-
www.refrigerants.danfoss.com
Zamjena radnih tvari u postojećim sustavima
Tehnički list
Ova zbirka dokumenata služi kao priručnik s detaljnim
informacijama o zamjeni radnih tvari u postojećim sustavima (engl.
retrofiting) i o radnim tvarima s izraženim temperaturnim
klizanjem. Budući da je ova tema već nekoliko godina prisutna u
svijetu rashladne tehnike i klimatizacije, nastojalo se napraviti
priručnik koji bi bio što općenitiji. Svi ovdje pokazani primjeri
služe kao tema za diskusiju i moraju se uzeti kao neutralni
primjeri.
Danfoss nudi široku ponudu proizvoda za radne tvari s niskim
potencijalom globalnog zatopljenja GWP ( engl. Global Warming
Potential). Molimo da kontaktirate lokalnog Danfoss predstavnika za
najnovije informacije.
Zamjena radnih tvari u postojećim sustavima odnosi se na sustave
u koje se mora postaviti nova alternativna radna tvar. Razlozi za
zamjenu radnih tvari u postojećim sustavima su:1. Nije više
dozvoljeno koristiti postojeću radnu tvar2. Postojeća radna tvar
više nije dobavljiva3. Zamjena kompletne instalacije je
preskupa
Uvijek treba uzeti u obzir da nova zamjenska radna tvar s niskim
GWP-om treba biti učinkovitija i omogućivati niže pogonske troškove
sustava nego postojeća radna tvar.
1. Provjera sustava prije zamjene radne tvari
(NorbertBlatz)Prije zamjene radne tvari potrebno je provjeriti može
lise u rashladni sustav postaviti nova radna tvar. Možda jepotrebno
napraviti određene promjene.
2. Zamjena radne tvari; Kemijska kompatibilnostkomponenti
(Rasmus Damgaard Poulsen)Dodatak prethodnom poglavlju i više
detalja omogućim scenarijama pri zamjeni radnih tvari i što toznači
za komponente i materijale.
3. Postupak zamjene radne tvari u postojećimsustavima (Norbert
Blatz, Thierry Legay) Smjernice korak po korak za zamjenu radnih
tvari u postojećim sustavima. Primjer dan za mali sustav, pričemu
se isti primjer može iskoristiti i za veće sustave.
4. Zamjena radnih tvari sa klizanjem temperature(Norbert Blatz,
John Broughton)Većina radnih tvari koje se koriste za zamjenu
radnih tvariu postojećim sustavima, ali isto tako se koriste i u
novimsustavima, su smjese koje imaju izraženo
temperaturnoklizanje.Detaljno je opisano što je to temperaturno
klizanje i kakoono utječe na sustav i područje primjene, pri čemu
jenaglasak stavljen na praktične primjere.
Norbert Blatz, direktor, aplikacijska rješenja,John Broughton,
aplikacijski stručnjak, komercijalno hlađenje,Rasmus Damgaard
Poulsen, specijalist, voditelj laboratorija, Ph.D kemijske
znanosti,Thierry Legay, aplikacijski stručnjak.Danfoss Rashladna
tehnika, rujan 2017
-
2 | DKRCC.PE.337.H1.02 © Danfoss | DCS | 2017.09
Norbert Blatz, direktor, aplikacijska rješenja
Kompresor:• Može li kompresor raditi s novom radnom tvari?•
Provjeriti za koliko će se promjeniti rashladni učin .• Je li
kompresor unutar svog radnog područja? Provjeritigranične
vrijednosti temperature i tlakova.• U većini slučajeva
komporesorsko ulje se mora zamijeniti snovim uljem.
Kondenzator:• Provjeriti odgovara li učin kondenzatora
učinukompresora. Radne tvari s izraženim temperaturnim klizanjem
zahtijevaju veću površinu izmjene topline zbog manje srednje
temperaturne razlike. To može uzrokovati povećanje temperature
kondenzacije.
Isparivač:• Provjeriti hoće li učin i karakteristike isparivača
ispunjavatizahtjeve hlađenog prostora u smislu vlage.Radne tvari s
izraženim temperaturnim klizanjem mogu uzrokovati viši stupanj
odvlaživanja
Ventili:• Na magnetskim ventilima i ostali tipovima ventila
sagumenim brtvama moraju se ugraditi nove brtve. Iz razloga što
obično ulje/radna tvar ulazi u materijal i može uzrokovati
nateknuće materijala. Nakon nekog vremena može doći do propuštanja,
jer brtva više neće dobro brtviti zbog ispiranja starog sadržaja s
novom smjesom ulja i radne tvari.
• Termostatski ekspanzijski ventili ili ventili koji
imajutermostatski element punjen sa specifičnom radnom tvari ne
mogu se se koristiti s novom radnom tvari bez određenih izmjena.
Kao prvi korak može se usporediti linija napetosti kapljevina-para
za postojeću i novu radnu tvar. Ako se ventil može prilagoditi i
ako temperaturna razlika nije veća od 3K, moguće je ponovno
podešavanje ventila na nove uvjete rada. U slučaju bilo kakvih
nedoumica, molimo kontaktirajte lokalnog Danfoss predstavnika.•
Ostali regulacijski ventili, kao ventili za regulaciju tlakaisto
mogu zahtijevati ponovno podešavanje. Provjeriti je li raspon
podešavanja ventila i maksimalni radni tlak sustava u skladu s
novom radnom tvari.
Cjevovod:• Provjeriti dimenzioniranje cjevovoda. Nova radna
tvarmože imati drugačiju gustoću i entalpiju. To može uzrokovati u
postojećem cjevovodu drugačije iznose brzina strujanja i padova
tlaka. Kritična točka može biti usisni vod i vod za povrat
ulja!
