أنابيب التبريد (الجزء الأول)

تتطلب العديد من أنظمة HVAC تصميم وتركيب أنابيب التبريد الميدانية في الموقع. تشمل الأمثلة وحدات التكثيف ، وملف التمدد المباشر (DX) في معالجات الهواء ، والمبخرات عن بعد مع المبردات المبردة بالهواء ، والمبرد مع المكثفات عن بعد المبردة بالهواء. يغطي هذا الدليل R-22 و R-407C و R-410A و R-134a المستخدمة في أنظمة تكييف الهواء التجارية. لا تنطبق على التبريد الصناعي و / أو أنظمة التبريد المتغير الحجم (VRV).

تستند المعلومات الواردة في دليل التطبيق هذا إلى الفصل 2 من دليل التبريد الخاص بـ ASHRAE وخبرة McQuay الجيدة مع هذا النوع من المعدات.

يجب أن يتسم نظام أنابيب غاز التبريد المصمم والمركب بشكل صحيح بما يلي:

• قم بتوفير تدفق كافٍ لغاز التبريد إلى المبخرات ، باستخدام أحجام عملية لخطوط التبريد تحد من انخفاض الضغط.
• تجنب حبس الزيت الزائد بحيث يحتوي الضاغط على كمية كافية من الزيت ليعمل بشكل صحيح في جميع الأوقات.
• تجنب تباطؤ سائل التبريد.
• كن نظيفًا وجافًا.

قائمة فحص تصميم أنابيب التبريد

تتمثل الخطوة الأولى في تصميم أنابيب غاز التبريد في جمع معلومات المنتج وموقع العمل. يتم توفير قائمة مرجعية لكل منها أدناه. سيتم شرح كيفية استخدام هذه المعلومات في بقية هذا الدليل.

معلومات المنتج

• رقم طراز مكونات الوحدة (قسم التكثيف ، المبخر ، إلخ.)
• السعة القصوى لكل دائرة تبريد
• السعة الدنيا لكل دائرة تبريد
• رسوم تشغيل الوحدة
• قدرة ضخ الوحدة
• نوع المبرد
• خيارات الوحدة (تجاوز الغاز الساخن ، إلخ.)
• هل تشتمل المعدات على صمامات عزل ومنافذ شحن
• هل يوجد في الوحدة ضخ لأسفل؟

معلومات موقع العمل

• رسم تخطيطي لكيفية تشغيل الأنابيب ، بما في ذلك:
  • المسافات
  • يتغير الارتفاع
  • تخطيط المعدات
  • توصيلات
  • تفاصيل محددة لتوصيلات أنابيب المبخر
• الظروف المحيطة حيث سيتم تشغيل الأنابيب
• نطاق التشغيل المحيط (هل سيعمل النظام خلال فصل الشتاء؟)
• نوع حمل التبريد (الراحة أو العملية)
• عزل الوحدة (عوازل زنبركية ، مطاط في القص ، إلخ.)

التخطيطات النموذجية لأنابيب التبريد

يوضح هذا الشكل وحدة تكثيف مركبة على درجة متصلة بملف DX مركب في وحدة معالجة هواء مثبتة على السقف.

1. يوفر خط السائل المبرد السائل من المكثف إلى صمام التمدد الحراري (TX) المجاور للملف.
2. يوفر خط الشفط غاز التبريد لوصلة الشفط للضاغط.

يوضح هذا الشكل مبرد بالهواء مركب على السقف ومبخر عن بعد داخل المبنى.

• 1. هناك دارتان للتبريد ، كل منهما بها خط سائل لتزويد المبرد السائل من المكثف إلى صمام TX مجاور للمبخر ، وخط شفط يعيد غاز التبريد من المبخر إلى وصلات الشفط للضاغط.
• 2. يوجد رافع شفط مزدوج على إحدى الدوائر.

يوضح هذا الشكل مبرد داخلي مزود بمكثف تبريد بالهواء عن بعد على السطح.

• 1. يمتد خط تصريف الغاز من جانب التفريغ للضاغط إلى مدخل المكثف.
• 2. يربط خط السائل مخرج المكثف بصمام TX في المبخر.
• 3. يمتد خط تجاوز الغاز الساخن على الدائرة من خط تفريغ الضاغط إلى خط توصيل السائل في المبخر.

