Soğutucu Boruları (Bölüm 1)

Birçok HVAC sistemi, saha soğutma borularının sahada tasarlanmasını ve kurulmasını gerektirir. Örnekler arasında Yoğuşturma üniteleri, hava işleyicilerdeki Doğrudan genleşmeli (DX) serpantin, hava soğutmalı soğutma gruplarına sahip Uzak evaporatörler ve uzak hava soğutmalı kondenserlere sahip Soğutucu yer alır. Bu Kılavuz, ticari iklimlendirme sistemlerinde kullanılan R-22, R-407C, R-410A ve R-134a'yı kapsar. Endüstriyel soğutma ve/veya Değişken Soğutucu Akışkan Hacmi (VRV) sistemleri için geçerli değildir.

Bu Uygulama Kılavuzunda yer alan bilgiler, ASHRAE'nin Soğutma El Kitabının 2. Bölümüne ve McQuay'in bu tür ekipmanlarla ilgili iyi deneyimine dayanmaktadır.

Düzgün tasarlanmış ve monte edilmiş bir soğutucu boru sistemi:

• Basınç düşüşünü sınırlayan pratik soğutucu hattı boyutları kullanarak evaporatörlere yeterli soğutucu akışı sağlayın.
• Kompresörün her zaman düzgün çalışması için yeterli yağa sahip olması için aşırı yağ hapsetmekten kaçının.
• Sıvı soğutucunun tıkanmasını önleyin.
• Temiz ve kuru olun.

Soğutucu Boru Tesisatı Tasarım Kontrol Listesi

Soğutucu boru tasarımındaki ilk adım, ürün ve şantiye bilgilerinin toplanmasıdır. Her biri için bir kontrol listesi aşağıda verilmiştir. Bu bilgilerin nasıl kullanıldığı bu kılavuzun geri kalanında açıklanacaktır.

Ürün Bilgisi

• Ünite bileşenlerinin model numarası (yoğuşma bölümü, evaporatör, vb.)
• Soğutma devresi başına maksimum kapasite
• Soğutma devresi başına minimum kapasite
• Ünite işletim ücreti
• Ünite pompalama kapasitesi
• soğutucu tipi
• Ünite seçenekleri (Sıcak Gaz Bypass vb.)
• Ekipman, izolasyon valfleri ve şarj portları içerir mi?
• Ünitede aşağı pompa var mı?

Şantiye Bilgileri

• Aşağıdakiler de dahil olmak üzere boru tesisatının nasıl çalıştırılacağının taslağı:
  • Mesafeler
  • Yükseklik değişiklikleri
  • Ekipman düzeni
  • Bağlantı Parçaları
  • Evaporatör boru bağlantıları için özel ayrıntılar
• Boru tesisatının çalıştırılacağı ortam koşulları
• Ortam çalışma aralığı (sistem kış aylarında çalışacak mı?)
• Soğutma yükü tipi (konfor veya süreç)
• Birim izolasyonu (yay izolatörleri, kesme lastiği, vb.)

Tipik Soğutucu Boru Yerleşimleri

Bu Şekil, çatıya monteli bir klima santraline monte edilmiş bir DX serpantinine bağlı, eğime monte edilmiş bir yoğuşturma ünitesini göstermektedir.

1. Bir sıvı hattı, kondansatörden bobine bitişik bir termal genleşme (TX) valfine sıvı soğutucu sağlar.
2. Bir emiş hattı, kompresörün emiş bağlantısına soğutucu gaz sağlar.

Bu Şekil, binanın içinde uzak bir evaporatöre sahip, çatıya monte edilmiş, hava soğutmalı bir soğutma grubunu göstermektedir.

• 1. Her biri kondansatörden evaporatöre bitişik bir TX valfine sıvı soğutucu sağlayan bir sıvı hattına ve evaporatörden kompresörün emme bağlantılarına soğutucu gaz döndüren bir emiş hattına sahip iki soğutma devresi vardır.
• 2. Devrelerden birinde çift emişli yükseltici vardır.

Bu Şekil, çatısında uzaktan hava soğutmalı bir kondenser bulunan bir iç mekan soğutma grubunu göstermektedir.

• 1. Tahliye gazı hattı, kompresörün tahliye tarafından kondenser girişine kadar uzanır.
• 2. Sıvı hattı, kondansatörün çıkışını evaporatördeki bir TX valfine bağlar.
• 3. Devredeki sıcak gaz baypas hattı, kompresörün tahliye hattından evaporatördeki sıvı hattı bağlantısına kadar uzanır.

Boru Tasarımı Temelleri

İyi boru tesisatı tasarımı, ilk maliyet, basınç düşüşü ve sistem güvenilirliği arasında bir denge sağlar. İlk maliyet, boru tesisatının çapından ve düzeninden etkilenir. Performansı ve kapasiteyi olumsuz etkilemekten kaçınmak için borulardaki basınç düşüşü en aza indirilmelidir. Neredeyse tüm saha borulu sistemlerde kompresör yağı soğutma devresinden geçerek kompresöre geri döndüğünden, tam ve kısmi yük koşullarında kompresör karterine yeterli yağın geri döndürülmesi için boru tesisatında minimum bir hız korunmalıdır.

İyi bir pratik kural, asgari olarak:

• Yatay emiş ve sıcak gaz hatları için dakikada 500 fit (fpm) veya saniyede 2,54 metre (mps).
• Emme ve sıcak gaz kolonları için 1000 fpm (5,08 mps).
• Sıvı hatlarında solenoid kapandığında sıvı darbesinin oluşmasını önlemek için 300 fpm'den (1,54 mps) daha az.

Halokarbon soğutma sistemleri için sert çekilmiş bakır borular kullanılır. L ve K tipleri, iklimlendirme ve soğutma (ACR) uygulamaları için onaylanmıştır. Duvar çok ince olduğu için M tipi kullanılmaz. Nominal boyut, dış çapa (OD) bağlıdır. Tipik boyutlar arasında 5/8 inç, 7/8 inç, 1-1/8 inç vb.

ACR uygulamalarına yönelik bakır borular üretici tarafından kurutulur, nitrojenle doldurulur ve kapatılır (aşağıdaki Şekil'e bakın).

Dirsekler ve te'ler gibi şekillendirilmiş bağlantı parçaları, sert çekilmiş bakır borularla birlikte kullanılır. Tüm bağlantılar kalifiye bir teknisyen tarafından oksi-asetilen hamlaçlarla lehimlenir. Daha önce bahsedildiği gibi, soğutucu akışkan hattı boyutları, yağı kompresöre geri taşımak için yeterli soğutucu akışkan hızını korurken, bu bakır boru durumunda basınç düşüşünü başlangıç ​​maliyetiyle dengeleyecek şekilde seçilir. Basınç düşüşleri, hattaki tüm bağlantı parçalarının eşdeğer fitine (metre) gereken boru uzunluğu eklenerek hesaplanır. Bu daha sonra PSI'ya (kPa) dönüştürülür.

Basınç Düşüşü ve Sıcaklık Değişimi

Soğutucu akışkan borulardan akarken basınç düşer ve soğutucu akışkan doyma sıcaklığını değiştirir. Hem basınç hem de doyma sıcaklığındaki düşüşler kompresör performansını olumsuz etkiler. Uygun soğutma sistemi tasarımı, bu değişikliği hat başına 2°F'nin (1,1°C) altına indirmeye çalışır. Bu nedenle, soğutma sistemi bileşenlerini eşleştirirken PSI (kPa)'ya karşı "2°F" olarak anılan basınç düşüşünü duymak yaygın bir durumdur.

Örneğin, bir yoğuşturma ünitesi 45°F (7,2°C) doymuş emme sıcaklığında 25 ton (87,9 kW) soğutma üretebilir. 2°F (1,1°C) hat kaybı varsayıldığında, evaporatörün 47°F (7,2°C) doymuş emme sıcaklığında 25 ton (87,9 kW) soğutma sağlayacak şekilde boyutlandırılması gerekir.

Aşağıdaki tablo, birkaç yaygın soğutucu akışkan için sıcaklık ve basınçlardaki basınç düşüşlerini karşılaştırır. Soğutucu akışkanların, sıcaklıktaki aynı değişiklik için farklı basınç düşüşlerine sahip olduğuna dikkat edin. Örneğin, birçok belge, R-22 için kabul edilebilir basınç düşüşünün 2°F (1,1°C) veya yaklaşık 3 PSI (20,7 kPa) olduğunu belirtir. R-410A'daki aynı 3 PSI değişikliği, sıcaklıkta 1,2°F (0,7°C) değişiklikle sonuçlanır.