Upravljač:• Provjeriti je li potrebno prilagoditi upravljač na
novuradnu tvar. Potrebno je održati istu vrijednost postavke
pregrijavanja u upravljaču s novom radnom tvari. Možda je potrebno
prilagoditi i druge vrijednosti temperatura i tlakova.
1. Provjera sustava prije zamjene radne tvari
Magnetski ventil
Ekspanzijski ventil
Termostat
Dupli zaštitni presostat
Odvajač ulja
Regulator tlaka
Kondenzator
Isparivač
Regulator tlaka u isparivaču
NRD
Pokazno staklo
Kuglasti ventil Kuglasti ventil
Filter sušačKompresor
SakupljačRegulator tlaka u kondenzatoru
-
DKRCC.PE.337.H1.02 | 3© Danfoss | DCS | 2017.09
Zamjena radnih tvari u postojećim sustavima (engl. Retrofitting)
predstavlja zamjenu radne tvari i/ili ulja u postojećim rashladnim
sustavima. Kod zamjene radne tvari potrebno je obratiti pozornost
na kompatibilnost radne tvari i brtvi (nekompatibilnost može
dovosti do propuštanja i neispravnog rada sustava) i na podešenje
pojedinih komponenti (ekspanzijski i regulacijski ventili). Ovo
poglavlje odnosi se na moguće izazove uslijed nekompatibilnosti
materijala kod zamjene radne tvari u rashladnom sustavu. Ostali
izazovi koji se mogu pojaviti kao: promjena kapaciteta i
učinkovitosti zbog termodinamičkih svojstava nove radne tvari,
podešenje pregrijanja na ekspanzijskim ventilima neće biti tema
uovom poglavlju.Zbog zamjene postojeće radne tvari, pojavljuje se
nova smjesa radne tvari i ulja koja ima drugačija kemijska
svojstva. To može uzrokovati promjenu karakteristika brtvi što može
dovesti do propuštanja i neispravnosti rada pojedinih komponenata
unutar rashladnog sustava.
S tehničkog gledišta, rizik se uglavnom odnosi na promjenu
volumena i izazove kod kompresije za standardne statičke brtve, ali
također treba uzeti u obzir i druge parametre kao tvrdoća,
viskoznost, istezanje i sposobnost rada pri maksimalnim i
minimalnim temperaturama. Navedeni mogući izazovi su dobro poznati
proizvođačima brtvi i novih radnih tvari, koji savjetuju da se kod
zamjene radne tvari sve brtve moraju zamijeniti.Također je dobro
poznato da različita ulja mogu drugačije utjecati na brtve
korištene u rashladnom sustavu, tako što dolazi do promjena
svojstava brtvenog materijala. Općenita zabrinutost kod zamjene
radne tvari je što uslijed novih radnih uvjeta može doći do
odvajanja čestica i taloga, koje su prije zamjene radne tvari bile
stabilne unutar sustava.To može uzrokovati neželjene mehaničke
probleme u sustavu s novom radnom tvari.
2. Zamjena radne tvari; Kemijska kompatibilnost komponentiRasmus
Damgaard Poulsen, specijalist, voditelj laboratorija, Ph.D kemijske
znanosti
Tip Tip Radne tvari
Tip ulja Promjena svojstava radnih tvari Procjena rizika
1 HFC na HFC/HFO
POE na POEPVE na PVE
Postojeća i nova radna tvar imaju slična kemijska svojstva Vrlo
niska
2 HCFC naHFC/HFO
MO na MOAB na AB
Postojeća i nova radna tvar imaju drugačija kemijska svojstva
Srednja
2 HCFC naHFC/HFO
MO na POE/PVEAB na POE/PVE
Postojeća i nova radna tvar imaju drugačija kemijska svojstva s
naglaskom na kemijsku nekompatibilnost s brtvama. Promjena ulja
može uzrokovati drugačija svojstva.
Velika
Kada se govori o zamjeni radne tvari, postoje tri glavna
slučaja, Zamjena radne tvari (engl. Retrofitting) tip 1, 2 i 3 koji
se razlikuju prema mogućim izazovima zbog nekompatibilnosti:
Napomena: Procjena rizika vrijedi samo ako je izvršena zamjena
svih brtvi. Detaljnija procjena je napisana na sljedećoj
stranici.Napomena: Klorofluorougljikovodici (HCFC), Fluorirani
ugljikovodici (HFC), Fluorirani hidro olefini (HFO), Poliestersko
ulje (POE), Polivinil eter (PVE), Mineralno ulje (MO), Alkilbenzen
(AB)
-
4 | DKRCC.PE.337.H1.02 © Danfoss | DCS | 2017.09
Zamjena radne tvari; Kemijska kompatibilnost komponenti
(nast.)Zamjena radne tvari tip 1Zamjena radnih tvari sa sličnim
kemijskim svojstvima, pri čemu se koristi isti tip ulja.• Promjena
radne tvari neće promijeniti svojstva brtvenogmaterijala
uzrokovajući visoki rizik.• Tip zamjene radne tvari može biti s HFC
na HFC/HFOzadržavajući POE ulje. Ako su temperature i tlakovi vrlo
slični, promjena radne tvari neće uzrokovati veliku zabrinutost.•
Nakon zamjene svih brtvi rizik je vrlo mali jer je sva radnatvar
uklonjena. Preostalo ulje u sustavu reagirat će slično kao i novo
ulje, osim ako se staro ulje nije oštetilo u sustavu prije zamjene
radne tvari.• Rizik od neispravnog načina rada je vrlo nizak
štodokazuju primjeri iz prakse.
