How it Works
Danfoss
Loading...
#
I
Loading...
Loading...
Industrial refrigeration systems
Application guide [ru]
152 pgs13.32 Mb0

Danfoss Industrial refrigeration systems Application guide [ru]

Download
Руководство по проектированию
Промышленных холодильных систем
www.danfoss.com/ir
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Содержание Стр.
Аннотация........................................................................................................ 3
1. Введение....................................................................................................... 4
2. Регулирование работы компрессоров .........................................................................6
2.2 Регулирование температуры нагнетания впрыском жидкого хладагента ...............................10
2.3 Регулирование давления в картере компрессора.......................................................13
2.4 Предотвращение обратного потока хладагента.........................................................14
2.5 Выводы .................................................................................................15
2.6 Справочная документация ..............................................................................16
3. