يركز هذا الدليل على الأنظمة التي تستخدم المبرد 22 (R-22). في حين أن المتطلبات العامة هي نفسها بالنسبة للأنظمة التي تستخدم المبردات الأخرى ، فإن السرعات وقطرات الضغط ستختلف.
Reviewing the physical changes that the refrigerant undergoes within the refrigeration cycle will help demonstrate certain demands that the piping design must meet.
تبريد تبريد البخار
Figure below illustrates a basic vapor-compression refrigeration cycle. Refrigerant enters the evaporator in the form of a cool, low-pressure mixture of liquid and vapor (A). Heat is transferred to the refrigerant from the relatively warm air that is being cooled, causing the liquid refrigerant to boil. The resulting refrigerant vapor (B) is then pumped from the evaporator by the compressor, which increases the pressure and temperature of the vapor.
يدخل بخار التبريد الساخن الناتج عن الضغط العالي (C) إلى المكثف حيث يتم نقل الحرارة إلى الهواء المحيط ، وهو في درجة حرارة أقل من المبرد. داخل المكثف ، يتكثف بخار المبرد إلى سائل ويتم تبريده. هذا المبرد السائل (D) ثم يتدفق من المكثف إلى جهاز التوسع. يخلق هذا الجهاز انخفاضًا في الضغط يقلل من ضغط المبرد إلى عملية المبخر. عند هذا الضغط المنخفض ، يتلخص جزء صغير من المبرد (أو الهبات) ، وتبريد المبرد السائل المتبقي إلى درجة حرارة المبخر المطلوبة. المزيج البارد من المبرد السائل والبخار (A) يدخل المبخر لتكرار الدورة.
ربط أنابيب التبريد
يتم توصيل هذه المكونات الفردية عن طريق أنابيب التبريد. يربط خط الشفط المبخر بالضاغط ، ويقوم خط التفريغ بتوصيل الضاغط بالمكثف ، ويقوم الخط السائل بتوصيل المكثف بجهاز التوسع. عادةً ما يكون جهاز التوسع موجودًا في نهاية الخط السائل ، عند المدخل إلى المبخر.
هناك ما هو أكثر لتصميم أنابيب التبريد أكثر من نقل المبرد من مكون إلى آخر. بغض النظر عن الرعاية التي تمارس في اختيار وتطبيق مكونات نظام التبريد ، قد تتم مواجهة المشكلات التشغيلية إذا تم تصميم أو تثبيت أنابيب التوصيل بشكل غير صحيح.
متطلبات أنابيب المبرد
- إرجاع الزيت إلى الضاغط
- تأكد من أن المبرد السائل فقط يدخل جهاز التمدد
- تقليل فقدان سعة النظام
- تقليل رسوم التبريد
عندما يتضمن نظام التبريد أنابيب التبريد المجمعة في المجال لتوصيل اثنين أو أكثر من المكونات ، فإن أهداف التصميم الأساسية هي عمومًا لزيادة موثوقية النظام وتقليل التكلفة المثبتة. لإنجاز هذين الهدفين ، يجب أن يفي تصميم أنابيب التبريد بالترابط المتطلبات التالية:
- إرجاع زيت العائد إلى الضاغط بالمعدل المناسب ، في جميع ظروف التشغيل
- تأكد من أن المبرد السائل فقط (بدون بخار) يدخل جهاز التوسع
- قلل من فقدان سعة النظام الناجم عن انخفاض الضغط من خلال الأنابيب والملحقات
- قلل من إجمالي رسوم التبريد في النظام لتحسين الموثوقية وتقليل التكلفة المثبتة
المطلب الأول هو التأكد من إرجاع النفط إلى الضاغط في جميع ظروف التشغيل. يستخدم الزيت لتليين وختم الأجزاء المتحركة من الضاغط. على سبيل المثال ، يستخدم ضاغط SCROLL الموضح في الشكل أعلاه تكوينين للتمرير ، متزاوجين وجهاً لوجه ، لضغط بخار المبرد. تم تزويد نصائح هذه المخطوطات بأختام ، إلى جانب طبقة رقيقة من الزيت ، تمنع بخار المبرد المضغوط من الهروب عبر أسطح التزاوج. وبالمثل ، تعتمد أنواع أخرى من الضواغط أيضًا على الزيت للتزييت ولتوفير ختم عند ضغط بخار التبريد.