Zamjena radne tvari tip 2Zamjena radnih tvari s drugačijim
kemijskim svojstvima, pri čemu se koristi isti tip ulja.• Zamjena
radne tvari može uzrokovati probleme sdegradacijom i bubrenjem
brtvi nakon provedene zamjene radne tvari u sustavu.• Tip zamjene
radne tvari može biti s HCFC na HFC/HFOzadržavajući MO ulje. Ako su
temperature i tlakovi slični, promjena radne tvari može uzrokovati
malu zabrinutost za rad sustava.• Najveća zabrinutost je korištenje
brtvi s visokim udjelomomekšivača, koji može biti ispran s
postojećom radnom tvari ili u suprotnom slučaju s novom radnom
tvari. Rizik od neispravnog rada sustava ili od propuštanja ovisi o
sličnosti svojstava stare i nove radne tvari kako bi se održala
kemijska postojanost cjelokupnog rashladnog sustava.• Nakon zamjene
svih brtvi rizik je vrlo mali jer je sva radnatvar uklonjena.
Preostalo ulje u sustavu reagirat će slično kao i novo ulje, osim
ako se staro ulje nije oštetilo u sustavu prije zamjene radne
tvari.• Rizik od neispravnog načina rada je nizak što
dokazujuprimjeri iz prakse.
Zamjena radne tvari tip 3Zamjena radne tvari i ulja koja imaju
potpuno drugačija svojstva.• Promjena će uzrokovati mijenjanje
svojstava brtvenogmaterijala, što može dovesti do velikog rizika. •
Tip zamjene radne tvari može biti s HCFC na HFC/HFOuz promjenu ulja
s MO na POE ulje. To će uzrokovati veliku zabrinutost glede
ispravnog rada sustava; posebno ako temperature i tlakovi nisu
slični.• Nakon zamjene svih brtvi, rizik je vrlo nizak što se
tičeradne tvari; ako je sva radna tvar uklonjena iz sustava.•
Mogući problem je nekompatibilnost kada se dva uljarazličitog tipa
nalaze u sustavu s različitom kompatibilnošću prema brtvenom
materijalu. Unatoč što je HFC/HFO kemijski kompatibilan s POE
uljem, prisutnost MO ulja može dovesti do promjena u
kompatibilnosti s brtvenim materijalom što može rezultirati
propuštanjem radne tvari. U tom slučaju potrebno je obratiti
pozornost na ekspanzijski ventil, pokazno staklo i filter-sušač,
jer preostalo MO ulje može uzrokovati promjene u kemijskim i
mehaničkim svojstvima.• Ako je zamjena radne tvari i brtvi izvršena
prema gorenavedenom; najveći izazov je promjena ulja. Ako je moguća
potpuna zamjena ulja, rizik će biti nizak kao i u zamjeni radne
tvari tip 2. Međutim, u većini praktičnih slučajeva nije moguće
zamijeniti kompletno punjenje ulja. Moguće mjere opreza mogu biti
unaprijeđeni sustav povrata ulja, što može smanjiti cirkulaciju
ulja unutar cijelog sustava; ovisi o specifičnosti sustava.• Neke
alternativne radne tvari sadrže određenu količinuugljikovodika koje
se mogu miješati s MO uljem. Teoretski gledano, mogućnost miješanja
radne tvari i MO ulja može omogućiti korištenje MO ulja u sustavima
i nakon zamjene radne tvari.• Rizik od mogućih komplikacije je
velik zbog toga štopostoje različiti scenariji koji se odnosi na
zamjenu ulja i zamjenu radne tvari. Nadalje, razlike u
vrijednostima radnih tlakova i temperatura mogu povećati rizik od
mogućih komplikacija.
-
DKRCC.PE.337.H1.02 | 5© Danfoss | DCS | 2017.09
3. Postupak zamjene radne tvari u postojećim sustavima
Mjeriti: 1. Tlak u usisnoj cijevi kompresora2.Tlak u tlačnoj
cijevi kompresora
Mjeriti: 3. Temperatura na usisu u kompresor (ukupno
pregrijavanje) 4. Temperatura na izlazu iz isparivača
(pregrijavanje u
isparivaču)5. Temperatura kapljevine na ulazu u ekspanzijski
ventil
(pothlađenje kapljevine)6.Temperatura vrućeg plina na izlazu iz
kompresora
Mjeriti: 7. Napon i struja izvora napajanja8.Provjeriti protok
radne tvari prema isparivaču kroz svaku
cijev u razdjelniku kapljevine (pažljivo provjeriti cijevi koje
mogu biti blokirane nečistoćom ili talogom).
• Zatvorite ventil na sakupljaču kapljevine ili neki drugiventil
u kapljevinskom vodu, kako bi se moglo pokrenuti prepumpavanje
(engl. pump-down).• Ostavite sustav u radu sve dok presostat niskog
tlakane isključi kompresor.• Isključite glavni prekidač.• Ako je
moguće izolirajte visokotlačnu stranu kompresorazatvaranjem
Rotalock ventila na tlačnoj strani.• Uklonite radnu tvar s
visokotlačne strane sustava krozbilo koji priključak ili ventil u
kapljevinskoj cijevi.• Kada je radna tvar s visokotlačne strane
sustavaspremljena u odgovarajuću bocu za recikliranje, otvorite
ventil iz prve točke.• Zabilježite masu radne tvari pohranjene u
boci za
Norbert Blatz i Thierry Legay, aplikacijski stručnjaci
Korak 1 - Provjera radnih parametara Korak 2 - Uklanjanje radne
tvariMora se koristiti odgovarajuća oprema za recikliranje radne
tvari.
recikliranje.