أساسيات تصميم الأنابيب

ينتج عن التصميم الجيد للأنابيب توازن بين التكلفة الأولية وانخفاض الضغط وموثوقية النظام. تتأثر التكلفة الأولية بقطر الأنابيب وتصميمها. يجب تقليل انخفاض الضغط في الأنابيب إلى أدنى حد لتجنب التأثير سلبًا على الأداء والسعة. نظرًا لأن جميع أنظمة الأنابيب الميدانية تقريبًا بها زيت ضاغط يمر عبر دائرة التبريد ويعود إلى الضاغط ، يجب الحفاظ على السرعة الدنيا في الأنابيب بحيث يتم إرجاع الزيت الكافي إلى حوض الضاغط في ظروف التحميل الكامل والجزئي.

القاعدة الأساسية الجيدة هي الحد الأدنى من:

• 500 قدم في الدقيقة (fpm) أو 2.54 متر في الثانية (mps) للشفط الأفقي وخطوط الغاز الساخن.
• 1000 إطار في الدقيقة (5.08 ميجابت في الثانية) لرافعات الشفط والغاز الساخن.
• أقل من 300 إطارًا في الدقيقة (1.54 ميجابت في الثانية) لتجنب حدوث المطرقة السائلة عند إغلاق الملف اللولبي على خطوط السائل.

تستخدم الأنابيب النحاسية المسحوبة بقوة في أنظمة التبريد بالهالوكربون. تم اعتماد النوعين L و K لتطبيقات تكييف الهواء والتبريد (ACR). لا يتم استخدام النوع M لأن الجدار رقيق جدًا. يعتمد الحجم الاسمي على القطر الخارجي (OD). تشمل الأحجام النموذجية 5/8 بوصة ، 7/8 بوصة ، 1-1 / 8 بوصة ، إلخ.

الأنابيب النحاسية المخصصة لتطبيقات ACR مجففة ومشحونة بالنيتروجين وموصولة من قبل الشركة المصنعة (انظر الشكل أدناه).

يتم استخدام التركيبات المشكلة ، مثل الأكواع والمحملات ، مع الأنابيب النحاسية المسحوبة بقوة. يتم لحام جميع الوصلات بمشاعل أوكسي أسيتيلين بواسطة فني مؤهل. كما ذكرنا سابقًا ، يتم اختيار أحجام خطوط التبريد لموازنة انخفاض الضغط مع التكلفة الأولية ، في هذه الحالة للأنابيب النحاسية مع الحفاظ أيضًا على سرعة التبريد الكافية لنقل الزيت إلى الضاغط. يتم حساب قطرات الضغط عن طريق إضافة طول الأنبوب المطلوب إلى القدم المكافئة (بالأمتار) لجميع التركيبات في الخط. ثم يتم تحويل هذا إلى PSI (كيلو باسكال).

انخفاض الضغط وتغير درجة الحرارة

عندما يتدفق المبرد عبر الأنابيب ينخفض ​​الضغط ويغير درجة حرارة تشبع المبرد. يؤثر الانخفاض في كل من الضغط ودرجة حرارة التشبع سلبًا على أداء الضاغط. يحاول تصميم نظام التبريد المناسب تقليل هذا التغيير إلى أقل من 2 درجة فهرنهايت (1.1 درجة مئوية) لكل سطر. لذلك ، من الشائع سماع انخفاض الضغط المشار إليه بـ "2 درجة فهرنهايت" مقابل PSI (كيلو باسكال) عند مطابقة مكونات نظام التبريد.

على سبيل المثال، قد تنتج وحدة التكثيف 25 طنًا (87.9 كيلو واط) من التبريد عند درجة حرارة امتصاص مشبعة 45 درجة فهرنهايت (7.2 درجة مئوية). بافتراض فقد الخط بمقدار 2 درجة فهرنهايت (1.1 درجة مئوية) ، يجب أن يكون حجم المبخر ليقدم 25 طنًا (87.9 كيلو واط) تبريد عند درجة حرارة شفط مشبعة 47 درجة فهرنهايت (7.2 درجة مئوية).

يقارن الجدول أدناه انخفاضات الضغط في درجات الحرارة والضغط للعديد من المبردات الشائعة. لاحظ أن المبردات لها قطرات ضغط مختلفة لنفس التغيير في درجة الحرارة. على سبيل المثال ، تشير العديد من المستندات إلى انخفاض ضغط مقبول يبلغ 2 درجة فهرنهايت (1.1 درجة مئوية) أو حوالي 3 رطل لكل بوصة مربعة (20.7 كيلو باسكال) لـ R-22. نفس التغيير 3 PSI في R-410A ، ينتج عنه تغير في درجة الحرارة بمقدار 1.2 درجة فهرنهايت (0.7 درجة مئوية).