من الناحية المميزة ، يتم ضخ بعض زيت التشحيم مع المبرد في جميع أنحاء النظام. على الرغم من أن هذا الزيت ليس له وظيفة في أي مكان آخر في النظام ، إلا أنه يجب تصميم وتركيب أنابيب التبريد بحيث يعود هذا الزيت إلى الضاغط بالمعدل المناسب ، في جميع ظروف التشغيل.
إرجاع الزيت إلى الضواغط
بالعودة إلى النظام التخطيطي ، يتم ضخ قطرات الزيت خارج الضاغط إلى جانب بخار المبردات الساخنة ذات الضغط العالي. يجب أن تكون سرعة المبرد داخل خط التفريغ مرتفعًا بما يكفي لحمل قطرات الزيت الصغيرة عبر الأنبوب إلى المكثف.
Inside the condenser, the refrigerant vapor condenses into a liquid. Liquid refrigerant and oil have an affinity for each other, so the oil easily moves along with the liquid refrigerant. From the condenser, this mixture of liquid refrigerant and oil flows through the liquid line to the expansion device.
Next, the refrigerant–oil mixture is metered through the expansion device into the evaporator, where the liquid refrigerant absorbs heat and vaporizes. Again, the velocity of the refrigerant vapor inside the suction line must be high enough to carry the droplets of oil through the pipe back to the compressor.
بدون سرعة كافية وتركيب الأنابيب المناسبة ، قد يتم احتجاز الزيت في النظام. إذا كانت هذه الحالة شديدة بدرجة كافية ، فإن انخفاض مستوى الزيت في الضاغط يمكن أن يسبب مشاكل في التشحيم ، وربما الفشل الميكانيكي.
صمام التمدد الحراري (TXV)
المطلب الثاني لتصميم أنابيب التبريد هو التأكد من أن المبرد السائل فقط يدخل جهاز التوسع. هناك عدة أنواع من أجهزة التوسع ، بما في ذلك صمامات التوسع (الحراري أو الإلكتروني) ، والأنابيب الشعرية ، والفتحات.
بالإضافة إلى الحفاظ على اختلاف الضغط بين الجوانب ذات الضغط العالي (المكثف) والضغط المنخفض (المبخر) للنظام ، يتحكم صمام التمدد الحراري (TXV) أيضًا في كمية التبريد السائل الذي يدخل المبخر. هذا يضمن تبخير المبرد تمامًا داخل المبخر ، ويحافظ على الكمية المناسبة من السخن الفائق في النظام.
تبريد فرعي
داخل المكثف ، بعد أن تم تكثيف بخار المبرد إلى سائل ، يتم تبريد المبرد لزيادة درجة حرارته. يترك هذا المبرد السائل تحت البرودة المكثف (A) ويختبر انخفاضًا في الضغط أثناء تدفقه عبر الخط السائل والإكسسوارات ، مثل مرشح أكثر جفافًا وصمامًا الملف اللولبي ، الذي تم تثبيته في اتجاه المنبع من TXV. على الرسم البياني المضاعف على الضغط ، الشكل أدناه في الصفحة 5 ، هذا يحرك حالة المبرد نحو منحنى السائل المشبع (ب). إذا كان انخفاض الضغط هذا مرتفعًا بدرجة كافية ، أو إذا لم يتم تبريد المبرد بدرجة كافية بواسطة المكثف ، فقد يغلي جزء صغير من المبرد (أو فلاش) ، مما يؤدي إلى مزيج من السائل والبخار (C) الذي يدخل جهاز التمدد.