-
6 | DKRCC.PE.337.H1.02 © Danfoss | DCS | 2017.09
• Otvorite usisni priključak ili priključak za nivokaznostaklo.•
Polako postavite kompresor u horizontalni položaj iuklonite ulje
kroz usisni priključak ili kroz priključak za nivokazno staklo.•
Napomena: scroll kompresori su opremljeni s priključkomza
ispuštanje ulja iz kompresora i prema tome se ulje može ukloniti iz
kompresora u vertikalnom položaju. U tom slučaju, povisite tlak na
usisnoj strani koristeći dušik.• Ukoliko je potrebno analizirati
ulje, uzmite uzorak uljaza analizu.• Prije ponovnog uključivanja
kompresora ili zamjenenivokaznog stakla, zamijenite brtve (usisni i
tlačni priključak, brtva nivokaznog stakla). Provjerite sadržaj
kiselina u ulju koristeći kiselinski test.• Ugradite novi
filter-sušač. Ako je kiselinski test pozitivan,potrebno je
koristiti filter tipa "DAS" ili "DCR-DA". Nakon nekoliko dana kada
se u sustavu više ne nalaze kiseline, potrebno je ukloniti filter
"DAS" ili "DCR-DA".
Važno:Budući da će određena mala količina ulja i dalje biti
prisutna u sustavu (cjevovod, izmjenjivači topline, itd.), te neće
biti moguće ju ukloniti s gore navedenim postupkom, kako bi se
smanjio udio starog ulja u sustavu, potrebno je nakon nekoliko dana
rada sustava ponovno zamijeniti ulje.
Postupak zamjene radne tvari u postojećim sustavima (nast.)
Korak 3 - uklanjanje ulja iz kompresora Korak 4 – Ulje: upute za
dodavanje uljaSljedeći postupak opisuje kako se dodaje ulje u
kompresor.
1. Početni koraci i potrebna oprema
• Snizite usisni tlak kompresora do vrijednosti okolišnjegtlaka.
Budite pažljivi da se ne postigne podtlak na usisu, kako bi se
spriječio prodor nečistoća i vlage u kompresor tijekom postupka
dodavanja ulja u kompresor.• Koristite novu neotvorenu bocu ulja i
ručnu uljnu pumpu.Crijevo pumpe treba imati priključak na navoj od
1/4'' i na kraju crijeva mora se nalaziti ventil s depresorom, koji
će otvoriti ventil na servisnom priključku kompresora.• Odobreni
tip ulja nalazi se na natpisnoj pločicikompresora. Provjerite
odgovara li tip novog ulja tipu ulja navedenog na pločici
kompresora
2. Čišćenje pumpe i crijeva
• Ručna pumpa (slična kao na gornjoj slici) postavljenaje u
spremnik ulja – osigurajte da je pumpa čista – ako je moguće
upotrijebite dodatni priključak kako bi se smanjila izloženost ulja
okolišu.
Danfoss Maneurop® stapni kompresori
Danfoss scroll kompresori
-
DKRCC.PE.337.H1.02 | 7© Danfoss | DCS | 2017.09
• Pomoću pumpe uklonite zrak iz pumpe i crijeva.Odzračivanje
pumpe i crijeva je obvezno kako bi se uklonila vlaga i ulje iz
prethodnog korištenja.• Neposredno nakon odzračivanja priključite
crijevo napriključak kompresora kako bi se smanjio ulaz vlage.
3. Punjenje ulja u kompresor
• Napunite kompresor sa količinom ulja koja je
određenaiskustveno ili dok se na nivokaznom staklu ne pojavi
traženarazina ulja.Napomena: kada je izgubljena određena količina
ulja iz kompresora na kojem nije ugrađeno nivokazno staklo, razina
ulja se ne može vidjeti ni izmjeriti. Jedini način da bi se
odredila odgovarajuća razina ulja je da se ulje ukloni iz
kompresora i stavi se novo ulje.U tom slučaju kompresor se mora
ukloniti iz instalacije.
Dodatne preporuke• Nakon dodavanja ulja, omogućite rad
kompresora pripunom opterećenju u trajanju od 20 min i provjerite
nivokazno staklo. Razina mora biti između ¼ i ¾ maksimalne razine
ulja.• Budite pažljivi da ne stavite više ulja nego što je
potrebno.U slučaju prevelike količine ulja u kompresoru, može se
dogoditi sljedeće:– Oštećenje stapa (klipa) i rotirajućih
scroll-ova uslijedkompresije ulja– Prevelik protok ulja u sustavu–
Smanjenje učinkovitosti isparivača zbog prisutnosti uljau
niskotlačnom dijelu sustava.
Korak 5 - Vakumiranje i postupak uklanjanjavlage
Kod zamjene radne tvari u postojećim sustavima, nakon zamjene
pojedinih komponenti (filter-sušač, ekspanzijski ventil,…) i
ponovne ugradnje kompresora, rashladni krug se mora temeljito
evakuirati.
U ovom poglavlju su opisani primjeri dobre prakse za vakumiranje
i uklanjanje vlage iz sustava. Teško je izmjeriti sadržaj vlage
unutar rashladnog sustava. Prema tome, ovdje opisani postupak
predstavlja dobar način za postizanje prihvatljivog sadržaja vlage
prije puštanja sustava u rad.
Prisutnost vlage spriječava normalno funkcioniranje kompresora i
cijelog rashladnog sustava. Zrak i vlaga smanjuju vijek trajanja
komponenti i povisuju tlak kondenzacije. Također uzrokuju visoke
temperature na kraju kompresije koje mogu znatno smanjiti maziva
svojstva ulja.Prisutnost ulja i vlage povisuju rizik od nastanka
kiselina koje mogu oštetiti bakrene cijevi i
elektromotorkompresora, što u konačnici rezultira mehanički i
električni kvar kompresora. Kako bi se uklonili spomenuti mogući
problemi, potrebno je izvršiti vakumiranje premadolje opisanom
postupku.
PostupakAko je kompresor opremljen sa zapornim ventilima
(Rotalock ventili), kompresor se mora izolirati iz rashladnog
sustava. Neophodno je spojiti vakuum pumpu na LP i HP stranu
kompresora.