Soğutucu	Emme Basıncı Düşüşü		Tahliye Basıncı Düşüşü		Sıvı Basıncı Düşüşü
	°F (°C)	PSI (kPa)	°F (°C)	PSI (kPa)	°F (°C)	PSI (kPa)
R-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)

Not Emme ve boşaltma basıncı düşüşleri, 100 eşdeğer fit (30,5 m) ve 40°F (4,4°C) doymuş sıcaklığa dayalıdır.

Sıvı Hatları

Sıvı hatlar, kondansatörü evaporatöre bağlar ve sıvı soğutucuyu TX valfine taşır. Sıvı hattındaki soğutucu, basıncın çok düşmesi veya yüksekliğin artması nedeniyle gaza dönüşürse, soğutma sistemi yetersiz çalışacaktır. Sıvı alt soğutma, hattaki basınç düşüşlerinden dolayı soğutucu akışkanın gaza dönüşmesini önleyen tek yöntemdir.

Gerçek hat boyutu, 1,1 ila 1,7°C'den (2 ila 3°F) fazla basınç düşüşü sağlamamalıdır. PSI (kPa) cinsinden gerçek basınç düşüşü, soğutucu akışkana bağlı olacaktır.

Sıvı hatlarının aşırı boyutlandırılması, sistemin soğutucu şarjını önemli ölçüde artıracağından önerilmez. Bu da yağ yükünü etkiler.

Sıvı soğutucu, kondenserden evaporatöre kaldırıldığında, soğutucu basıncı düşürülür. Farklı soğutucu akışkanlar, yüksekliğe bağlı olarak farklı basınç değişikliklerine sahip olacaktır. Spesifik soğutucu akışkanlar için Tablo 2'ye bakın. Sıvı hattındaki toplam basınç düşüşü, sürtünme kaybı artı yükselticideki sıvı soğutucu kolonunun ağırlığının toplamıdır.

Soğutucu	Basınç Düşüşü PSI/ft (kPa/m) Yükseltici
R-22	0,50 (11.31)
R-407C	0.47 (10.63)
R-410A	0,43 (9,73)
R-134a	0,50 (11.31)

Bu durumda, yalnızca aşırı soğutulmuş sıvı soğutucu TX valfinde parlamayı önleyecektir. Kondenser evaporatörün üzerine monte edilmiş olsaydı, hattaki sıvı soğutucu akışkanın ağırlığından kaynaklanan basınç artışı, soğutucu akışkanın alt soğutma olmadan uygun boyutta bir hatta yanıp sönmesini engellerdi.

Valfin düzgün çalışması ve zamanından önce arızalanmaması için TX valfinde bir miktar alt soğutma olması önemlidir. Üreticinin tavsiyelerine uyun. Hiçbiri yoksa, TX valfinde 4 ila 6°F (2,2 ila 3,3°C) alt soğutma sağlayın.

Sıvı hatları, sahada seçilip kurulacak birkaç soğutucu akışkan hattı bileşeni ve/veya aksesuarı gerektirir (aşağıdaki Şekil). İzolasyon valfleri ve şarj portları gereklidir. Genel olarak, bir yoğuşturma ünitesi veya yoğuşturucu gibi temel sistem bileşenlerine hizmet vermek için izolasyon vanalarının olması arzu edilir. Çoğu durumda, üreticiler ürünleriyle birlikte izolasyon vanaları sağlar, bu nedenle nelerin dahil edildiğini kontrol ettiğinizden emin olun. İzolasyon valfleri çeşitli tip ve şekillerde gelir.

Atıfta bu figür :

1. Kondansatörden çalışan bir sıvı hatlı filtre-kurutucu vardır. Filtre kurutucu, sıvı soğutucudaki kalıntıları giderir ve sistemdeki nemi emmek için bir kurutucu içerir. Filtre kurutucular tek kullanımlık veya değiştirilebilir göbekli kalıcıdır.
2. Daha sonra teknisyenlerin sıvı hattındaki soğutucu akışkanın durumunu görmelerini sağlayan bir gözetleme camı vardır. Birçok gözetleme camı, soğutucuda nem varsa renk değiştiren bir nem göstergesi içerir.
3. Gözetleme camından sonra TX valfi gelir.

