Трубопроводы холодильного контура. Основы.
Сеть трубопроводов холодильной системы герметична и соединяет все необходимые компоненты в единую систему. Хладагент, текущий в трубах, находится в различных агрегатных состояниях в зависимости от давления и температуры. В качестве материала труб для аммиачных холодильных систем используется только сталь, а для всех остальных хладагентов - медь и сталь.
Трубопроводы холодильного контура. Основы.
Сеть трубопроводов холодильной системы герметична и соединяет все необходимые компоненты в единую систему. Хладагент, текущий в трубах, находится в различных агрегатных состояниях в зависимости от давления и температуры. В качестве материала труб для аммиачных холодильных систем используется только сталь, а для всех остальных хладагентов - медь и сталь.
По своему назначению трубопроводы делятся на:
- Трубки всасывания
- Трубки нагнетания
- Жидкостная трубки
Расчет размера трубопровода
Тщательное определение размеров и качественная прокладка являются основой для правильного функционирования холодильной системы и ее экономичной работы. Эксплуатационные неисправности в недавно установленной холодильной системе, особенно выход из строя компрессора или недостижение оговоренной в контракте холодильной мощности, часто связаны с неправильными размерами или неправильной прокладкой трубопроводов. Проектировщик отвечает за определение размеров, а также за прокладку трубопроводов. Малые размеры труб приводят к снижению стоимости материала и монтажа, но также к более высоким скоростям и, следовательно, к большим потерям давления. Однако необходимый размер трубы в решающей степени зависит от используемого хладагента и его объемной холодопроизводительности.
Поэтому определение размеров трубопровода всегда является целью для оптимизации системы.
Высоких потерь давления можно избежать, если:
- Низкая скорость
- Короткий трубопровод
- Мало изгибов или точек сопротивления
В зависимости от хладагента рекомендуются следующие скорости потока:
| R717 | R134a | R290 | R744 | |
|---|---|---|---|---|
| Трубопровод линии всасывания (м/с) | 15-22 | 8-12 | 10-14 | 6-10 |
| Трубопровод жидкостной линии (м/с) | 0,3-0,6 | 0,3-0,5 | 0,4-0,6 | 0,3-0,5 |
| Трубопровод нагнетающей линии (м/с) | 15-25 | 6-10 | 6-10 | 6-10 |
Линия всасывания
Потеря давления во всасывающей линии приводит к эквивалентному падению температуры, которое не должно превышать 0,5K - максимум 1K. Это снижение температуры зависит от температуры насыщения соответствующего хладагента. Например, потеря давления во всасывающей линии аммиачной холодильной системы в 0,1 бар приводит к различным падениям температуры в зависимости от давления всасывания:
| Потеря давления на линии всасывания | bar | 0,1 | ||||
| Испарение под давлением | bar a | 0,70 | 1,00 | 2,00 | 3,00 | 5,00 |
| Температура испарения | °C | -40,51 | -33,65 | -18,91 | - 9,28 | 4,10 |
| Падение температуры всасываемого пара | K | -2,83 | -2,07 | -1,16 | -0,84 | -0,56 |
| t0 всасывающего автрубка компрессора | °C | -43,33 | -35,73 | -20,07 | -10,12 | 3,54 |
Чтобы компенсировать этот перепад температуры в трубопроводе, давление на всасывающем патрубке компрессора должно быть установлено на 0,1 бар ниже. Снижение давления всасывания одновременно приводит к потере холодильной мощности. Снижая давление всасывания, каждый компрессор хладагента теряет холодопроизводительность и снижает COP холодильной системы!
Жидкостная линия
Для перепада давления в жидкостных линиях, обусловленного потерями потока (динамические потери давления), необходимо учитывать статический перепад давления геодезических перепадов высот (H в м). В случае потока сверху вниз (по трубе) динамическая потеря давления уменьшается на величину статического давления! Возникает положительный эффект от увеличения давления в зависимости от перепада высот. Когда поток направлен снизу вверх потери давления суммируются. Давление в самой высокой точке стояка ниже, чем в самой низкой. Такой перепад давления приводит к предварительному испарению, если хладагент немного переохлажден.
Если в результате перепада высот давление падает ниже давления насыщения (точка на линии кипения), то частичное испарение хладагента происходит уже перед дроссельным элементом. Тогда в смотровом стекле будут видны пузырьки. В результате неизбежных потерь давления необходимо переохлаждение хладагента для предотвращения частичного испарения.
