визначення діаметрів нагнітальних трубопроводів холодильної машини.
Визначити діаметри нагнітальних трубопроводів холодильної машини для охолодження води в системі кондиціювання повітря, з урахуванням наступних вихідних даних:
діапазон регулювання продуктивності.....................100-25%;
холодильний агент................................................ ..............R 410A;
Температура кипіння................................................ ...........t o = 5 °C;
температура конденсації................................................ ....t k = 45 °C.
холодильне навантаження................................................ .........320 кВт;
Розміри та конфігурація трубопроводів наведені на рис.1.
p(Для фреону R 410A) представлена на рис. 1.
Параметри фреону R410A у вузлових точках циклу наведено у таблиці 1.
Схема холодильного циклу у діаграмі i-lg p(для фреону R404A)
Таблиця 1
Параметри фреону R410A у вузлових точках холодильного циклу(Таблиця до рис. 2)
| Крапки | Температура, °С |
Тиск, Бар |
Ентальпія, кДж/кг |
Густина, |
| 1 | 10 | 9,30 | 289 | 34,6 |
| 1"" | 5 | 9,30 | 131 | 34,6 |
| 2 | 75 | 27,2 | 331 | 88,5 |
| 3 | 43 | 27,2 | 131 | 960 |
| 4 | 5 | 9,30 | 131 | - |
Рішення.
Визначення діаметрів трубопроводів починаємо з трубопроводу А для якого відомо, що швидкість фреону в ньому повинна бути не менше 6 м/с, а витрата фреону повинна бути мінімальною, тобто, при Q 0 = 0,25 · Q км= 0,25 х 320 = 80 кВт.
1) питома холодопродуктивність за температури кипіння t 0 =5 °С:
q 0 = 289 - 131 = 158 кДж/кг;
2) загальна масова витрата фреону в трубопроводах (в нагнітальному патрубку компресора):
G км = Q o , км / q 0 = 320/158 = 2,025 кг / с;
3) масова витрата фреону у трубопроводі А :
G A = 0,25 х 2,025 = 0,506 кг/с.
Визначаємо діаметр трубопроводу А :
1952 року отримав диплом МВТУ ім. Баумана (м. Москва) і було направлено за розподілом на Уральський компресорний завод.
У 1954 році, після повернення до Москви, вступив на роботу в "МРМК холодильного обладнання". Потім трудова діяльність була продовжена у Всесоюзному науково-дослідному холодильному інституті (ВНІХІ) як старший науковий співробітник.
У 1970 році захистив дисертацію та отримав ступінь кандидата технічних наук.
Надалі працював у проектних організаціях за напрямом, пов'язаним з проектуванням холодильних установок та систем кондиціювання повітря, паралельно викладав та займався перекладом технічної літератури з англійської мови.
Набутий досвід був закладений в основу популярного навчального посібника- "Курсове та дипломне проектування холодильних установок та систем кондиціювання повітря", 3-те видання якого вийшло у 1989 році.
На сьогоднішній день Борис Костянтинович продовжує успішно консультувати та виконує роботи з проектування (в середовищі ACAD), холодильних установок та систем кондиціювання повітря, а також надає послуги з перекладу технічної літератури та текстів з англійської мови на тематику: холодильні установки та системи кондиціювання повітря.
Особам та організаціям, зацікавленим у співпраці, особисто, з Явнелем Б.К., просимо надсилати запити на .
Дякую.
Невеликий мануал з прокладання трас фреонопроводу та дренажу. З подробицями та невеликими хитрощами. Всі вони народилися і прийшли з , і я дуже сподіваюся, значно спростять роботи з монтажу систем вентиляції та кондиціювання.
Будь-який монтаж кондиціонера (у нашому випадку найпоширеніший варіант-спліт система) починається з прокладання мідних трубок для циркуляції фреону. Залежно від моделі кондиціонера та його потужності (за параметрами охолодження, КВт), мідні трубки мають різний діаметр. При цьому трубка, призначена для газоподібного фреону, має більший діаметр, а трубка рідинного фреону відповідно менший. Так як ми маємо справу з міддю, завжди треба пам'ятати, що це матеріал дуже ніжний і легко деформується. Тому роботи з прокладання трас необхідно виконувати лише кваліфікованому персоналу та дуже обережно. Справа в тому, що пошкодження мідних труб може спричинити витік фреону і, як наслідок, вихід з ладу всієї системи кондиціювання в цілому. Ускладнюється це тим, що фреон не має яскраво вираженого запаху і зрозуміти, де конкретно відбувається витік, можна тільки за допомогою спеціального приладошукача.
