Идентифициране недостига на хладилен агент в хладилните и термопомпени системи с инж. Светослав Влашки

02.11.2017 г.6 мин.

Този месец в рубриката „Хладилни системи“ заедно с маг. инж. Светослав Влашки ще разгледаме един от най-често срещаните проблеми в хладилните и термопомпени системи – недостигът на хладилен агент. „На пръв поглед елементарен, този проблем е причина за значително увеличаване на разходите за енергия и възникване на сериозни технически повреди“, коментира за Инженер.bg специалистът. Методите за идентификация на недостига на хладилен агент, какви са потенциалните технически и енергийни последствия и мерките, чрез които те могат да бъдат ограничени, са именно въпросите, чиито отговор ще научите в редовете по-долу.


Как се идентифицира недостигът на хладилен агент?

 

Недостигът на хладилен агент се идентифицира чрез разпознаване на характерна комбинация от работни параметри:

  •  - Ниско налягане/температура на изпарение;

  •  - Висок прегрев в изпарителя;

  •  - Средни до високи температури на нагнетяване;

  •  - Висок нагнетателен прегрев;

  •  - Ниско налягане/температура на кондензация;

  •  - Ниско подохлаждане в кондензатора;

  •  - Средна до ниска входяща температурна разлика в кондензатора;

  •  - Нисък работен ток на компресора.


На фигура 1 е показана log p-h диаграма, чрез която се демонстрира промяната в параметрите на теоретичния хладилен цикъл при недостиг на хладилен агент.


 

Инженерно правило: В системите с регулиращ орган с фиксирано сечение – капилярна тръба, дюза и т.н. основната мярка за количеството хладилен агент е прегревът. В системите с регулиращ вентил (регулатор на прегрева) това е подохлаждането.

 

При малка загуба на хладилен агент, налягането/температурата на изпарение и прегревът в изпарителя са нормални. Първият признак за липса на хладилен агент е ниското подохлаждане, което се дължи на недостатъчно количество хладилен агент в кондензатора.

 

На представените изображения са показани примери за характерни пропуски на хладилен агент, които водят до постепенна частична загуба и продължителен недостиг на хладилен агент.

 

 

Какви са последствията?


Въпреки че на пръв поглед изглежда нелогично, практиката показва, че при масовите хладилни и термопомпени системи по-неблагоприятният вариант е частичната загуба на хладилен агент. Причината за това е, че при възникване на голям пропуск и пълна загуба на хладилен агент следва задействане на защитата за ниско налягане, която изключва машината.

 

Частичният недостиг на хладилен агент води до компрометиране на експлоатационната надеждност и увеличаване на разходите за енергия за продължителен период от време. Малките пропуски се идентифицират по-трудно и често с голямо закъснение.


С цел да се демонстрират количествено последствията от недостига на хладилен агент е разгледан конкретен пример, отнасящ се до стандартен водоохлаждащ агрегат с въздушно охлаждане, с номинална мощност 80 kW. На графиките по-долу са показани основните работни параметри, а в таблицата е направено сравнение в характеристиките на хладилната машина, съответно при 0%, 25% и 50% загуба на хладилен агент.


 

Параметър

Означение

Дименсия

Недостиг на хладилен агент

Изпарител

0%

25%

50%

Температура на изпарение

t0

[°C]

4

0

-14
 Прегрев

Δt0h

 [K]   6

14

41
Компресор      
Хладилна мощност

Q0

 [kW] 35.1 31.6 21.0
Електрическа мощност  P  [kW]  13.9  12.95 9.37 
Ефективност  ЕЕR  [-]  2.52  2.44  2.24
Температура на нагнетяване  td   [°C]  86  100  114
Работен ток I  [A] 23.66 22.41 17.94
Кондензатор      
Температура на кондензация  tc [°C]  55 52 38 
Подохлаждане Δtcu [K] 7.5  0  0

 

 

Внимание: При 50% загуба на хладилен агент хладилната мощност на агрегата се редуцира с 40%, а ефективността – с 11%.

Не бива да бъдат пренебрегвани доказаните неблагоприятни последствия за околната среда. Вследствие на въведените, съгласно РЕГЛАМЕНТ (ЕС) № 517/2014 ограничения, цените на синтетичните хладилни агенти през последната една година се увеличиха многократно. Изложените дотук факти доказват, че в настоящата ситуация, навременното идентифициране на пропуските на хладилен агент придобива още по-голяма важност.

 

Как да се ограничат последствията?


Бъдещето в тази посока се състои в развитието на системите, чрез които ще се осигурява автоматичен мониторинг и диагностика. Прилагането на подобна система за мониторинг може да доведе до съществени енергийни спестявания и да предотврати сериозни финансови загуби вследствие на технически повреди.

 

При липсата на система за мониторинг, е необходимо да се осъществява периодична проверка на машините от висококвалифицирани специалисти, които притежават съответните измервателни уреди.


Повече информация по темата бихте могли да намерите ТУК!

 

Източник на снимковия материал: маг. инж. Светослав Влашки