In questo post, continueremo la nostra discussione su come dimensionare le tubazioni del refrigerante. Questa formazione è progettata per essere il più semplice e pratica possibile, fornendo le conoscenze necessarie per dimensionare correttamente e accuratamente le tubazioni del refrigerante. Esamineremo gli aspetti importanti di questo processo, inclusa la determinazione delle dimensioni del tubo, la caduta di pressione e altri fattori. Con questa formazione completa, sarai sicuro di dimensionare le tubazioni del refrigerante in qualsiasi situazione.
Dimensionamento linee frigorifere
I capitoli 41 e 2 del manuale ASHRAE HVAC Systems And Equipment includono il dimensionamento delle linee di aspirazione, scarico e del liquido per i refrigeranti utilizzati di frequente. Le variazioni della temperatura di aspirazione satura (SST) sono di 0,5, 1 e 2 °F (0,28, 0,56 e 1,7 °C) per le linee di aspirazione e di scarico e di 1 °F (0,56 °C) per le linee del liquido. Questi dati si basano su una temperatura di condensazione di 105°F (40,6°C) per apparecchiature raffreddate ad acqua e devono essere regolati per altre temperature, come quelle delle apparecchiature raffreddate ad aria (in genere da 120 a 125°F [da 48,9 a 51,7° C]). Inoltre, le tabelle presuppongono una lunghezza di 100 piedi (30,5 m) di lunghezza equivalente del tubo, ma la caduta di pressione effettiva può essere dedotta dalle equazioni delle tabelle in base alla lunghezza effettiva dell'applicazione.
La temperatura di aspirazione satura è basata sulla pressione in uscita dall'evaporatore e rappresenta la temperatura del refrigerante come gas senza surriscaldamento. La temperatura effettiva del refrigerante in uscita dall'evaporatore sarà superiore a questa. La differenza tra le due temperature si chiama surriscaldamento.
Lunghezza equivalente per le linee del refrigerante
Le seguenti tabelle forniscono informazioni per la stima delle lunghezze equivalenti. La lunghezza equivalente effettiva viene stimata calcolando la lunghezza del percorso in piedi (metri) che la tubazione seguirà e sommando le perdite di carico dei raccordi e/o accessori lungo tale lunghezza. Le tabelle forniscono le perdite di carico in piedi equivalenti di tubo rettilineo per raccordi e accessori.
Ad esempio, in “Lunghezza equivalente per raccordi“, vediamo che un gomito a raggio lungo 7/8 di pollice (22 mm) ha una caduta di pressione equivalente a 1,4 piedi (0,43 m) di tubo di rame diritto.
Come determinare la lunghezza equivalente
Calcolare la lunghezza equivalente della linea del liquido per la seguente unità motocondensante con unità di trattamento aria DX:
La linea del liquido è composta dai seguenti elementi:
- • Tubazioni da 6,7 m (22 piedi) da 35 mm (1-3/8 pollici).
- 7 gomiti a lungo raggio
- 1 filtro disidratatore
- 1 vetro spia
- 1 valvola di intercettazione a globo
Per determinare la lunghezza equivalente per l'uso degli accessori refrigeranti Tabella 1 e Tavolo 2).
Come dimensionare le linee del liquido
Dimensionare le linee del liquido refrigerante e determinare il sottoraffreddamento necessario per evitare il flashing in corrispondenza della valvola TX per l'unità motocondensante con unità di trattamento aria DX mostrata nell'esempio precedente. Il sistema:
- Utilizza R-410A
- Ha tubi di rame
- L'evaporatore funziona a 40°F (4,4°C)
- Il condensatore funziona a 120°F (48,9°C)
- La capacità è di 60 tonnellate (211 kW)
- L'equivalente della linea del liquido è 113,6 piedi (34,64 m)
- Ha un montante di 20 piedi (6,1 m) con l'evaporatore sopra il condensatore
Il primo passo nel dimensionare la linea del liquido è stimare la dimensione dei tubi necessari per il sistema. Segue il calcolo dell'effettivo differenziale di temperatura (∆T) tra l'apparecchiatura e l'ambiente servito. È quindi necessario calcolare la caduta di pressione effettiva delle tubazioni e determinare la caduta di pressione totale. Devono essere determinati anche la pressione satura di R-410A alla valvola TX, la temperatura di saturazione alla valvola TX e il sottoraffreddamento richiesto per il liquido saturo alla valvola TX. Infine, deve essere calcolato il sottoraffreddamento necessario per il corretto funzionamento. Seguire questi passaggi assicurerà che il sistema sia progettato correttamente e funzioni in modo efficiente.
Passaggio 1: stimare la dimensione del tubo
Per calcolare la dimensione del tubo della linea del liquido per un'unità da 60 tonnellate, consultare la tabella seguente. Secondo la tabella, un tubo da 1-3/8 pollici (35 mm) sarebbe adatto per un'unità da 79,7 tonnellate (280 kW). Si noti che le condizioni della tabella (lunghezza equivalente e temperatura di condensazione) differiscono dalle condizioni di progetto.