المبردات	انخفاض ضغط الشفط		انخفاض ضغط التفريغ		انخفاض ضغط السائل
	درجة فهرنهايت (درجة مئوية)	PSI (كيلو باسكال)	درجة فهرنهايت (درجة مئوية)	PSI (كيلو باسكال)	درجة فهرنهايت (درجة مئوية)	PSI (كيلو باسكال)
آر - 22	2 (1.1)	2.91 (20.1)	1 (0.56)	3.05 (21.0)	1 (0.56)	3.05 (21.0)
R-407C	2 (1.1)	2.92 (20.1)	1 (0.56)	3.3 (22.8)	1 (0.56)	3.5 (24.1)
R-410A	2 (1.1)	4.5 (31.0)	1 (0.56)	4.75 (32.8)	1 (0.56)	4.75 (32.8)
R-134a	2 (1.1)	1.93 (13.3)	1 (0.56)	2.2 (15.2)	1 (0.56)	2.2 (15.2)

ملاحظة ينخفض ​​ضغط الامتصاص والتفريغ بناءً على درجة حرارة مشبعة تعادل 100 قدم (30.5 م) و 40 درجة فهرنهايت (4.4 درجة مئوية).

خطوط سائلة

تربط خطوط السائل المكثف بالمبخر وتحمل سائل التبريد إلى صمام TX. إذا تومض المبرد الموجود في خط السائل إلى غاز بسبب انخفاض الضغط بشكل منخفض جدًا أو بسبب زيادة الارتفاع ، فسيعمل نظام التبريد بشكل سيئ. التبريد الفرعي السائل هو الطريقة الوحيدة التي تمنع غاز التبريد من الوميض للغاز بسبب انخفاض الضغط في الخط.

يجب ألا يوفر حجم الخط الفعلي أكثر من 2 إلى 3 درجات فهرنهايت (1.1 إلى 1.7 درجة مئوية) انخفاض ضغط. سيعتمد انخفاض الضغط الفعلي في PSI (kPa) على المبرد.

لا يُنصح بتضخيم خطوط السائل لأنه سيزيد بشكل كبير من شحن غاز التبريد في النظام. وهذا بدوره يؤثر على شحنة الزيت.

عندما يتم رفع سائل التبريد من المكثف إلى المبخر ، ينخفض ​​ضغط مادة التبريد. المبردات المختلفة سيكون لها تغيرات ضغط مختلفة بناءً على الارتفاع. الرجوع إلى الجدول 2 لمبردات معينة. إجمالي انخفاض الضغط في خط السائل هو مجموع فقدان الاحتكاك ، بالإضافة إلى وزن عمود سائل التبريد في الناهض.

مبرد	انخفاض الضغط PSI / قدم (كيلو باسكال / م) الناهض
آر - 22	0.50 (11.31)
R-407C	0.47 (10.63)
R-410A	0.43 (9.73)
آر - 134 أ	0.50 (11.31)

فقط المبرد السائل المبرد تحت التبريد سوف يتجنب الوميض عند صمام TX في هذه الحالة. إذا تم تركيب المكثف فوق المبخر ، فإن زيادة الضغط من وزن سائل التبريد في الخط كان من شأنه أن يمنع المبرد من الوميض في خط بحجم مناسب دون تبريد فرعي.

من المهم أن يكون لديك بعض التبريد الفرعي في صمام TX حتى يعمل الصمام بشكل صحيح ولا يفشل قبل الأوان. اتبع توصيات الشركة المصنعة. إذا لم يكن أي منها متاحًا ، فقم بتوفير 4 إلى 6 درجات فهرنهايت (2.2 إلى 3.3 درجة مئوية) من التبريد الفرعي في صمام TX.

تتطلب خطوط السوائل عدة مكونات و / أو ملحقات لخطوط التبريد ليتم اختيارها ميدانيًا وتركيبها (الشكل أدناه). مطلوب صمامات عزل ومنافذ شحن. بشكل عام ، من المستحسن أن يكون لديك صمامات عزل لخدمة مكونات النظام الأساسية ، مثل وحدة التكثيف أو المكثف. في كثير من الحالات ، يقوم المصنعون بتزويد صمامات العزل بمنتجهم ، لذا تأكد من التحقق مما تم تضمينه. تأتي صمامات العزل بعدة أنواع وأشكال.

