Руководство по выбору конденсаторного агрегата: как правильно выбрать агрегат для холодильных камер

Монтажник холодильной камеры однажды сообщил о новом конденсаторном блоке, которому потребовалось четыре часа, чтобы снести охлаждаемую комнату площадью 200 м² вместо указанных двух. Компрессор перегревался, давление нагнетания было в норме, но давление всасывания оставалось значительно ниже расчетного значения. Причина была проста: установка была выбрана на основе общей площади помещения и общей практической таблицы, без расчета загрузки продукции, поступающей каждое утро. В этом руководстве процесс определения размера конденсаторного агрегата описан в том же порядке, в котором его должен выполнять инженер по холодильному оборудованию, и показывает, почему важен каждый шаг.

Главный вывод таков: правильно подобранный конденсаторный агрегат работает стабильно, поддерживает температуру в помещении в допустимых пределах и сводит к минимуму потребление энергии. Негабаритный агрегат имеет короткие циклы; агрегат недостаточного размера работает постоянно и перегревается. И то и другое снижает надежность компрессора. Выполнение пяти приведенных ниже шагов по определению размера позволит предотвратить подобные сбои.

Почему важен размер конденсаторного агрегата

Первое, что нужно понять, — это последствия неправильного выбора размера. Короткая циклическая работа является наиболее распространенным признаком слишком большого агрегата: компрессор запускается, снижает давление всасывания за несколько секунд, затем останавливается, потому что система управления включается и выключается слишком быстро. Масло никогда не возвращается в картер, сгорает контактор, выходят из строя тарелки клапанов. В агрегате меньшего размера температура в помещении повышается при пиковой нагрузке, компрессор продолжает работать с высокой степенью сжатия, а температура нагнетания приводит к разложению масла и образованию кислоты.

На кольцевой диаграмме выше показано, что обычно показывают записи по техническому обслуживанию, когда фактическая установленная мощность сравнивается с расчетной расчетной нагрузкой холодильных камер для продуктов питания и напитков.

Шаг 1. Рассчитайте холодильную нагрузку

Расчет нагрузки определяет, сколько киловатт охлаждения необходимо в помещении в худший момент дня. Полная нагрузка представляет собой сумму четырех составляющих:

• Передача через стену и крышу. Тепло поступает через изоляцию снаружи. Его размер зависит от толщины панели, общей площади поверхности и разницы температур наружного воздуха.
• Загрузка продукта. Самая большая переменная в пищевых помещениях. Охлаждение 500 кг овощей от 25 °C до 2 °C требует гораздо меньших мощностей, чем заморозка 500 кг мяса до -20 °С.
• Смена воздуха и инфильтрация. Каждый дверной проем втягивает теплый воздух. Помещения с частой погрузкой и разгрузкой здесь нуждаются в серьезном допуске.
• Внутренние источники тепла. Двигатели вентиляторов испарителя, освещение, вилочные погрузчики, люди и электрические обогреватели оттаивания — все это добавляет тепло, которое необходимо отводить.

На диаграмме показана типичная морозильная камера площадью 100 м² с потреблением 500 кг замороженных продуктов в день. Сложите полученные значения, затем умножьте результат на 1,10-1,15 для разморозки и понижения температуры. Обычная предварительная перекрестная проверка составляет 150–250 Вт/м² для холодильной камеры с температурой -18 °C, но это число никогда не должно заменять покомпонентный расчет. Две комнаты одинакового размера могут легко отличаться по нагрузке на 30% просто потому, что в одной из них часто ходят двери.

Для большинства холодильных камер конденсаторный агрегат с воздушным охлаждением является практичным первым выбором, поскольку он прост в установке и не требует потребления воды.

Конденсаторный агрегат с воздушным охлаждением для установки в холодильной камере Эта автономная установка с воздушным охлаждением включает в себя компрессор, конденсатор и системы управления, не требуя источника воды. Он подходит для холодильных камер, где приоритетными являются простота установки и простота обслуживания, что делает его практичной отправной точкой для выбора мощности. Посмотреть продукт →

Шаг 2. Установите условия испарения и конденсации.

Конденсаторный агрегат не имеет единого значения производительности. Тот же компрессор при температуре испарения -30 °С производит примерно половину мощности того же компрессора при температуре испарения -10 °С. Поэтому, прежде чем открывать любую рейтинговую таблицу, определите рабочую точку.