Отже, починаються монтажні роботиз розмотування бухти мідної трубки. Вона мають стандартну довжину-15 метрів .
Важливо. Мідні трубки бувають двох видів: відпалені та ні. Відпалені поставляються в бухтах і легко гнутися, не відпалені поставляються хлистами і мають жорстку структуру.
Якщо нам пощастило, і відстань між внутрішнім та зовнішнім блоком менше 15 метрів, робота полягатиме лише у прокладанні однієї бухти (кожного діаметру). Якщо відстань перевищує цей метраж, то мідні трубки необхідно спаювати між собою.
Після того, як потрібна довжина мідної трубки розмотана з бухти, зайве треба відрізати. Робиться це за допомогою спеціального труборіза, тому що він при відрізанні труби не залишає металевої крихти, яка може потрапити усередину системи. А це неприпустимо. На моїй практиці зустрічалися такі, які перекушували трубки кусачками і навіть відрізали болгаркою! Внаслідок такого монтажу, кондиціонер проживе кілька місяців і компресор зламається «з незрозумілих причин».
Важливо. Після того, як мідна трубка відрізана у відповідний розмір, її необхідно закрити спеціальними пластиковими заглушками або просто заклеїти сантехнічним скотчем.
Настав час для ізолювання мідних трас. Для цього використовується спеціальна ізоляція на основі спіненого каучуку. Вона випускається хлистами по два метри та відрізняється типорозмірами під кожен конкретний діаметр мідної трубки. Під час натягування ізоляції на трубу необхідно уважно стежити, щоб не порвати її. Між собою хлист після щільного примикання один до одного склеюються за допомогою скотчу. Найчастіше використовують сірий сантехнічний скотч. Далі, підготовлена таким чином пара мідних трубок (рідинна і газова), монтується в приміщенні, що обслуговується. Зазвичай, траси проходять у міжстельовому просторі (між бетонним перекриттям та підшивною стелею). Також у складі магістралі фреонопровода проходить кабель міжблочного з'єднання. Він пов'язує в єдине ціле внутрішній та зовнішній блок. При кріпленні трас до бетонного перекриття найбільшого поширення набула перфострічка. Її нарізають невеликими шматками та притягують трубки для надійної фіксації.
Важливо. Не допускається надмірне зусилля при фіксації перфострічкою, оскільки це може призвести до деформації пластичної і м'якої мідної трубки. А також дуже стиснена ізоляція втрачає свої теплоізоляційні властивості і в таких місцях можлива поява конденсату.
У прокладанні мідних трас фреонопроводу найскладнішим місцем є проходження отворів у стінах, особливо у товстих монолітних. У цьому досить примхлива ізоляція зазвичай рветься, але це неприпустимо т.к. місця трубок, де її немає, обмерзають. Щоб уникнути цього, вдаються до свого роду «армування» ізоляції. Для цього по всій довжині трубки (яка буде проходити по отвору), прямо поверх ізоляції проклеюють щільним сантехнічним скотчем, який і бере на себе основний «удар».
Ось, власне, і все. Монтаж мідних трас фреонопроводу завершено. Тепер залишилося лише уважно перевірити цілісність ізоляції та загальний виглядсамих трас.
Маслопідйомні та маслозапірні петлі (пастки) на газовій трубіколи випарник вище компресорно-конденсаторного блоку (ККБ).