1. Nakon zapažanja propuštanja.2. Postavite tlak u rashladnom
sustavu na 500 μm Hg
(0,67 mbar).3.Kada je postignut tlak od 500 μm Hg, pumpa se
mora
izolirati iz rashladnog kruga.4. Pričekajte 30 min.5. Ako se
tlak u sustavu iznenada povisi, sustav propušta.
Uočite i sanirajte mjesto propuštanja. Ponovitepostupak od
koraka 1.
6. Ako tlak u sustavu polako raste, to znači da se usustavu
nalazi vlaga. Povisite tlak u sustavukoristeći dušik i ponovite
korake 2 – 3 – 4.
Postupak zamjene radne tvari u postojećim sustavima (nast.)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
10 20 30 40 50 60 70 80
Vrijeme u minutama
Tlak
u μ
m H
g
-
8 | DKRCC.PE.337.H1.02 © Danfoss | DCS | 2017.09
Postupak zamjene radne tvari u postojećim sustavima
(nast.)Kompresor opremljen sa zapornim ventilima7. Otvaranjem
ventila priključite kompresor u rashladni
sustav.8. Ponovite 2 - 3 - 4 (točke 5 ili 6 ponovite ako je
potrebno)9. Povisite tlak u sustavu koristeći dušik10. Ponovite
korake 2 – 3 - 4
Kompresor bez zapornih ventila7. Povisite tlak u sustavu
koristeći dušik8. Ponovite 2 - 3 - 4 (točke 5 ili 6 ponovite ako je
potrebno)
Mora se postići tlak od 500 μm Hg (0,67 mbar) i održavati u
trajanju od 4 sata, kako bi se potvrdilo da je sustav bez
propuštanja i da sadrži prihvatljivu količinu vlage. Tlak se mora
mjeriti na rashladnom sustavu, ne na manometru vakuum pumpe.
Vakuum pumpaMora se koristiti dvostupanjska pumpa s plinskim
balastom (tlak u mirovanju od 0,04 mbar) pri čemu kapacitet pumpe
mora odgovarati volumenu sustava. Preporučeno je da se koriste
priključni cjevovodi većeg promjera i da se priključe na zaporne
ventile, ne na priključke kompresora. Na ovaj način može se izbjeći
nepotreban pad tlaka.
Razina vlageNeposredno prije puštanja sustava u rad, sadržaj
vlage može biti oko 100 ppm. Tijekom rada filter-sušač mora
smanjiti sadržaj vlage na razinu između 20 i 50 ppm.
Potrebno zapamtiti!• Tijekom početnog vakumiranja sustava,
snižavanjem tlakaispod 500 μm Hg povećava se rizik od zamrzavanja
vlage unutar sustava (kapljevita vlaga zarobljena u dijelovima
sustava neće ispariti, već će se pretvoriti u led). Postizanje
niskog tlaka u sustavu ne mora nužno značiti da u sustavu nije
prisutna vlaga, vlaga i dalje može biti prisutna u obliku leda.
Navedeni problem postaje ozbiljan, kada se koristi vakuum pumpa
velikog kapaciteta na relativno malom rashladnom sustavu. Vakuum
pumpa može sniziti tlak na 0,33 mbar, što ne mora značiti da se u
sustavu nalazi prihvatljiva razina vlage.• Niska okolišnja
temperatura usporava uklanjanjevlage – temperature ispod 10°C.•
Radi preventive uključite grijač kartera kompresora.• Provođenje
navedenog postupka je još važnije ako sekoristi HFC i POE ulje nego
kad se koristi HCFC ili CFC s mineralnim uljem.
Upozorenje!Kada je kompresor pod vakuumom, nemojte koristiti
ommetar ili priključiti kompresor na napajanje, jer to može
uzrokovati oštećenje namotaja elektromotora. Nikad nemojte
pokrenuti kompresor pod vakuumom, jer može doći do pregaranja
motora kompresora.
Korak 6 – Punjenje radne tvariZeotropske i pseudo-azeotropske
mješavine kao što su R407C i R404A moraju se uvijek puniti u
kapljevitoj fazi. Kod početnog punjenja, kompresor mora biti
isključen i servisni ventili zatvoreni.Prije nego što uključite
kompresor, sustav napunite sa količinom koja odgovara nominalnoj
količini radne tvari u sustavu. Nakon toga polako dodavajte
kapljevitu radnu tvar u niskotlačni dio sustava što dalje od
uključenog kompresora.
Upozorenje! • Ako sustav sadrži magnetski ventil, prije
priključivanjasustava na izvor napajanja, potrebno je povisiti tlak
u niskotlačnom dijelu sustava.• Količina punjenja radne tvari mora
biti odgovarajućaza zimski i ljetni način rada. Koristite
odgovarajuću tehničku dokumentaciju kompresora kako bi pronašli
informacije o graničnim vrijednostima količine punjenja radne
tvari.
Korak 7 – Pregled sustava nakon puštanja u rad
Mjeriti i zabilježiti:1. Tlak u usisnoj cijevi kompresora2. Tlak
u tlačnoj cijevi kompresora3. Temperatura na usisu u kompresor
(ukupno
pregrijavanje)4. Temperatura na izlazu iz isparivača
(pregrijavanje
u isparivaču)5. Temperatura kapljevine na ulazu u
ekspanzijski
ventil (pothlađenje kapljevine)6. Temperatura vrućeg plina na
izlazu iz kompresora
Provjeriti jesu li izmjerene vrijednosti u skladu očekivanih i
prihvatljivih vrijednosti i jesu li unutar radnog područja
pojedinih komponenti sustava.
Kada se koriste radne tvari s izraženim temperaturnim klizanjem
potrebno je obratiti posebnu pozornost. Karakteristike radnih tvari
s izraženim temperaturnim klizanjem opisane su u sljedećem
poglavlju:
-
DKRCC.PE.337.H1.02 | 9© Danfoss | DCS | 2017.09
4. Zamjena radnih tvari sa klizanjem temperatureNorbert Blatz,
direktor, aplikacijska rješenjaJohn Broughton, aplikacijski
stručnjak, komercijalno hlađenje
Kao posljedica Uredbe o fluoriranim stkleničkim plinovima (engl.