Bu sistem için olası aksesuarlar şunları içerir:

• Bir sıcak gaz baypas portu. Bu, distribütör - bir yardımcı yan konektör (ASC) ile entegre olan özel bir bağlantı elemanıdır.
• Pompalama solenoid valfı. Pompalama kullanılıyorsa solenoid valf, TX valfinin hemen önüne, evaporatöre mümkün olduğunca yakın yerleştirilecektir.
• Sıvı hattındaki alıcılar. Bunlar, pompalama veya servis için (kondansatörün sistem yükünü tutmak için yeterli hacmi yoksa) veya taşmalı düşük ortam kontrol yaklaşımının bir parçası olarak fazla soğutucuyu depolamak için kullanılır. Alıcılardan genellikle kaçınılır, çünkü bunlar kondansatörden aşırı soğutmayı ortadan kaldırır, başlangıç ​​maliyetini yükseltir ve soğutucu şarjını artırır.

Sıvı hatları, soğutucu akış yönünde 1/8 inç (10,4 mm/m) eğimli olmalıdır. Yakalamak gereksizdir.

Emme Hatları

Emme gazı hatları, evaporatörden gelen soğutucu gazın kompresörün girişine akmasına izin verir. Emme hattının boyutunun küçültülmesi, istenen evaporatör sıcaklığını korumak için daha düşük bir emme basıncında çalışmaya zorlayarak kompresör kapasitesini azaltır. Emme hattının boyutunun büyük olması, ilk proje maliyetlerini artırır ve yağın evaporatörden kompresöre taşınması için yetersiz soğutucu gaz hızına neden olabilir. Bu, özellikle dikey emme yükselticileri kullanıldığında önemlidir.

Emme hatları, maksimum 2 ila 3°F (1,1 ila 1,7°C) basınç kaybı için boyutlandırılmalıdır. PSI (kPa) cinsinden gerçek basınç düşüşü, soğutucu akışkana bağlı olacaktır.

Emme Hattı Boru Detayları

Çalışma sırasında emiş hattı aşırı ısınmış soğutucu akışkan buharı ve yağı ile doldurulur. Yağ, borunun altından akar ve üstünden akan soğutucu gazla birlikte hareket eder. Sistem durduğunda, ortam koşullarına bağlı olarak soğutucu akışkan boruda yoğuşabilir. Bu, sistem yeniden başlatıldığında sıvı soğutucu kompresörün içine çekilirse topaklanmaya neden olabilir.

İyi bir yağ dönüşünü sağlamak için, emme hatları soğutucu akışkan akışı yönünde 1/8 inç (10,4 mm/m) eğimli olmalıdır. Evaporatör, kapalı çevrimler sırasında büyük miktarda yoğuşmuş soğutucu akışkan içerme potansiyeline sahip olduğundan, evaporatör bağlantıları özel bakım gerektirir. Yoğuşmuş soğutucu akışkanın topaklanmasını en aza indirmek için, evaporatörler aşağıdaki Şekillerde gösterildiği gibi ters bir kapanla emme hattından izole edilmelidir:

Kapan, kompresöre gitmeden önce buharlaştırıcının üst kısmının üzerine kadar uzanmalıdır.

1. Birden fazla evaporatörde, emme boruları, basınç düşüşleri eşit olacak ve bir serpantinden gelen soğutucu akışkan ve yağ başka bir serpantine akmayacak şekilde tasarlanmalıdır.
2. Yoğuşmuş soğutucuyu kompresöre akmadan önce yakalamak için yükselticilerin alt kısmında tuzaklar kullanılabilir. Ara tuzaklar, basınç düşüşüne katkıda bulundukları için uygun boyutlu bir yükselticide gereksizdir.
3. Genellikle ticari olarak üretilen iklimlendirme ekipmanlarında, kompresörler ünitenin yan tarafındaki ortak bir bağlantıya “hazır borulanmıştır”.
4. Soğutucu akışkanın kompresöre girmeden önce temizlenmesine yardımcı olmak için emiş hattı filtre kurutucuları mevcuttur. Önemli bir basınç düşüşünü temsil ettiklerinden, yalnızca koşullar gerektiriyorsa, örneğin kompresör yandıktan sonra eklenmelidirler. Bu örnekte, emme filtresi kurutucusu genellikle yedek kompresörün alışma süresinden sonra çıkarılır. Emme filtresi kurutucuları önemli miktarda yağ yakalar, bu nedenle yağ tahliyesini desteklemek için üreticinin teknik özelliklerine göre kurulmalıdırlar.