Маслопідйомні та маслозапірні петлі (пастки) на газовій трубі, коли випарник нижче компресорно-конденсаторного блоку (ККБ).
| EUROPA LE |
Довжина до 10 М |
Довжина до 20 м |
Довжина до 30 м |
|||
|
Ø
газ, MM |
Ø
рідина, MM |
Ø
газ, MM |
Ø
рідина, MM |
Ø
газ, MM |
Ø
рідина, MM |
|
| 6 | 18 | 12 | 18 | 12 | 18 | 12 |
| 8 | 18 | 12 | 18 | 12 | 18 | 16 |
| 10 | 18 | 12 | 22 | 16 | 22 | 16 |
| 14 | 22 | 16 | 22 | 16 | 28 | 16 |
| 16 | 22 | 16 | 28 | 16 | 28 | 18 |
| 18 | 28 | 16 | 28 | 18 | 28 | 18 |
| 21 | 28 | 16 | 28 | 18 | 28 | 22 |
| 25 | 28 | 18 | 28 | 18 | 35 | 22 |
| 28 | 28 | 18 | 35 | 22 | 35 | 22 |
| 31 | 35 | 18 | 35 | 22 | 35 | 22 |
| 37 | 35 | 22 | 35 | 22 | 35 | 28 |
| 41 | 35 | 22 | 35 | 22 | 35 | 28 |
Розрахункова кількість холодоагенту необхідного для заправки холодильної системи ККЛ (М заг.) визначається за такою формулою:
М заг. = М ккб + М вик. + М тр. ;
де М ккб(кг) - маса холодоагенту припадає на ККБ (визначається за таблицею 2),М ісп.- маса холодоагенту припадає на випарник (визначається за формулою),м тр.- Маса холодоагенту припадає на трубопровід (визначається за формулою).
Таблиця 2. Маса холодоагенту припадає на ККБ, кг
| EUROPA LE | 6 | 8 | 10 | 14 | 16 | 18 | 21 | 25 | 28 | 31 | 37 | 41 |
| Маса холодоагенту, кг | 1,0 | 1,3 | 1,6 | 2,4 | 2,7 | 3,2 | 3,7 | 4,4 | 5,1 | 5,6 | 6,6 | 7,4 |
Масу холодоагенту, що припадає на випарник (в один контур), можна розрахувати за спрощеною формулою:
М ісп. = Vвик.х 0,316 ÷ n ;
де Vвик.(л) - внутрішній обсяг випарника (обсяг середовища), який вказується в технічному описіна вентиляційну установкуу розділі охолоджувача або на шильді,n- Кількість контурів випарника. Цією формулою можна використовувати при однакових продуктивності контурів випарника. У разі кількох контурів з різними продуктивностями замість «÷ n» потрібно замінити на «x частка продуктивності контуру», наприклад для контуру з 30% продуктивністю буде «х 0,3».
Масу холодоагенту припадає на трубопровід (в один контур) можна розрахувати за такою формулою:
м тр. = М тр.ж х L тр.ж + М тр.вс х L тр.вс;
де М тр.жі М тр.нд(кг) – маси холодоагенту припадають на 1 метр труби рідинної та труби всмоктування відповідно (визначається за таблицею 3),L тр.жі L тр.нд(м) – довжини труб рідини та всмоктування. Якщо з будь-якої обґрунтованої причини діаметри фактично змонтованих трубопроводів не відповідають рекомендованим, при розрахунку необхідно вибирати значення маси холодоагенту для фактичних діаметрів. У разі невідповідності фактичних діаметрів трубопроводу рекомендованим, виробник та постачальник знімають із себе гарантійні зобов'язання.
Таблиця 3. Маса холодоагенту припадає на 1 метр труби, кг
| Ø труби, мм | 12 | 16 | 18 | 22 | 28 | 35 | 42 | 54 | 67 | 76 |
| Газ, кг/м | 0,007 | 0,014 | 0,019 | 0,029 | 0,045 | 0,074 | 0,111 | 0,182 | 0,289 | 0,377 |
| Рідина, кг/м | 0,074 | 0,139 | 0,182 | 0,285 | 0,445 | 0,729 | 1,082 | 1,779 | 2,825 | 3,689 |
ПРИКЛАД
Необхідно розрахувати кількість холодоагенту, що заправляється, систему що складається з двоконтурного випарника, двох ККБ EUROPA LE 25, з довжинами труб ККБ1 рідина 14 м, ККБ1 всмоктування 14,5 м, ККБ2 рідина 19,5 м, ККБ2 всмоктування 2 89 л.
