Условия функционирования холодильного оборудования и установок для кондиционирования воздуха должны учитывать пиковые значения летних и зимних температур. Необходимо предусмотреть соответствующие системы контроля для обеспечения нормальных условий эксплуатации установки в разное время года.
Холодный запуск и подогреватель картера
Когда компрессор работает при низких температурах внешней среды, на всех холодильных установках рекомендуется использовать подогреватель картера.
Подогреватель картера снижает миграцию жидкости в картере при остановке компрессора, а также разогревает содержащееся внутри масло.
Регулировка давления конденсации
При низких температурах внешней среды возможно снижение давление конденсации, а следовательно, объема прохождения хладагента до опасно низких величин. В этом случае возможно:
- обледенение батареи испарителя;
- частые запуски/остановки компрессора;
- возврат жидкого хладагента в компрессор.
Регулировки давления конденсации может выполняться различными методами.
Регулировка подачи воздуха
Регулировка подачи воздуха, проходящего через конденсатор, является самым распространенным методом на установках для кондиционирования воздуха. Существуют различные варианты применения этого метода.
Остановка и запуск вентилятора конденсатора по команде реле высокого давления, установленного на линии нагнетания (*_вентилятор с цикличным режимом работы- fan cycling_*). При уменьшении давления конденсации ниже определенного уровня реле дает команду на остановку вентилятора, когда давление вновь поднимается до определенного установленного значения, вентилятор запускается.
В больших установках, а также когда температура воздуха, поступающего в конденсатор, опускается ниже —5°С, более целесообразно использовать вентиляторы с изменяемой скоростью вращения, регулируемой электронным устройством. Например, в зимний комплект для кондиционера входит регулятор давления конденсации — замедлитель скорости вращения вентилятора.
В установках и агрегатах, использующих для охлаждения конденсаторов несколько вентиляторов, для регулирования давления конденсации может применяться поочередная остановка отдельных вентиляторов. Последний вентилятор должен работать в цикличном режиме, т.е. fan cуcling {1}.
Установка внутренних компрессорно-конденсаторных блоков
Установка компрессорно-конденсаторных блоков внутри, в специальном помещении, особенно эффективна в случаях одновременного использования большого количества компрессоров (например, в больших магазинах). Тепло, производимое при работе компрессоров и батарей конденсаторов, приводит к повышению температуры воздуха в помещении даже в холодные дни. Недостатком этой системы является необходимость наличия значительного пространства для установки компрессорно-конденсаторных блоков.
Метод затопления
Суть данного метода заключается в частичном затоплении конденсатора жидким хладагентом. (Рис.1)
Рис. 1
 |
| Рис. 2 |
Регулировка давления конденсации посредством изменения показателей контура холодильного агента производится путем установки ряда автоматических клапанов, вызывающих затопление батареи конденсатора со снижением площади активной поверхности теплообмена и соответствующим снижением вырабатываемой холодильной мощности. Для регулировки и перекрытия потока холодильного агента через конденсатор могут использоваться различные сочетания клапанов, с одновременным обводом газа на выпуске непосредственно в накопитель жидкости для поддержания установленного давления конденсации.
В качестве примера рассмотрим принцип действия регулятор НР Head Master Головка регулятора заполнена инертным газом, который создает постоянное давление на диафрагму (рис.2). При высоких температурах окружающего воздуха, пар хладагента из линии нагнетания поступает в прибор через штуцер «В», противодействует давлению термоэлемента и отжимает мембрану вверх. Жидкий хладагент из воздушного конденсатора через штуцер «С», зазор между нижним седлом и клапаном и штуцер «R» поступает в ресивер.
В холодное время года, когда давление конденсации снижается, мембрана под воздействием инертного газа в головке пригибается вниз, шток опускается, и клапаны перекрывают нижнее седло, при этом верхнее седло открывается. Циркуляция жидкого хладагента из конденсатора в ресивер прекращается, а с нагнетательной линии пар хладагента через штуцер «В», зазор между верхним седлом и клапаном, и, штуцер «R» поступает в ресивер, поднимая в нем давление хладагента до номинального.
Затопление конденсатора жидкостью понижает возможную теплообменную поверхность конденсатора.
Результатом является увеличение давления конденсации и поддержание его на необходимом уровне. При использовании регуляторов этого типа необходим дополнительный ресивер большей производительности, предотвращающей снижение уровня хладагента, когда конденсатор подтоплен.
Удаление наледи с внешних батарей
 |
| Рис. 3 |
Если температура испарения опускается до —1°С и ниже, неизбежно появления инея на батарее испарителя. В этом случае возникает опасность срабатывания реле низкого давления, приводящего к остановке агрегата. Иногда наледь может возникнуть даже на внутренней поверхности батареи.