Для системы прямого испарения установите температуру испарения примерно на 8–12 К ниже требуемой комнатной температуры. Меньшая разница температур означает более крупные змеевики испарителя и более влажное помещение; больший диаметр вытягивает больше влаги, но заставляет компрессор работать при низком давлении всасывания. В таблице ниже показаны условия, обычно используемые в коммерческом холодильном оборудовании.

Затем зафиксируйте температуру конденсации. Для конденсатора с воздушным охлаждением температура конденсации равна температуре окружающей среды плюс 10–15 К, поэтому в месте, где летний пик достигает 42 °C, конденсатор будет работать при температуре 52–57 °C. Это повышает давление нагнетания и снижает объемный КПД. Для агрегатов с водяным охлаждением температура конденсации равна температуре воды на выходе плюс 5–8 К, что остается гораздо более стабильным в течение дня.

В жарком климате существует два практических решения: выбрать конденсатор с воздушным охлаждением и большой площадью змеевика или перейти на конденсаторный агрегат с водяным охлаждением. Агрегат с водяным охлаждением поддерживает низкое давление конденсации и снижает энергопотребление, но для него требуется градирня или надежный водопровод.

Конденсаторный агрегат с водяным охлаждением для жаркого климата Этот агрегат с водяным охлаждением, предназначенный для поддержания низкого давления конденсации и снижения энергопотребления, подходит для мест с градирней или надежным водоснабжением. Его конденсатор отводит как охлаждающую нагрузку, так и тепло компрессора, обеспечивая высокую охлаждающую способность в жарких условиях. Посмотреть продукт →

Шаг 3: Балансировка компрессора и конденсатора

Конденсаторный агрегат представляет собой согласованную пару. Компрессор производит охлаждающую способность, но он также потребляет электроэнергию, которая превращается в тепло. Конденсатор должен отводить и то, и другое: холодопроизводительность плюс тепло двигателя компрессора. Как правило, необходимый теплоотвод в 1,2-1,35 раза превышает производительность компрессора в расчетной точке.

Если конденсатор меньшего размера, давление конденсации возрастает, потребление энергии увеличивается, и компрессор работает с более высокой степенью сжатия. Если размер конденсатора слишком велик, агрегат работает при более низкой температуре конденсации, что обычно повышает эффективность, но дополнительная площадь змеевика и мощность вентилятора стоят денег. На приведенной ниже диаграмме показано, как изменяется производительность агрегата при повышении температуры наружного воздуха.

На этом рисунке агрегат с воздушным охлаждением рассчитан на температуру окружающей среды 35 °C. Когда температура наружного воздуха поднимается до 45 °C, доступная производительность падает более чем на 15 %, поскольку повышается температура конденсации и падает объемный КПД компрессора. Поэтому калибровку необходимо проверять при наихудшей летней температуре, а не при средней сезонной температуре.

Чтобы сбалансировать пару, сначала выберите компрессор, а затем дайте конденсатору достаточную площадь поверхности, чтобы отводить тепло при расчетной температуре конденсации. Если вам нужно сравнить варианты, начните с ассортимент конденсаторной продукции для соответствия катушки выбранной мощности компрессора.

Если машинное помещение компактно или предпочтителен монтаж на открытом воздухе, компрессорно-конденсаторный агрегат коробчатого типа объединяет компрессор, конденсатор, ресивер и элементы управления в одном защищенном от атмосферных воздействий корпусе.

Компактный конденсаторный агрегат коробчатого типа для небольших помещений Этот защищенный от атмосферных воздействий корпус объединяет компрессор, конденсатор, ресивер и элементы управления, занимая меньшую площадь и упрощая мобильность. Идеально подходит для малых предприятий, семейных ферм или туристических курортов, подходит для компактных машинных помещений или для установки на открытом воздухе в условиях ограниченного пространства. Посмотреть продукт →

Шаг 4. Примените коэффициенты снижения номинальных характеристик и поправочные коэффициенты

Каталожные емкости измеряются на чистом испытательном стенде при номинальном напряжении. Реальные установки теряют мощность. Что бы ни говорило программное обеспечение для выбора или таблица номинальных характеристик, исправьте их с учетом следующих условий:

• Высота выше 1000 м. Более разреженный воздух снижает как теплопередачу в конденсаторе, так и массовый расход через компрессор. Снижение номинальных характеристик примерно на 3% на каждые 500 м высоты выше 1000 м.
• Длинные магистрали хладагента. Падение давления в трубах смещает давление испарения вниз и давление конденсации вверх. Вертикальные стояки длиной 10 м и более могут заметно снизить полезную мощность, если напорный трубопровод не будет правильно подобран по размеру.
• Низкое напряжение питания. Двигатели компрессоров и вентиляторы конденсатора теряют крутящий момент при падении напряжения. Изменение напряжения на -10% снижает мощность двигателя и поток воздуха.
• Циклы разморозки. Электрическое размораживание обеспечивает тепло в помещении; оттайка горячим газом прерывает работу испарителя на несколько минут. Предусмотрите дополнительную вместимость на 10–20 % для морозильных камер с сильными морозными нагрузками.