М общ.1 = М ккб1 + М исп.1 + М тр.1 =
= 4,4 + (Vвик.
= 4,4 + (2,89 х 0,316 ÷ 2) + (0,182 х 14 + 0,045 х 14,5) = 8,06 кг
М заг .2 = М ккб 2 + М ісп .2 + М тр .2 =
= 4,4 + (Vвик.х 0,316 ÷ кількість контурів випарника) + М тр.ж х L тр.ж + М тр.вс х L тр.вс =
= 4,4 + (2,89 х 0,316 ÷ 2) + (0,182 х 19,5 + 0,074 х 20,5) = 9,92 кг
Фахівці компанії Аіркат Кліматехнік підберуть найбільш ефективну схему холодопостачання та оперативно підрахують вартість. У ціну також можуть бути включені: проектування, монтажні та пуско-налагоджувальні роботи. За консультацією Ви можете звернутися до будь-якої з філій та представництв компанії.
З метою визначення потужності VRF-систем, номенклатури внутрішніх та зовнішніх блоків, а також інших параметрів системи кондиціювання (типорозміри) фреонових трубопроводів, рефнетів, колекторів, трійників та ін.) проводиться розрахунок VRF-системи.
Розрахунок виконується на стадії проектування та може бути зроблений як вручну, так і за допомогою спеціального програмного забезпечення.
Завжди готові допомогти і чекаємо на ваше звернення.
Залишіть контакти, і ми передзвонимо для консультації.
Мета розрахунку VRF
- Метою розрахунку VRF є:
- підбір внутрішніх блоків мультизональної системи кондиціювання (визначення холодильної потужності та моделі)
- моделювання мережі трубопроводів, її перевірка на умови працездатності VRF-системи (загальна довжина траси, довжина до найвіддаленішого блоку тощо)
- визначення діаметрів фреонових трубопроводів на всіх ділянках (магістрального трубопроводу, що виходить із зовнішнього блоку, труб між рефнетами та колекторами, труб, що підходять до внутрішніх блоків та ін.)
- визначення типорозмірів рефнетів, колекторів та трійників
- підбір зовнішніх блоків мультизональної системи кондиціювання (визначення холодильної потужності та моделі)
вибір способу керування мультизональною системою кондиціонування та підбір відповідного обладнання.
Зазначимо, що цей список складений у послідовності його виконання. При цьому може здатися дивним, що підбір внутрішніх блоків проводиться на самому початку, а зовнішніх - майже наприкінці. Справді – це так. Справа в тому, що для визначення зовнішнього блоку недостатньо просто підсумувати холодопродуктивність внутрішніх блоків. Типорозмір зовнішнього блоку залежить і від довжини трубопроводів, розташування рефнетів та ін.
Розрахунок VRF вручну
Розрахунок VRF вручну здійснюється за допомогою документації виробника. Для кожної конкретної мультизональної системи кондиціювання слід скористатися строго «рідною» технічною документацією.
Перевірка геометрії системи
При ручному розрахунку обов'язково необхідно ретельно перевіряти геометрію системи щодо її відповідності різним обмеженням (див. рис. 1).
Малюнок 1. Схема визначення різних довжин та перепадів висоти трубопроводів фреонового контуру, які вимагають перевірки при проектуванні VRF-системи. Перелік обмежень на прикладі мультизональної системи кондиціювання IMS компанії IGC наведено нижче в таблиці 1
| Таблиця 1. Обмеження по довжині та перепаду висот у мультизональних системах IMS від IGC | Параметри | Позначення | Довжина (м) | |
|---|---|---|---|---|
| Допустима довжина трубопроводу | L1 | Максимальна довжина трубопроводу | Фактична довжина трубопроводу | ≤165 |
| Еквівалентна довжина трубопроводу | ≤190 | |||
| ΔL | Різниця між максимальною та мінімальною довжинами до першого рефнета | ≤40 | ||
| LM | Максимальна довжина головного трубопроводу (при максимальному діаметрі) | ≤125 | ||
| 1, 2, … , 40 | Максимальна траса від розгалужувача до внутрішнього блоку | ≤40 | ||
| L1+1+2+…+40+ +A+B+C+LF+LG+LH | Загальна максимальна довжинатруб, включаючи довжину кожної розподільної труби (тільки вузькі труби) | ≤20HP | ≤400 | |
| >20HP | ≤500 | |||
| L5 | Відстань між зовнішніми блоками | 0,6-1 | ||
| L2 | Максимальна довжина від першого відгалужувача до найдальшого внутрішнього блоку | ≤40 | ||
| Допустима різниця висот | H1 | Коли зовнішній блоквстановлений вище, ніж внутрішній блок | ≤60 | |
| Коли зовнішній блок встановлений нижче, ніж внутрішній блок | ≤50 | |||
| H2 | Максимальна різниця між внутрішніми блоками | ≤15 | ||
| Максимальна різниця між зовнішніми блоками | 0 | |||
Підбір діаметрів трубопроводів
Після перевірки всіх довжин та перепадів висот приступають до розрахунку діаметрів трубопроводів.