Сегодня наиболее распространенными методами снятия наледи на батареях являются:
- Удаление наледи горячим газом. Метод заключается в пропускании через испаритель определенного количества горячего газа из компрессора с использованием отводного клапана или в режиме обратного цикла (Рис.3);
- Удаление наледи электричеством. Удаление наледи производится соответствующими элементами или кабелями электронагрева, налагаемыми на батарею разными способами
h3. Функционирование оборудования при высоких внешних температурах
При высоких температурах внешней среды необходимо обращать особое внимание на выбор компрессора и регулировку режимов его работы. Следует избегать монтажа агрегатов на поверхностях, покрытых черными смоляными составами: применение даже простых приемов при строительстве (посыпка белым гравием достаточно большой зоны в месте расположения агрегатов) может способствовать снижению перегрева окружающего воздуха.
Поддержание разницы температур
Наиболее подверженный воздействию высокой температуры внешней среды является конденсатор. В зависимости от области применения рекомендуют выдерживать специальные значения разницы температуры конденсации и температуры внешнего воздуха:
- система кондиционирования воздуха — 10 до 13°С;
- холодильной установки для свежих продуктов — от 7 до 10.°С;
- холодильная установка для продуктов глубокой заморозки — от 5,5 до 7,5°С.
Поддержанию приемлемой температуры масла в компрессоре способствует направление на него прямого потока воздуха. В критических ситуациях рекомендуется изолировать линию всасывания.
Охлаждение электродвигателей
 |
| Рис. 4 |
Появление неполадок в однофазных эл. двигателях напрямую связано с нагрузками при запуске: низкое напряжение питания и высокие значения разницы давлений. Поэтому во всех однофазных поршневых компрессорах рекомендуется использовать дополнительные устройства для запуска.
Полугерметичные, поршневые или винтовые компрессоры имеют эл. двигатель, находящийся в непосредственном контакте с корпусом самого компрессора, поэтому передача тепла на внешнюю поверхность облегчена; еще более важным является тот факт, что головки поршневых компрессоров, где газ выпускается из цилиндров при высокой температуре, находятся непосредственно в помещении (Рис.4). Аналогичную конструкцию имеют и винтовые компрессоры, где двигатель также находится в контакте с корпусом компрессора.
В герметичном компрессоре, как двигатель, так и корпус компрессора полностью окружены газообразным хладагентом, и имеет место очень незначительная теплопроводность металл-металл с внешней средой (Рис. 5).
Вследствие этого больший процент вырабатываемого тепла снимается непосредственно хладагентом, находящимся в газообразном состоянии.
 |
| Рис. 5 |
В компрессорах scroll возможны различные варианты установки электродвигателей (в зависимости от фирмы-изготовителя и модели).
При эксплуатации установок в зонах с высокой температурой внешней среды переработка тепла является наиболее уязвимым участком в работе компрессора, поэтому важно проявлять осторожность в выборе рабочего режима установки. Это относится в большей степени к герметичным компрессорам.
Соотношение давлений
Следствием высокой температуры конденсации и низкой температуры испарения является повышением значений соотношения давлений. При эксплуатации в условиях высокой температуры внешней среды следует проводить испытания функционирования установки для уточнения рабочих показателей при нормальных температурах испарения.
Подгорание масла
Процесс подгорания большой части масел для холодильных установок начинается при температуре 177°С. Скорость и степень глубины химических реакций зависят от количества кислорода и влаги в установке. В связи с тем, что на практике, особенно в больших установках, контуры редко бывают свободными от загрязнений, возникновение опасных условий функционирования начинается раньше значений, полученных в лаборатории.
Некоторые модели компрессоров scroll комплектуются аварийным термостатом, срабатывающим при превышении установленных значений температуры на выходе.
Только при температуре ниже 105°С обеспечивается продолжительная работоспособность компрессора.
Основная литература:
Антонио Бриганти. Руководство по техническому обслуживанию холодильных установок и установок для кондиционирования воздуха М.,Евроклимат, 2004 стр.
Дополнительная литература
Особенности эксплуатации кондиционеров при отрицательных температурах
Журнал Мир климата: статьи о климатическом оборудовании Архив Спецвыпуск «Монтажнику» http://www.mir-klimata.info/archive/mont/article/article04/
Техническая документация Регулятор высокого давления HP HeadMaster
Контрольные вопросы
- Что должен знать и уметь персонал, обслуживающий холодильные установки?
- Каковы характерные признаки засорения фильра-осушителя?
- Какие неисправности могут быть у соленоидного клапана?
- В каких случаях используется внутренние компрессорно-конденсаторные блоки?
- В чем сущность метода затопления?
- Какой элемент холодильного контура наиболее подвержен воздействию высокой температуры внешней среды?
- Какие существуют методы снятия наледи?
- В каких случаях используется подогрев картера?