F-gas Regulation) za snižavanje GWP faktora radnih tvari, niz novih
sintetičkih radnih tvari su se pojavile na tržištu. Većina njih su
zeotropske smjese sa značajnim temperaturnim klizanjem.
Da bi se prikazale razlike s azeotropskim radnim tvarima (bez
klizanja temp.), izabran je log(p)-h dijagram i p-t dijagram.
Sva agregatna stanja pri različitim uvjetima mogu se pronaći u
log(p)-h dijagramu. Os x prikazuje specifičnu entalpiju, a os y
pokazuje tlak, obično u logaritamskoj skali. S lijeve na desnu
stranu mijenjaju se agregatna stanja. Prva je pothlađena kapljevina
do točke početka isparavanja i pojave prvih mjehurića. U području
zasićenja prisutna su dva agregatna stanja, kapljevina i para. Što
se više dovodi toplinske energije, više kapljevine isparava sve do
stanja suhozasićene pare (linija rošenja), gdje je sva kapljevina
isparila. Prelaskom linije rošenja ulazi se u pregrijano
područje.
Vrijednost pregrijanja mjeri se kao razlika temperature
pregrijane pare i temperature suhozasićene pare pri istom tlaku
(izlaz pare iz suhog tipa isparivača). Kao primjer, prikazan je
raspon primjene termostatskog ekspanzijskog ventila s
termoelementom „N“ tvrtke Danfoss.
Dijagram 1
U zasićenom području temperatura isparavanja ovisi o tlaku. U
slučaju jednokomponentnih radnih tvari (kao npr. R134a) i
azeotropskih smjesa, temperatura će biti konstantna tijekom cijelog
procesa isparavanja. Za zeotropske smjese s temperaturnim
klizanjem, tijekom promjene faze (isparavanje ili kondenzacija)
temperatura se znatno mijenja, pri čemu tlak ostaje konstantan.
Dijagram 2
Pojednostavljeno, klizanje temperature se pojavljuje zbog
komponente (radne tvari) koja ima nižu temperaturu isparavanja od
ostalih komponenti koji sačinjavaju zeotropsku smjesu. Ona
komponenta koja ima najnižu temp. isparavanja će ispariti prva, pri
čemu će posljednja ispariti komponenta s najvišom temp.
isparavanja.Kao primjer se može prikazati rashladni krug s
direktnom ekspanzijom u log(p)-h dijagramu. Temperaturna razlika na
isparivaču i kondenzatoru je ista i iznosi 10 K.
Primjer s R507A (azeotropska smjesa bez temp. klizanja)Pri
isparavanju i kondenzaciji temperatura ostaje konstantna pri
konstantnom tlaku.pc = tlak kondenzacijepe = tlak isparavanja
Isti sustav, ali sad s R407F (zeotropska smjesa s temperaturnim
klizanjem).Kako bi temperaturna razlika na isparivaču iznosila
istih 10 K, temperatura isparavanja se mijenja od -12,4°C na ulazu
do -8°C na izlazu.
Promjena temperature isparavanja i njezine posljedice za
izmjenjivač topline i ekspanzijski ventil će se raspravljati u
sljedećem poglavlju.
Dijagram 3
-
10 | DKRCC.PE.337.H1.02 © Danfoss | DCS | 2017.09
Zamjena radnih tvari s klizanjem temperature (nast.)
Utjecaj radne tvari s visokim klizanjem temp. na rashladni
sustav.Zbog klizanja temperature, temperaturna razlika na
izmjenjivačima topline će se također promijeniti, što treba uzeti u
obzir tijekom dimenzioniranja izmjenjivača topline.
Kondenzator: Srednja temperaturna razlika između zraka i
kondenzirajuće radne tvari bit će manja, što zahtijeva veći
kondenzator.Zamjene radne tvari na postojećem sustavu može
uzrokovati povećanje temperature kondenzacije ako kompresor ima
isti rashladni učin kao i prije zamjene.
Isparivač: Srednja temperaturna razlika će se povećati i
pozitivno utjecati na kapacitet isparivača. Ali postoje dvije
kritične pojave koja treba uzeti u obzir – ekspanzijski ventil i
povećano odvlaživanje zraka, a time i robe.
Najprije malo o odnosu između pregrijanja i kapaciteta
izmjenjivača topline.
Upravljanje pregrijavanja:Kapacitet višecijevnog lamelnog
isparivača je određen ulaznom temperaturom zraka, DT1 i
temperaturom pregrijavanja. DT1 predstavlja temperaturnu razliku
između ulaznog zraka i temperature suhozasićene pare.Npr. ulazna
temperatura zraka = 0°C, temperatura suhozasićene pare = -10°C →
DT1=10 K
Za postizanje 100% kapaciteta isparivača, ciljano pregrijavanje
je određeno kao DT1 x omjer pregrijavanja: 10 K x 0,65 = 6,5 K. S
gledišta upravljanja, vrijednost od 0,65 je gotovo optimalna i
određena je standardom EN 328 kao ciljnom vrijednošću za hladnjake
zraka. Dijagram 4 pokazuje kako već mali porast omjera
pregrijavanja (veći SH) uzrokuje veliki gubitak iskoristivosti
površine isparivača a time i kapaciteta.
rela
tivni
uči
n
Omjer pregrijavanja
Radne tvari s temperaturnim klizanjem i ekspanzijski ventili
Ekspanzijski ventili koriste tlak i temperaturu za regulaciju
pregrijavanja na izlazu iz isparivača.Za regulaciju pregrijavanja
jedino je bitna linija rošenja (suhozasićena para).Termoelement je
ispunjen s radnom tvari koja u širokom rasponu omogućuje gotovo
istu temperaturnu razliku (npr. Danfoss N područje: -40°C do
+10°C). Prema tome, s obzirom na liniju rošenja može se odrediti
pregrijavanje.