Затем прибавляйте запас прочности к расчетной нагрузке, а не к агрегату. Умножение конечной мощности агрегата на 1,1 вместо умножения нагрузки на 1,1 приводит к увеличению агрегата, чем необходимо, и к проблемам короткого цикла, описанным ранее.

В установках холодовой цепи, которые работают с небольшой нагрузкой в ​​течение длительного времени, имейте в виду, что слишком малая нагрузка может быть столь же вредной, как и слишком большая: низкое давление конденсации приводит к образованию выхлопных газов в расширительном клапане и плохому возврату масла в компрессор. Если вы проектируете переменные нагрузки, прочтите Опасности низкого давления конденсации и методы борьбы с ними прежде чем завершить заказ.

Шаг 5. Проверьте рейтинговую таблицу производителя.

Последний шаг – проверка выбранной модели по таблице номиналов на точные температуры испарения и конденсации. В таблице ниже приведен наглядный пример типичного среднетемпературного агрегата с воздушным охлаждением; всегда используйте актуальные данные, опубликованные для конкретной модели, которую вы планируете купить.

Прочтите строку при температуре испарения и столбец при температуре конденсации. Если ближайший ряд дает большую мощность, чем рассчитанная вами нагрузка плюс запас прочности, модель приемлема. Если зазор слишком мал, выберите следующий размер корпуса или выберите устройство с конденсатором большего размера.

Часто задаваемые вопросы

Могу ли я использовать конденсаторный агрегат большего размера для более быстрого понижения температуры?

Более крупный агрегат быстрее опускает теплую комнату, но как только комната достигает температуры, он сокращает циклы, плохо возвращает масло и изнашивает компрессор. Если требуется быстрое снижение мощности, используйте агрегат с регулировкой производительности или установите два компрессора меньшего размера, которые могут работать вместе во время снижения мощности и поочередно при частичной нагрузке.

Что произойдет, если мой конденсаторный блок окажется слишком маленьким?

Установка работает непрерывно, температура в помещении повышается во время пиковой нагрузки, компрессор работает с высокой степенью сжатия, а температура нагнетания повышается. В итоге срабатывает термозащита. Продукты по-прежнему могут замерзать, но не с необходимой скоростью, а потребление энергии на килограмм продукта возрастает.

Насколько увеличенный размер конденсатора повышает эффективность?

Снижение температуры конденсации на 5–10 К может повысить эффективность компрессора на несколько процентов. Однако добавление к конденсатору одного типоразмера увеличивает мощность вентилятора и стоимость приобретения. В жарком климате часто бывает полезно сделать одну большую ступеньку на конденсаторе; два шага редко окупаются.

Нужен ли мне расчет нагрузки на каждую комнату?

Да, хотя бы структурированную оценку. Практические правила для площади пола не учитывают движение дверей, поступление продуктов, состояние изоляции и экстремальные условия окружающей среды. Систематический расчет нагрузки занимает менее часа и дает уверенность в том, что указанный вами агрегат удержит помещение в самый жаркий день года.

Окончательный контрольный список перед заказом

1. Расчетная общая нагрузка, включая запас прочности 10–15 %, выраженная в кВт.
2. Температуру испарения подбирайте по таблице применения.
3. Температура конденсации выбрана на основе наихудшей температуры окружающей среды или воды.
4. Применено снижение номинальных характеристик в зависимости от высоты, длины линии и оттаивания.
5. Проверьте таблицу номинальных значений для точных условий испарения и конденсации.
6. Подтверждено, что производительность испарителя и расширительного клапана соответствуют конденсаторному агрегату.
7. Предназначен для контроля производительности, если нагрузка в помещении сильно меняется в дневное и ночное время.

Время, потраченное на эти проверки, — небольшая цена по сравнению с вышедшим из строя компрессором в середине сезона. Укажите нагрузку, сопоставьте условия, проверьте номинал, и конденсаторный агрегат прослужит годы безотказной работы.