Потери давления хладагента в соединительных трубках

Потери давления хладагента в соединительных трубках уменьшают холодо- и тепло- производительность. Потери давления хладагента в соединительных трубках принято оценивать потерями температуры кипения или конденсации, выраженными в °С.

Для R-22 давление составляет 584,4 кПа при температуре кипения +5 °С. Потери давления, приводящие к уменьшению температуры кипения на 1 ^оС, соответствуют 18,1 кПа.

Потери давления на линии всасывания заставляют компрессор работать при давлениях всасывания ниже, чем давление испарения в испарителе. В этом случае производительность компрессора падает, снижается расход хладагента и уменьшается холодопроизводительность кондиционера.

Падение давления на линии нагнетания вынуждает компрессор работать с давлением более высоким, чем давление конденсации. Так же, как и в предыдущем случае, производительность компрессора и холодопроизводительность кондиционера снижаются, хотя и не в такой степени.

Максимальные потери давления в линии нагнетания и всасывания не должны превышать 1 ^оС.

Потери давления в жидкостной линии практически не влияют на холодопроизводительность кондиционера и потребляемую им электрическую мощность. Тем не менее, потери в жидкостной линии также должны быть минимальными из-за опасности вскипания жидкого хладагента вследствие следующих причин:

во-первых, повышенные потери давления приводят к нагреву хладагента;

во-вторых, из-за уменьшения давления хладагента может оказаться, что температура хладагента в трубе станет выше температуры конденсации.

В обоих случаях начнется кипение хладагента не в испарителе, а в трубопроводе высокого давления перед регулятором потока. В этих условиях напрасно теряется полезная холодопроизводительность. Кроме того, регулятор потока не может устойчиво работать на смеси жидкости и газа, так как резко уменьшится расход хладагента через регулятор.

Обычно в жидкостных магистралях допускаются потери давления, соответствующие 0,5-1,0 °С.

При больших значениях переохлаждения в конденсаторе потери давления могут доходить до 6 - 8 °С.

Проблемы возврата масла в компрессор

Перед заправкой хладагента масло заливается в картер компрессора в количестве примерно 10% от объема заправляемого хладагента.

При работе компрессора, и особенно в момент его включения, масло выбрасывается с газообразным хладагентом в линию нагнетания. Количество выбрасываемого масла зависит в первую очередь от типа компрессора, окружающих условий и режима работы кондиционера.

Масло, попавшее в линию нагнетания, может вернуться обратно в компрессор, только пройдя весь контур охлаждения. Если по каким-либо причинам этого не произойдет, то компрессор, при отсутствии смазки, может выйти из строя. Кроме того, масло должно возвращаться в компрессор очень небольшими порциями, чтобы не было гидравлического удара на впускном клапане, как и в случае попадания жидкого хладагента.

Известные и широко используемые смазочные масла хорошо смешиваются с жидким хладагентом. Поэтому в жидкостных линиях проблемы, связанные с возвратом масла, не возникают.

В газовых линиях смешивания парообразного хладагента и масла не происходит. Масло может перемещаться по стенкам трубопровода либо под действием гравитации, либо под действием парового потока, увлекающего за собой пленку масла.

В горизонтальных участках линий нагнетания и всасывания перенос масла может обеспечиваться при относительно низких скоростях парообразного хладагента. Тем не менее, целесообразно предусмотреть небольшой наклон трубопроводов в направлении движения газового потока. Обычно принимается наклон примерно 0,5%.

В вертикальных участках трубопроводов перенос масла может обеспечиться только потоком парообразного хладагента. Перенос масла в этом случае может происходить только при скорости парового потока не менее 5 м/с на всех режимах работы кондиционера, в том числе при работе с уменьшенной холодопроизводительностью.

Поскольку холодопроизводительность кондиционера и расход хладагента взаимосвязаны, то существует определенная минимальная холодопроизводительность, при которой обеспечивается подъем масла в вертикальных трубопроводах линии всасывания и линии нагнетания для заданного диаметра трубки.

Возможные варианты расположения элементов холодильного контура кондиционера, при которых газообразный хладагент движется вверх, показаны на рис. Испаритель расположен ниже компрессора (а), компрессор расположен ниже выносного конденсатора (б).

Рис.:

Если высота вертикального трубопровода не превышает З м и обеспечена минимальная скорость потока в трубопроводе, то проблемы возврата масла в компрессор не возникает.

Если конденсатор расположен выше компрессора более чем на З м, то при каждой остановке компрессора движение парообразного хладагента в трубопроводе прекращается и масло, находящееся на стенках вертикального трубопровода, стекает вниз.

Если к тому же температура окружающего воздуха достаточно низкая, то находящийся в трубопроводе парообразный хладагент конденсируется и так же стекает вниз.

При этом создается опасность гидравлического удара при включении компрессора из-за накопления масла и жидкого хладагента в нагнетающей полости компрессора.

Если компрессор расположен выше испарителя, то в нижней части трубопровода также может накопиться большое количество масла при остановке компрессора, также вызовет при его запуске гидравлический удар.

Чтобы избежать таких проблем, рекомендуется в нижней части восходящей линии нагнетания или всасывания, когда разность высот превышает 3 м, устанавливать т.н. маслоподъемную петлю рис., а горизонтальные участки прокладывать с наклоном в направлении движения потока.

Если разность высот превышает 6—7,5 м, то необходимо через каждые 6-7 м устанавливать так называемые маслоподъемные петли. По мере накопления масла в сифоне или в маслоподъемной петле, его уровень поднимается, снижая проходное сечение для газа, что вызывает плавное увеличение скорости газа.

Рис. Работа маслоподъемной петли.

Повышение скорости пара способствует разрушению масляной поверхности с образованием мелких капелек и увлечению масла в вертикальный трубопровод в виде масляного тумана и масляной пленки, которая движется по стенкам трубопровода.

Как уже говорилось, скорость потока в восходящей паровой линии должна превышать 5 м/с при любых условиях.