Dijagram 2., R507A na primjer treba imati vrijednost
pregrijavanja od 6,5 K kako bi se isparivač koristio 100%. To se
temelji na srednjoj temperaturnoj razlici 10K.
Dijagram 2, detaljDijagram 4
S druge strane, smanjenje pregrijavanja uzrokovat će relativno
mali porast kapaciteta.Usporedbom vrijednosti pregrijavanja
isparivača dijagramima 2 i 3 mogu se uočiti različite vrijednosti.
Prosječna temperaturna razlika isparivača u dijagramu 2 i 3 je
ista, no zbog temp. klizanja radne tvari R407F u dijagramu 3.,
potrebna vrijednost pregrijavanja je niža. Razlog tome je u
temperaturi suhozasićene pare koja iznosi -8,1°C što je 2 K više od
R507A u dijagramu 2. DT1 = 0°C - (-8.1°C) = 8.1 K.Stoga je ciljano
pregrijanje = 8.1 K x 0.65 = 5.3 K.
120%
110%
100%
90%
80%
70%
60%
50%0.1 0.5 0.2 0.3 0.5 0.65 0.8 10.4
-
DKRCC.PE.337.H1.02 | 11© Danfoss | DCS | 2017.09
Zamjena radnih tvari s klizanjem temperature (nast.)
Dijagram 3, detalj
Zašto je potrebno podesiti pregrijavanje na termoekspanzijskim
ventilima?1. Zbog temperaturnog klizanjaDijagram 3, zbog utjecaja
klizanja R407F, temperatura suhozasićene pare je oko -8,1°C, a isti
isparivač zahtjeva postavljanje pregrijavanja na 5,3 K kako bi se
iskoristilo 100% kapaciteta pri 10 K srednjoj razlici
temperatura.
2. Zamjena radnih tvari na postojećem sustavu
stermoekspanzijskim ventilima i odgovarajućim punjenjem možda nije
moguća:Ovdje je krivulja rosišta iz Dijagrama 1 pretvorena u dobro
poznati dijagram stanja p-t:
Da bi se povećala potrebna temperatura osjetnika (pregrijavanja)
za otvaranje ventila, potrebno je povećati silu opruge s donje
strane membrane osjetnika:Tlak osjetnika = ''tlak'' opruge + tlak
isparavanja
Zamjena radne tvari s R407C na R407F + sila/tlak opruge će
uzrokovati preveliku vrijednost pregrijavanja. Stoga se sila opruge
treba smanjiti: to se postiže okretanjem vijka za namještanje SH u
smjeru suprotnom od kazaljke na satu.
Dijagram 5
1
0-50 -40 -30 0 10 20
2
3
4
5
6
7
R407C
-20 -10Temperatura suhozasićene pare [°C]
Raspon N, -40°C
Tlak
[bar
]
Dijagram 7
10
-50 -40 -30 0 10 20
2
3
4
5
6
7
89
R407C vs. R407F
-20 -10Temperatura suhozasićene pare [°C]
* Pojednostavljeni prikaz
Tlak
[bar
]
Tlak osjetnika*Tlak opruge* R407C
Potrebni tlak opruge za R407F*
10
-50 -40 -30 0 10 20
2
3
4
5
6
7
89
R407C
Dijagram 6
-20 -10Temperatura suhozasićene pare [°C]
Tlak
[bar
]
Tlak osjetnika*
Tlak opruge*
* Pojednostavljeni prikaz
Tlak isparavanja*
-
12 | DKRCC.PE.337.H1.02 © Danfoss | DCS | 2017.09
Pažnja! Ako je potrebna korekcija veća od otprilike 3 K,
regulacija pregrijavanja može se narušiti. U tom slučaju preporuča
se odabrati drugu vrstu punjenja termoelementa koja je bliža
ciljanoj vrijednosti.
Primjer: Statičko pregrijavanje SS = 4 K / 7,2°F (tvorničko
podešenje) Pregrijavanje otvaranja OS = 4 K / 7,2°FPregrijavanje
otvaranja iznosi 4 K, tj. od točke kada se ventil počinje otvarati
do nominalnog kapaciteta. Pregrijavanje otvaranja određeno je
konstrukcijom i ne može se mijenjati. Ukupno pregrijavanje SH =
SS+OS
SH = 4+4 = 8K/14,4°FUkupno pregrijavanje SH se može mijenjati
promjenom statičkog pregrijavanja SS (pomoću vijka za
podešavanje).
Tlak osjetnika PB treba biti veći kako bi svladao tlak
isparavanja PE + tlak opruge Ps.Smanjivanjem tlaka/sile opruge
podešavanjem pregrijavanja SH, ventil se može prilagoditi za novu
radnu tvar za koju nije početno konstruiran.
