Удаление воздуха из системы
Воздух и другие неконденсирующиеся газы попадают в холодильную систему при монтаже без глубокого вакуумирования, при ремонте и через неплотности на стороне низкого давления. Они скапливаются в верхней части конденсатора и ресивера, повышают давление конденсации, увеличивают расход энергии и температуру нагнетания. Удаляют их вакуумированием перед заправкой, а на крупных аммиачных установках — воздухоотделителями.
Неконденсирующиеся газы
Неконденсирующиеся газы присутствуют в системе охлаждения с самого начала процесса монтажа, поскольку трубопроводы и фитинги всегда заполнены воздухом. Поэтому, если не выполнить тщательного вакуумирования контура, воздух останется в системе.
Кроме того, воздух может попасть в систему в результате течи, когда система открыта для проведения технического обслуживания и ремонта, проникнуть через компоненты системы или через сварные соединения, если давление в системе ниже атмосферного (для аммиака при температуре охлаждения ниже −34 °C), при добавлении масла в систему и т.д.
Помимо этого, неконденсирующиеся газы могут выделяться из загрязнений, присутствующих в хладагенте, и продуктов разложения хладагента или масла при высокой температуре нагнетания (например, аммиак разлагается на азот и водород).
Размещение и обнаружение
Неконденсирующиеся газы содержатся на стороне высокого давления системы, в основном, в самых холодных и наименее продуваемых точках конденсатора. Самый простой способ обнаружить наличие неконденсирующихся газов в системе заключается в сравнении фактического давления конденсации, измеренного манометром, установленным в ресивере, и давления насыщения, соответствующего температуре, измеренной на выходе из конденсатора.
Например, если температура аммиака, измеренная на выходе из конденсатора, равна 30 °C, то соответствующее ей давление насыщения равно 10,7 бар изб. Если давление, измеренное манометром, составляет 11,7 бар изб., то разность между этими давлениями составит 1 бар, что указывает на присутствие в системе неконденсирующихся газов.
Проблемы, которые вызывают неконденсирующиеся газы
Воздух осаждается тонким слоем на трубах конденсатора, изолируя его теплообменную поверхность от хладагента, в результате чего уменьшается производительность конденсатора и увеличивается давление конденсации. Также снижается эффективность энергопотребления и возникают проблемы, связанные с разложением масла при высоком давлении конденсации. Уменьшение производительности конденсатора является доказанным фактом, но величину этого уменьшения очень трудно определить. Изготовители воздухоспускного оборудования представляют некоторые данные, которые указывают на уменьшение производительности конденсатора на 9–10 % на каждый бар увеличения давления конденсации. Если необходимы более точные оценки, ASHRAE может дать некоторые рекомендации по их расчету и привести примеры их применения (HVAC Systems & Equipment Manual, Non-Condensable Gases-Руководство по эксплуатации систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Неконденсирующиеся газы).
Другие изготовители оценивают потенциальную опасность попадания воздуха в систему и связанное с этим повышение расходов на эксплуатацию компрессора. Поскольку давление конденсации и температура нагнетания при этом возрастают, повышается опасность выхода из строя подшипников из-за некачественного состояния масла, а также возрастают производственные расходы на эксплуатацию установки. Оценка производственных расходов зависит от типа компрессора и производительности холодильной установки.
В любом случае наличие в системе неконденсирующихся газов является нежелательным, но неизбежным явлением, и поэтому необходимо использовать оборудование для выпуска воздуха из системы.
Оборудование для выпуска воздуха
Воздух и неконденсирующиеся газы можно выпустить из системы вручную. Это выполняется обслуживающим персоналом и может привести к излишне большим потерям хладагента.
Другой способ выпуска воздуха - это так называемый «охлажденный спуск»: пары хладагента, поступающие из выбранных точек системы, охлаждаются внутри камеры с теплообменником-охладителем, и сконденсировавшийся хладагент направляется обратно в систему. Газы, которые остались в камере, выбрасываются в атмосферу. Основная идея охлаждения и конденсации паров хладагента заключается в уменьшении выбросов хладагента в атмосферу.
Хладагент, который поступает в теплообменник-охладитель, может быть тем же, который используется в холодильной установке, но может быть и совершенно другим хладагентом.
Как понять, что в системе воздух, и как его выпустить
Воздух в системе выдаёт давление конденсации выше давления насыщения, соответствующего температуре жидкости в конденсаторе или ресивере. Проверка: остановить компрессор, дать вентиляторам или воде конденсатора поработать 10–15 минут, чтобы температуры выровнялись, и сравнить манометр с таблицей насыщения при температуре жидкости.
Парциальное давление неконденсирующихся газов
Δp = pман − pнас. Разница больше 0,3–0,5 бар после выравнивания температур говорит о неконденсирующихся газах.
Во фреоновых системах воздух не выпускают в атмосферу вместе с хладагентом: фреон откачивают станцией, систему вакуумируют и заправляют заново. В аммиачных установках воздух удаляют через воздухоотделитель из верхней точки конденсатора. Признаки и методика — в статье определение в контуре неконденсируемых примесей.
Частые вопросы
Как понять, что в холодильной системе воздух?
Давление конденсации выше давления насыщения, соответствующего температуре жидкости в конденсаторе или ресивере, на несколько десятых бара и больше. На остановленной системе давление выше табличного для температуры окружающего воздуха.
Как удалить воздух из фреоновой системы?
Собрать хладагент, отвакуумировать систему до 500 микрон и заправить заново. Стравливать воздух из верхней точки конденсатора во фреоновых системах нельзя — вместе с ним уходит хладагент.
Как выпустить воздух из холодильной системы?
Во фреоновой системе — откачать хладагент станцией сбора, отвакуумировать контур и заправить заново; в аммиачной — выпускать воздух через воздухоотделитель из верхней точки конденсатора.
Читайте также