Passaggio 2: calcolo del ∆T effettivo
Possiamo calcolare la differenza di temperatura di saturazione in base alle condizioni di progetto:
`{:[DeltaT_(“Actual “)=DeltaT_(“Table “)[(” Actual Length “)/(” Table Length “)][(” Actual Capacity “)/(” Table Capacity “)]^(1.8 )],[DeltaT_("Actual ")=1^(@)F[(113.6ft)/(100.0ft)][(60.0" Tonnellate ")/(79.7" Tonnellate ")]^(1.8)=0.68^ (@)F],[{: Delta DeltaT_(“Actual “)=0.56^(@)C[(34.64(” “m))/(30.48(” “m))][(211(” “kW) )/(280(” “kW))]^(1.8)=0.39^(@)C]]:}`Passaggio 3: calcolo della caduta di pressione effettiva delle tubazioni
Secondo Tabella 3, la caduta di pressione per una caduta di temperatura di saturazione di 1 °F (0,56 °C) con una lunghezza equivalente di 100 piedi è di 4,75 PSI (32,75 kPa). La caduta di pressione effettiva delle tubazioni viene determinata utilizzando l'equazione:
`{:[” Pressione “” Caduta “_(“Actual “)=” Caduta di pressione “_(“Tabella “)[(DeltaT_(“Actual “))/(DeltaT_(“Tabella “))]],[[ ” Caduta di pressione “p_(“Actual “)=32.75kPaquad[(0.39^(@)C)/(0.56^(@)C)]=22.81kPa]],[]:}`Passaggio 4: calcolo della caduta di pressione totale
Avanti per determinare la caduta di pressione totale, usiamo Tabella 4e ricorda che la colonna montante è di 20 piedi. Per l'R-410A la caduta di pressione è di 0,43 PSI per piede (9,73 kPa/m).
`" Caduta di pressione dal montante "=" Caduta di pressione "xx(" Caduta di pressione refrigerante ")/(ft)`
Caduta di pressione totale = Caduta di pressione effettiva + Caduta di pressione della colonna montante
Caduta di pressione totale = 3,23 PSI + 8,6 PSI = 11,83 PSI
Caduta di pressione totale = 59,35 kPa + 22,81 kPa = 82,16 kPa
Fase 5 – Determinare la pressione satura di R-410A alla valvola TX
Utilizzando le tabelle delle proprietà dei refrigeranti che possono essere trovate in HVAC-ITA.COM o riferimenti come ASHRAE, la pressione satura per R-410A a 120°F è 433 PSIA (assoluta) (2985 kPaA). Per calcolare la pressione di saturazione alla valvola TX, prendiamo la pressione satura di R-410A a 120°F e sottraiamo la caduta di pressione totale.
Pressione saturaValvola TX = Pressione satura120°F – Perdita di carico totale
Pressione saturaValvola TX = 433,0 PSIA – 11,83 PSIA = 421,17 PSIA
(Pressione saturaValvola TX = 2985,0 kPa – 82,15 lPa = 2902,85 kPa)
Passaggio 6: determinare la temperatura di saturazione al TX
Valvola
Facendo riferimento alle tabelle delle proprietà di refrigerazione, la temperatura di saturazione alla valvola TX può essere interpolata utilizzando la pressione di saturazione alla valvola TX (421 PSIA). La temperatura di saturazione alla valvola TX risulta essere di 117,8°F.
Passaggio 7: determinare il sottoraffreddamento richiesto per il liquido saturo sulla valvola TX
Il sottoraffreddamento necessario per avere liquido saturo alla valvola TX può essere trovato da:
Sottoraffreddamento = Temperatura di saturazione effettiva – Temperatura di saturazioneValvola TX
Sottoraffreddamento = 120,0°F – 117,8°F = 2,2°F
Passaggio 8: determinare il sottoraffreddamento richiesto per il corretto funzionamento
2,2°F è la quantità di sottoraffreddamento necessaria per avere refrigerante liquido saturo sulla valvola TX. Qualunque cosa in meno, il refrigerante inizierà a lampeggiare e la valvola TX non funzionerà correttamente. Affinché le valvole TX funzionino correttamente ed evitino la vibrazione del diaframma, dovrebbero esserci ulteriori 4°F di sottoraffreddamento in corrispondenza della valvola TX.
Requisiti di sottoraffreddamento = Temperatura della valvola TX + Temperatura minima del sistema
Requisiti di sottoraffreddamento = 2,2 °F + 4,0 °F = 6,2 °F
Nei post seguenti tratteremo argomenti relativi all'olio refrigerante, dimensionamento della linea di aspirazione, ritorno dell'olio nelle colonne montanti di aspirazione e mandata, valvole di espansione termica, bypass del gas caldo, dimensionamento della linea di bypass del gas caldo, valvole di bypass del gas caldo, come dimensionare un linea di bypass del gas caldo, dettagli di installazione, svuotamento della pompa, isolamento delle tubazioni, installazione della linea del refrigerante, funzionamento a bassa temperatura ambiente, controllo del ciclo e della velocità della ventola, progettazione del ritorno di flusso del condensatore, sicurezza e tutela dell'ambiente. Tutti questi argomenti sono essenziali per comprendere i diversi aspetti delle tubazioni del refrigerante e garantiranno una conoscenza completa dell'argomento.