Sile koje djeluju na membranu termostatskog elementa i kako
ponovo podesiti pregrijavanje
Pregrijavanje = PB - PE => PS Tlak osjetnika
Tlak opruge
Tlak isparavanja
-
DKRCC.PE.337.H1.02 | 13© Danfoss | DCS | 2017.09
R507A Kapacitet Δtm DT1 T SZP* Pregrijavanje Vrijeme rada10,1 kW
10 K 10 K -10°C 6,5 K 18 h/d
Isparivač: 2 vent. / 32,7 m2 Zrak ulaz: 0°C 80% rel. vlagaZrak
izlaz: -3,8°C 95% rel. vlagaProtok zraka: 6280 m3/hOdvlaživanje:
47,75 kg/d
R407F Kapacitet Δtm DT1 T SZP* Pregrijavanje Vrijeme rada12,5 kW
12 K 10 K -10°C 6,5 K 14,3 h/d
Isparivač: 2 vent. / 32,7 m2 Zrak ulaz: 0°C 80% rel. vlagaZrak
izlaz: -4,7°C 95% rel. vlagaProtok zraka: 6280 m3/hOdvlaživanje:
60,96 kg/d
R407F Kapacitet Δtm DT1 T SZP* Pregrijavanje Vrijeme rada10,8 kW
10 K 8,1 K -8,1°C 5,3 K 16,6 h/d
Isparivač: 2 vent. / 32,7 m2 Zrak ulaz: 0°C 80% rel. vlagaZrak
izlaz: -4,1°C 95% rel. vlagaProtok zraka: 6280 m3/hOdvlaživanje:
53,32 kg/d
Detaljni rezultati
Zamjena s R407FPrvi korak: Postavka pregrijavanja bit će jednaka
kao i za R507A: 6,5 KSrednja razlika temperature od 12 K dovodi do
povećanog kapaciteta 12,5 kW i uzrokuje kraće vrijeme rada
kompresora. Negativna strana je povećani stupanj odvlaživanja, što
može biti vrlo loše za nepakiranu svježu robu.
Drugi korak: ponovno podešeno pregrijavanje termoekspanzijskog
ventila na iznos od 5,3 KPregrijavanje se smanjilo na 5,3K i
temperatura suhozasićene pare se povisila na -8,1°C kako bi se
dobila prosječna temperaturna razlika od 10 K (vidjeti dijagram
3).
Karakteristike isparivača korištenjemradne tvari s klizanjem i
utjecaj na sustavZbog temperaturnog klizanja, temperatura na
dijelovima površine isparivača će imati nižu vrijednost, što može
potencijalno povećati stupanj odvlaživanja.
Pogledajmo početne vrijednosti primjera: (pogledajte Dijagram
2.) Rashladna komora, R507A, uvjeti u prostoru 0°C, 80% rel. vlaga,
prosječna temp. razlika 10 K. Kapacitet hlađenja može biti 10 kW.
Odabran je isparivač za stropnu ugradnju, površine 32,7 m2 s 2
ventilatora po 6280 m3/h.
* SZP - suhozasićena para
-
© Danfoss | DCS | 2017.09
Danfoss ne preuzima odgovornost za eventualne greške u katalogu,
prospektima i ostalim tiskanim materijalima. Danfoss pridržava
pravo izmjena na svojim proizvodima bez prethodnog upozorenja. Ovo
pravo odnosi se i na već naručene proizvode pod uvjetom da te
izmjene ne mijenjaju već ugovorene specifi kacije. Svi zaštitni
znaci u ovom materijalu vlasništvo su (istim redoslijedom)
odgovarajućih poduzeća Danfoss. Danfoss oznake su zaštitni žigovi
poduzeća Danfoss A/S. Sva prava pridržana.
DKRCC.PE.337.H1.02
Važna napomena:Kao što analiza pokazuje, u primjenama gdje je
odvlaživanje kritični parametar, srednja temperaturna razlika
trebala bi biti niža nego kod jednokomponentnih radnih tvari ili
azeotropskih mješavina.
Ostale pojave:U nekim većim niskotemperaturnim postrojenjima
koji koriste radne tvari s visokim klizanjem uočena je nepravilna
regulacija pregijavanja što je dovelo do propuštanja kapljevine
prema kompresorima, a što može dovesti do pojave hidrauličkog udara
u kompresoru. U tom slučaju, suprotno od gore opisanog postupka,
potrebno je povećati pregrijavanje kako bi se zaštitio kompresor.
Radne tvari s niskim klizanjem ili bez klizanja neće uzrokovati
slične pojave u niskotemperaturnim područjima primjene.
Sažetak:Komponente za radne tvari s visokim klizanjem se moraju
odabrati na temelju srednje temperaturne razlike. Također, zbog
temperaturnog klizanja vjerojatno će biti nužno ponovno prilagoditi
postavku pregrijavanja.Korištenje radne tvari koja radi na jednoj
temperaturnoj razini ne mora nužno odgovarati za drugu temperaturnu
razinu (npr. primjena u klimatizaciji je potpuno drugačija u odnosu
na niskotemperaturnu primjenu).Svaki termoekspanzijski ventil ima
svoje karakteristike optimizirane za uporabu s određenom radnom
tvari. Korištenjem istog s drugim radnim tvarima rezultira
drugačijim radom i drugačijom regulacijom pregrijavanja.Ako želite
smanjiti potencijalne probleme sa sustavom i održati najbolje
stabilno upravljanje sustava, prilagođeni novi termostatski
ekspanzijski ventil (TEV) ili elektronički ekspanzijski ventil
(EEV) mogu biti dobar izbor. EEV također nudi veću fleksibilnost u
konstrukciji s obzirom da je jednostavno prilagoditi upravljač
novoj radnoj tvari. Danfoss uvijek nadograđuje upravljače s
trenutno dostupnim najnovijim radnim tvarima s niskim potencijalom
globalnog zatopljenja GWP (engl. Global Warming Potential).
Napomena:Radne tvari i uvjeti prikazani u ovom dokumentu neće
jamčiti upotrebu mogućih radnih tvari tvari ili uvjeta rada! Svrha
ovog dokumenta je raspraviti fizikalne i termodinamičke utjecaje na
komponente i konstrukciju sustava na neutralnoj osnovi.
Mogućnost korištenja Danfoss-ovog ekspanzijskog ventila može se
pronaći pomoću Low GWP alata u nastavku.
http://refrigerationandairconditioning.danfoss.com/support-center/apps-and-software/low-gwp-tool/
See also:ASERCOM, Refrigerant Glide and Effect on Performances
Declaration (http://asercom.org/guides)