وجود بخار المبرد في اتجاه الجهاز التوسع غير مرغوب فيه للغاية. تقوم فقاعات البخار بإزاحة السائل في منفذ TXV ، مما يقلل من معدل تدفق السائل من خلال الصمام ، وبالتالي يقلل بشكل كبير من قدرة المبخر. هذا يؤدي إلى تشغيل صمام غير منتظم.
يجب أن يضمن تصميم نظام الأنابيب أن المبرد السائل فقط (بدون بخار) يدخل جهاز التوسع. وهذا يتطلب أن يوفر المكثف تبريدًا فرعيًا كافيًا في جميع ظروف تشغيل النظام ، وأن ينخفض الضغط عبر الخط السائل والإكسسوارات غير عالية بما يكفي للتسبب في وميض. يسمح البرودة الفرعية للمبرد السائل بتجربة بعض انخفاض الضغط أثناء تدفقه عبر الخط السائل ، دون خطر الوميض.
انخفاض الضغط في خط الشفط
المطلب الثالث لتصميم أنابيب التبريد هو تقليل فقدان سعة النظام. لتحقيق الحد الأقصى للسعة من النظام ، يجب أن يدور المبرد عبر النظام قدر الإمكان بكفاءة. وهذا ينطوي على تقليل أي انخفاض في الضغط من خلال الأنابيب ومكونات النظام الأخرى.
كلما يتدفق السائل داخل الأنبوب ، يتم تجربة انخفاض الضغط المميز. يحدث انخفاض الضغط بسبب الاحتكاك بين السائل المتحرك (أو البخار) والجدران الداخلية للأنبوب. يعتمد انخفاض الضغط الكلي على قطر الأنبوب والطول ، وعدد ونوع التجهيزات والملحقات المثبتة في الخط ، ومعدل تدفق الكتلة ، وكثافة ، ولزوجة المبرد.
As an example, the chart in Figure above demonstrates the impact of pressure drop, through the suction line, on the capacity and efficiency of the system. For this example system operating with Refrigerant-22, increasing the total pressure drop in the suction line from 3 psi (20.7 kPa) to 6 psi (41.4 kPa) decreases system capacity by about 2.5 percent and decreases system efficiency by about 2 percent.
This reveals a compromise that the system designer must deal with. The diameter of the suction line must be small enough that the resulting refrigerant velocity is sufficiently high to carry oil droplets through the pipe. However, the pipe diameter must not be so small that it creates an excessive pressure drop, reducing system capacity too much.
تقليل رسوم التبريد
The first three requirements have remained unchanged for many years. However, years of observation and troubleshooting has revealed that the lower the system refrigerant charge, the more reliably the system performs. Therefore, a fourth requirement has been added for the design of refrigerant piping: minimize the total amount of refrigerant in the system. To begin with, this involves laying out the shortest, simplest, and most-direct pipe routing. It also involves using the smallest pipe diameter possible, particularly for the liquid line because, of the three lines, it impacts refrigerant charge the most. The chart in Figure below shows that the liquid line is second only to the condenser in the amount of refrigerant it contains.
هذا يكشف عن حل وسط لمصمم النظام. يجب أن يكون قطر الخط السائل صغيرًا قدر الإمكان لتقليل إجمالي رسوم التبريد. ومع ذلك ، لا يمكن أن يكون قطر الأنبوب صغيرًا بما يكفي لإنشاء انخفاض مفرط في الضغط يؤدي إلى وميض قبل أن يصل المبرد السائل إلى جهاز التمدد.
إشراك الشركة المصنعة
إذا تم توفيره ، استخدم أحجام خط التبريد الموصى بها من قبل الشركة المصنعة
This guide discusses the processes for sizing the interconnecting piping in an air-conditioning system. Some of the information required for selecting the optimal line sizes is best known by the manufacturer. Therefore, if the manufacturer of the refrigeration equipment provides recommended line sizes, or tools for selecting the optimal line sizes, we recommend that you use those line sizes.