Розрахунок проводиться також на основі таблиць, і діаметри трубопроводів вибираються виходячи з потужності всіх кондиціонерів, які будуть підключені до цієї труби (незалежно від того, безпосередньо або за допомогою рефнетів). Приклад такої таблиці наведено нижче:
Таблиця 2. Розрахунок діаметрів фреонових трубопроводів та вибір моделей рефнетів у мультизональних системах IMS від IGC
| Загальна холодопродуктивність підключених внутрішніх блоків, кВт | Діаметр газової лінії, мм | Діаметр рідинної лінії, мм | Модель рефнету |
|---|---|---|---|
| Від 0 до 6 | 1/2“ | 3/8“ | BQ-101Y |
| Від 6 до 10,5 | 5/8“ | 3/8“ | BQ-101Y |
| Від 10,5 до 20 | 3/4“ | 3/8“ | BQ-101Y |
| Від 20 до 30 | 7/8“ | 1/2“ | BQ-01Y |
| Від 30 до 67 | 1 1/8“ | 5/8“ | BQ-02Y |
| Від 67 до 95 | 1 3/8“ | 3/4“ | BQ-03Y |
| Від 95 до 140 | 1 5/8“ | 3/4“ | BQ-04Y |
| Від 140 до 179 | 1 7/8“ | 7/8“ | BQ-05Y |
Зазначимо, що з магістральної труби використовується окрема таблиця. Також окрема таблиця використовується і визначення діаметрів трубопроводів, що йдуть від рефнета до внутрішнього блоку.
Підбір рефнетів та колекторів
Після розрахунку діаметрів трубопроводів виконують підборрефнети та колектори. Вибір рефнетів залежить також від потужності підключених внутрішніх блоків або від діаметра трубопроводу, на який він встановлюється. У разі мультизональних систем IMS компанії IGC, ця таблиця поєднана з таблицею вибору діаметрів трубопроводів (див. табл. 2).
Нарешті, після перевірки обмежень VRF-систем, вибору діаметрів трубопроводів та моделей рефнетів та трійників розрахунок можна вважати закінченим.
Розрахунок VRF за допомогою програми
Для зручності виконання розрахунків VRF-систем практично всі виробники створюють власне програмне забезпечення, що дозволяє в автоматичному режимі підібрати всі параметри системи кондиціонування та перевірити її на обмеження.
У цьому випадку від користувача потрібно лише промалювати схему системи: вибрати необхідні внутрішні блоки та вказати довжину кожної з ділянок фреонової траси. Усі наступні дії програма виконає самостійно.
У разі помилок або невідповідностей обмежень програма видасть повідомлення. Якщо все гаразд, то результатом роботи програми буде специфікація всіх елементів системи.
Питання зниження потужності внутрішніх блоків
При розрахунку VRF за допомогою програми часто виявляється, що програма вказує на потужність внутрішніх блоків нижче, ніж номінальна. Дійсно, цей факт має місце: залежно від довжини ділянок трас, перепадів висот, комбінації внутрішніх і зовнішніх блоків та інших параметрів реальна холодопродуктивність внутрішніх блоків буде змінюватися.
Тому при проектуванні мультизональних систем кондиціювання слід враховувати можливу зміну (зниження) потужності блоків та враховувати у розрахунках не номінальну, а фактичну холодопродуктивність.