Как устранить лишнюю воду с аммиачных систем?

Удалить воду из аммиачной системы фильтром-осушителем практически невозможно: вода и аммиак неограниченно растворяются друг в друге. Воду выводят с помощью ректификаторов (дистилляторов) аммиака: часть жидкости из ресивера или отделителя выпаривают, чистый аммиак возвращают в систему, а водный остаток сливают. Вода в аммиаке повышает температуру кипения, коррозию и ухудшает работу компрессора.

В отличие от систем с фторсодержащими хладагентами и СО2, удаление воды с аммиачных систем является более сложной. Основная проблема заключается в том, что по молекулярной структуре вода и аммиак являются идентичными и в результате могут растворяться друг в друге. Именно по этой причине нет наиболее эффективного фильтра для отделения воды от аммиака (из-за высокой растворимости воды в аммиаке ее трудно извлечь). Вода и аммиак имеют зависимость от давления. Системы с аммиаком не способны функционировать как системы с сухим расширением. Прежде всего, это объясняется тем, что жидкий аммиак трудно испарить, когда в нем имеется вода, из-за которой может произойти гидравлический удар. В системах, в которых циркуляция хладагента осуществляется при помощи насоса, исключить вероятность попадания воды в компрессор не сложно. На линию всасывания компрессора попадают только пары хладагента, что уменьшает вероятность возникновения гидравлического удара. При незначительном содержании воды в жидкости, ее концентрация в паре будет также небольшой, что делает невозможным разбавления масла водой. Преимуществ систем с насосной циркуляцией довольно много, но, тем не менее, они имеют и негативные стороны. Ниже указаны самые значимые из них:

• уменьшение холодильного коэффициента. Из-за наличия в хладагенте воды, кипение его происходит при более высокой температуре, что снижает производительность и повышает энергопотребление системы;
• повышенная коррозия. Из-за наличия воды в аммиаке он становится более агрессивным, повреждая вентили и трубопровод, а также другие элементы системы;
• трудности, связанные с работой компрессора. Проникая в компрессор влага (может появиться при нестабильной работе отделителя жидкости) становится причиной ухудшения состояния масла и появления коррозии на внутренних элементах компрессора.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что для стабильной и высокоэффективной работы системы необходимо периодически проводить меры по удалению влаги из системы (если ее содержание превышает норму). Для очищения системы от загрязнений применяют следующие способы:

• продувка испарителей. Данный способ применим для систем без оттаивания горячим паром. Во время испарения аммиака вода находится в жидком состоянии в испарителях, после чего сливается в дренаж;
• замена заправки. Используется для систем с небольшим объемом заправки (водоохладители с пластинчатыми испарителями);
• ректификация воды. Применяется для систем с насосной циркуляцией хладагента. С целью удаления воды часть аммиака сливается в ректификатор, после чего нагревается. Под действием температуры аммиак испаряется, а оставшаяся вода отправляется в дренаж.

Методики удаления воды из систем с аммиаком

Ректификатор, обогреваемый горячим паром и оснащенный поплавковыми вентилями

Последовательность действий:

• осуществляется подача питания на соленоидные вентили. Непригодный к использованию аммиак направляется в ректификатор и по достижению им установленного уровня поплавковый вентиль перекрывается;
• проводится подача питания на соленоидный вентиль, после чего в теплообменник начнет поступать горячий пар, и загрязненный аммиак будет нагреваться. По мере его нагревания он испаряется, а вода накапливается в ректификаторе. Расход горячего пара регулирует поплавковый вентиль, он же поддерживает температуру на уровне температуры конденсации горячего пара. После выкипания аммиака, уровень жидкости снижается, и поплавковый вентиль пропускает в ректификатор новую порцию аммиака, нуждающегося в очистке;
• по завершению ректификации уровни жидкостей перестанут изменяться, и поплавковые вентили закроются. Далее необходимо отключить питание соленоидных вентилей, и для удаления воды из ректификатора открыть запорный и сливной вентиль.