ومع ذلك ، إذا لم يتم توفير أحجام الخط من قبل الشركة المصنعة ، فيمكن استخدام العمليات المبينة في هذا الدليل لاختيار الأحجام.
متطلبات الأنابيب العامة
- Use clean Type L copper tubing
- مفاصل النحاس إلى الثوب: BCUP-6 بدون تدفق
- المفاصل من النحاس إلى الفولاذ (أو النحاس): BAG-28 ، Flux غير الحمض
- دعم الأنابيب بشكل صحيح لحساب التوسع والاهتزاز والوزن
- تجنب تثبيت الأنابيب تحت الأرض
- اختبار دائرة التبريد بأكملها للتسربات
قبل مناقشة تصميم وتثبيت الخطوط الشفطية والتفريغ والسيئة ، هناك بعض المتطلبات العامة التي تنطبق على كل هذه الخطوط.
أولاً ، يتم استخدام أنابيب النحاس عادة لأنابيب التبريد في أنظمة تكييف الهواء. يتوفر هذا الأنابيب في أقطار قياسية مختلفة وسمك الجدار. يتم التعبير عن القطر الاسمي للأنابيب من حيث قطره الخارجي. يجب أن يكون هذا الأنابيب خاليًا تمامًا من الأوساخ والمقياس والأكسيد. يوصى بتنظيف النوع L من النوع L أو Type ACR الذي تم تنظيفه بواسطة الشركة المصنعة وتوجّه في كلا الطرفين لتطبيقات تكييف الهواء.
يتم إنشاء نظام الأنابيب عن طريق نحاس أنابيب النحاس والتجهيزات معًا. عند نهيز مفاصل النحاس إلى الخسارة ، استخدم BCUP-6* دون تدفق. بالنسبة للمفاصل النحاسية إلى الفولاذ أو النحاس إلى النحاس ، استخدم Bag-28* مع تدفق غير حمض.
استنادًا إلى مواصفات جمعية اللحام الأمريكية (AWS) للمعادن الحشو للحام واللحام النحاف ، المنشور A5.8-1992
يجب دعم أنابيب المبرد بشكل صحيح لحساب التوسع والاهتزاز والوزن الكلي للأنابيب. عندما يختبر الأنابيب تغييرًا في درجة الحرارة ، فإنه يخضع لكمية معينة من التوسع والانكماش. نظرًا لتوصيل أنابيب التبريد بالضاغط ، فإن قوى الاهتزاز تنتقل إلى الأنابيب نفسها. أخيرًا ، يجب دعم وزن الأنابيب المملوءة بالمبردات والتجهيزات لمنع الأنابيب من التراجع أو الانحناء أو كسرها.
تجنب تثبيت أنابيب التبريد تحت الأرض. من الصعب للغاية الحفاظ على النظافة أثناء التثبيت أو اختبار التسريبات. إذا كان التثبيت تحت الأرض لا يمكن تجنبه ، فيجب عزل كل سطر بشكل منفصل ، ثم يجب أن تكون الخطوط عازلة ومحمية بماء غلاف صلب (مثل PVC).
بعد تثبيت الأنابيب ، يجب اختبار دائرة التبريد بأكملها للتسربات قبل أن يتم شحنها بالمبرد. تتضمن هذه العملية عادة الضغط على نظام الأنابيب بأكمله مع النيتروجين الجاف لفحص كل مفصل مساحته للتسربات.
تمت مناقشة كل من هذه القضايا بمزيد من التفصيل في دليل التبريد المتبادل Trane.
إشارة
[DVFAQTOPIC TITLE = "أسئلة متكررة الأسئلة" TopicId = "18933 ″ Skin =" custom "searchbox =" no "switcher =" yes "paginate =" "order =" asc "orderby =" date "]