Deşarj Hatları

Tahliye gazı hatları (genellikle sıcak gaz hatları olarak anılır), soğutucu akışkanın kompresörün tahliyesinden kondansatörün girişine akmasına izin verir. Tahliye hatlarının daha küçük boyutlandırılması, kompresör kapasitesini azaltacak ve kompresör işini artıracaktır. Tahliye hatlarının aşırı boyutlandırılması, projenin ilk maliyetini artırır ve yağı kompresöre geri taşımak için yetersiz soğutucu gaz hızına neden olabilir. Aşağıdaki rakamlar.

Tahliye Hattı Boru Detayları

Tahliye hatları hem soğutucu akışkan buharını hem de yağı taşır. Soğutucu kapatma döngüsü sırasında yoğuşabileceğinden, borular sıvı soğutucu ve yağın kompresöre geri akmasını önleyecek şekilde tasarlanmalıdır. Kapatma döngüleri sırasında kompresöre geri akmadan önce yağı ve yoğuşmuş soğutucuyu yakalamak için yükselticilerin altına tuzaklar eklenebilir. Yükselticilerdeki ara tuzaklar, basınç düşüşünü artırdıkları için uygun boyutlu bir yükselticide gereksizdir. Tahliye hatları, soğutucu akışkanın kondansatöre doğru akışı yönünde 1/8 inç başına fit (10,4 mm/m) eğimli olmalıdır.

Kompresörün üzerine bir kondansatör yerleştirildiğinde, sıvı soğutucu akışkanın kapalı çevrimler sırasında kompresöre geri akmasını önlemek için kondenser girişine ters çevrilmiş bir kapan veya çek valf takılmalıdır. Bazı durumlarda (yani pistonlu kompresörlerde), titreşimleri (titreşime neden olan) en aza indirmek için boşaltma hattına bir boşaltma susturucusu takılır. Yağ, tahliye susturucusunda kolayca tutulur, bu nedenle boruların yatay veya aşağı akış kısmına, kompresöre mümkün olduğunca yakın yerleştirilmelidir.

Çoklu Soğutma Devreleri

Kontrol ve fazlalık için, birçok soğutma sistemi iki veya daha fazla soğutma devresi içerir. Her devre ayrı tutulmalı ve tek bir sistemmiş gibi tasarlanmalıdır. Bazı durumlarda, tek bir soğutma devresi birden fazla evaporatöre hizmet eder, ancak birden fazla soğutma devresi asla tek bir evaporatöre bağlanmamalıdır. Yaygın bir hata, tek devreli bir evaporatör serpantinli iki devreli bir yoğuşturma ünitesi kurmaktır.

Bu Şekil, çoklu devreler içeren yaygın DX bobinlerini göstermektedir. Geçmeli en yaygın olanıdır. Her biri tek devreli, aynı sisteme monte edilmiş ve özel bir soğutma devresine bağlı ayrı serpantinlere sahip olmak mümkündür.

En yaygın iklimlendirme uygulamalarında her devre için bir evaporatör bulunurken, birden fazla evaporatörü tek bir soğutma devresine bağlamak mümkündür.

Aşağıdaki şekil, iki DX bobinine hizmet veren tek bir soğutma devresini göstermektedir. Her bobinin kendi solenoid ve termal genleşme valfine sahip olduğunu unutmayın. Her distribütör için bir TX valfi bulunmalıdır. Evaporatörler bağımsız olarak çalıştırılacaksa (yani kapasite kontrolü için) ayrı solenoidler kullanılmalıdır. Her iki evaporatör aynı anda çalışacaksa, ortak bir boruda tek bir solenoid valf kullanılabilir.