По завершению удаления излишков воды процесс повторяют. Для исключения возникновения высокого давления в ректификаторе в нем устанавливают предохранительный клапан.

Ректификатор, обогреваемый горячим паром и оборудованный поплавковым и шаровидным вентилем

Процесс удаления воды:

• после включения соленоидного вентиля аммиак начинает поступать в ректификатор. По достижению им заданной отметки шаровой вентиль перекрывается, а соленоидный - отключается;
• после включения соленоидного вентиля, в теплообменник поступает горячий пар, в результате чего загрязненный аммиак начинает разогреваться. Во время его нагревания аммиак испаряется, а вода остается в ректификаторе. Расход горячего пара регулирует поплавковый вентиль и поддерживает температуру нагрева на должном уровне;
• по завершению процесса ректификации соленоидный вентиль отключается от питания, а сливной вентиль перекрывается. Жидкость, которая набралась в процессе очистки в ректификаторе, удаляется.

При очистке аммиака должное внимание необходимо уделять таким показателям как давление и температура. Во время повышения температуры начнет происходит естественное испарение воды, а при понижении в ректификаторе останется много аммиака, который будет слит вместе с остатками воды. Контроль над температурой и давлением в ректификаторе осуществляется при помощи сервоприводного вентиля и пилота постоянного давления.

Ректификатор, обогреваемый горячей водой

Способ удаления:

• осуществляется подача питания на соленоидный вентиль, в это время шаровой вентиль открывается. Аммиак со стороны низкого давления начинает поступать в ректификатор. По мере достижения им заданной отметки, шаровой вентиль закрывается, а соленоидный выключается;
• при открытии соленоидного вентиля в ректификатор поступает горячая вода, и загрязненный аммиак начинает разогреваться. Далее аммиак начнет испаряться, а вода остается в жидком состоянии;
• по завершению ректификации соленоидный вентиль отключается. Для удаления жидкости из ректификатора открывается сливной вентиль.

Во время очистки должное внимание следует уделять показаниям давления и температуры. Для исключения высокого давления в ректификаторе устанавливается предохранительный клапан.

Если планируете чиллер 200 кВт купить, начните с онлайн-расчёта модели — это занимает несколько минут.

Вода и аммиак: чем опасна вода в системе

Аммиак неограниченно растворяется в воде, поэтому вода в аммиачной холодильной системе не замерзает в дросселе, как во фреоновой, а накапливается в испарителях в виде водоаммиачного раствора. Раствор кипит при более высокой температуре: 5 % воды повышают температуру кипения примерно на 1–1,5 K при том же давлении, и холодопроизводительность падает. Кроме того, вода с аммиаком ускоряет коррозию и образование шлама в масле.

Удаление аммиака из питьевой воды — другая задача: её решают аэрацией, ионным обменом и хлорированием, к холодильной технике она не относится. Методики удаления воды из холодильных систем — в статье «удаление воды из систем с аммиаком». См. также: аммиак как хладагент: свойства, горит ли аммиак, опасность.

Частые вопросы

Почему из аммиака трудно удалить воду?

Вода и аммиак хорошо растворяются друг в друге и образуют раствор, а не отдельную фазу. Обычные осушители, работающие во фреоновых системах, здесь неэффективны.

Чем вредна вода в аммиачной холодильной системе?

Повышает температуру кипения при том же давлении и снижает холодопроизводительность, усиливает коррозию арматуры и трубопроводов, ухудшает смазку и может вызвать гидроудар в компрессоре.

Чем опасна вода в аммиачной холодильной системе?

Вода растворяется в аммиаке и накапливается в испарителях: повышается температура кипения, падает холодопроизводительность, ускоряются коррозия и порча масла.

Читайте также

• Удаление воды из систем с аммиаком
• Осуществление контроля над работой циркуляционного насоса
• Использование фильтров-осушителей в системах с СО2
• Регуляторы уровня жидкости