في اشارة الى هذا الرقم :

1. العمل من المكثف ، هناك خط السائل مرشح - مجفف. يزيل مجفف المرشح الحطام من سائل التبريد ويحتوي على مادة مجففة لامتصاص الرطوبة في النظام. مجففات المرشح إما يمكن التخلص منها أو دائمة مع قلب قابل للاستبدال.
2. بعد ذلك ، يوجد زجاج رؤية يسمح للفنيين بمشاهدة حالة مادة التبريد في خط السائل. تشتمل العديد من نظارات الرؤية على مؤشر للرطوبة يتغير لونه في حالة وجود رطوبة في المبرد.
3. يتبع زجاج الرؤية صمام TX.

تشمل الملحقات المحتملة لهذا النظام ما يلي:

• منفذ الغاز الساخن. هذا هو التركيب المتخصص الذي يتكامل مع الموزع - موصل جانبي إضافي (ASC).
• مضخة أسفل صمام الملف اللولبي. إذا تم استخدام مضخة لأسفل ، فسيتم وضع صمام الملف اللولبي قبل صمام TX مباشرةً ، بالقرب من المبخر قدر الإمكان.
• المستقبلات في الخط السائل. يتم استخدامها لتخزين فائض سائل التبريد إما للمضخة لأسفل أو للخدمة (إذا كان المكثف يحتوي على حجم غير كافٍ للاحتفاظ بشحن النظام) ، أو كجزء من نهج التحكم في درجة حرارة منخفضة مغمورة بالمياه. عادة ما يتم تجنب المستقبلات لأنها تزيل التبريد الفرعي من المكثف ، وتزيد من التكلفة الأولية ، وتزيد من شحنة مادة التبريد.

يجب أن تكون خطوط السائل مائلة 1/8 بوصة لكل قدم (10.4 مم / م) في اتجاه تدفق مادة التبريد. الاصطياد غير ضروري.

خطوط الشفط

تسمح خطوط غاز الشفط بتدفق غاز التبريد من المبخر إلى مدخل الضاغط. يقلل تقليل حجم خط الشفط من سعة الضاغط عن طريق إجباره على العمل بضغط شفط منخفض للحفاظ على درجة حرارة المبخر المطلوبة. يؤدي زيادة حجم خط الشفط إلى زيادة التكاليف الأولية للمشروع وقد يؤدي إلى عدم كفاية سرعة غاز التبريد لنقل الزيت من المبخر إلى الضاغط. هذا مهم بشكل خاص عند استخدام رافعات شفط عمودية.

يجب أن يكون حجم خطوط الشفط من 2 إلى 3 درجات فهرنهايت (1.1 إلى 1.7 درجة مئوية) لفقدان الضغط بحد أقصى. سيعتمد انخفاض الضغط الفعلي في PSI (kPa) على المبرد.

تفاصيل أنابيب خط الشفط

أثناء التشغيل ، يتم تعبئة خط الشفط ببخار مبرد وزيت مفرط التسخين. يتدفق الزيت على قاع الأنبوب ويتحرك على طول بواسطة غاز التبريد المتدفق فوقه. عندما يتوقف النظام ، قد يتكثف المبرد في الأنبوب حسب الظروف المحيطة. قد ينتج عن هذا تباطؤ إذا تم سحب سائل التبريد إلى الضاغط عند إعادة تشغيل النظام.

لتعزيز عودة الزيت بشكل جيد ، يجب أن تميل خطوط الشفط 1/8 بوصة لكل قدم (10.4 مم / م) في اتجاه تدفق مادة التبريد. تتطلب توصيلات المبخر عناية خاصة لأن المبخر لديه القدرة على احتواء كمية كبيرة من غاز التبريد المكثف أثناء دورات إيقاف التشغيل. لتقليل تباطؤ غاز التبريد المكثف ، يجب عزل المبخرات عن خط الشفط باستخدام مصيدة مقلوبة كما هو موضح في الأشكال أدناه:

يجب أن تمتد المصيدة فوق الجزء العلوي من المبخر قبل أن تصل إلى الضاغط.

1. باستخدام المبخرات المتعددة ، يجب تصميم أنابيب الامتصاص بحيث تكون قطرات الضغط متساوية ولا يمكن أن يتدفق المبرد والزيت من ملف واحد إلى ملف آخر.
2. يمكن استخدام المصائد في قاع الرافعات لالتقاط غاز التبريد المكثف قبل أن يتدفق إلى الضاغط. الفخاخ الوسيطة غير ضرورية في المصاعد ذات الحجم المناسب لأنها تساهم في انخفاض الضغط.
3. عادةً مع معدات تكييف الهواء المنتجة تجاريًا ، تكون الضواغط "مُجهزة مسبقًا" لتوصيل مشترك على جانب الوحدة.
4. تتوفر مجففات مرشح خط الشفط للمساعدة في تنظيف غاز التبريد قبل دخوله إلى الضاغط. نظرًا لأنها تمثل انخفاضًا كبيرًا في الضغط ، فلا يجب إضافتها إلا إذا اقتضت الظروف ذلك ، كما هو الحال بعد احتراق الضاغط. في هذه الحالة ، غالبًا ما يتم إزالة مجفف مرشح الشفط بعد فترة كسر الضاغط البديل. تلتقط مجففات مرشح الشفط كميات كبيرة من الزيت ، لذا يجب تركيبها وفقًا لمواصفات الشركة المصنعة لتعزيز تصريف الزيت.

خطوط التفريغ

تسمح خطوط تصريف الغاز (التي يشار إليها غالبًا باسم خطوط الغاز الساخن) بتدفق غاز التبريد من تفريغ الضاغط إلى مدخل المكثف. ستعمل خطوط التفريغ الصغيرة على تقليل سعة الضاغط وزيادة عمل الضاغط. تؤدي زيادة حجم خطوط التفريغ إلى زيادة التكلفة الأولية للمشروع وقد يؤدي إلى عدم كفاية سرعة غاز التبريد لإعادة الزيت إلى الضاغط. الأرقام أدناه.

تفاصيل أنابيب خط التفريغ

تحمل خطوط التفريغ كلاً من بخار التبريد والزيت. نظرًا لأن غاز التبريد قد يتكثف أثناء دورة إيقاف التشغيل ، يجب تصميم الأنابيب لتجنب سائل التبريد والزيت من التدفق مرة أخرى إلى الضاغط. يمكن إضافة المصائد إلى قاع الرافعات لالتقاط الزيت والمبرد المكثف أثناء إيقاف الدورات ، قبل أن يتدفق للخلف في الضاغط. الفخاخ المتوسطة في الناهضين ليست ضرورية في المصاعد ذات الحجم المناسب لأنها تزيد من انخفاض الضغط. يجب أن تنحدر خطوط التصريف 1/8 بوصة لكل قدم (10.4 مم / م) في اتجاه تدفق غاز التبريد نحو المكثف.

عندما يوجد مكثف فوق الضاغط ، يجب تركيب مصيدة مقلوبة أو صمام فحص عند مدخل المكثف لمنع سائل التبريد من التدفق للخلف إلى الضاغط أثناء دورات إيقاف التشغيل. في بعض الحالات (على سبيل المثال مع الضواغط الترددية) ، يتم تثبيت كاتم صوت التفريغ في خط التفريغ لتقليل النبضات (التي تسبب الاهتزاز). يتم حجز الزيت بسهولة في كاتم صوت التفريغ ، لذلك يجب وضعه في الجزء الأفقي أو الجزء السفلي من الأنابيب ، بالقرب من الضاغط قدر الإمكان.

دوائر تبريد متعددة

للتحكم والتكرار ، تشتمل العديد من أنظمة التبريد على دائرتين أو أكثر من دوائر التبريد. يجب أن تبقى كل دائرة منفصلة ومصممة كما لو كانت نظامًا واحدًا. في بعض الحالات ، تخدم دائرة تبريد واحدة مبخرات متعددة ، ولكن لا ينبغي أبدًا توصيل دوائر تبريد متعددة بمبخر واحد. الخطأ الشائع هو تركيب وحدتي تكثيف دائرتين بملف مبخر دائرة واحدة.

يوضح هذا الشكل ملفات DX الشائعة التي تتضمن دوائر متعددة. المتشابكة هي الأكثر شيوعًا. من الممكن أن يكون لديك ملفات فردية ، كل منها بدائرة واحدة ، مثبتة في نفس النظام ومتصلة بدائرة تبريد مخصصة.

بينما تحتوي معظم تطبيقات تكييف الهواء الشائعة على مبخر واحد لكل دائرة ، فمن الممكن توصيل مبخرات متعددة بدائرة تبريد واحدة.

يوضح الشكل أدناه دائرة تبريد واحدة تخدم ملفين DX. لاحظ أن كل ملف له ملف لولبي خاص به وصمام تمدد حراري. يجب أن يكون هناك صمام TX واحد لكل موزع. يجب استخدام ملفات لولبية فردية إذا كان سيتم تشغيل المبخرات بشكل مستقل (أي للتحكم في السعة). إذا كان كلا المبخرين سيعملان في نفس الوقت ، فيمكن استخدام صمام ملف لولبي واحد في أنبوب مشترك.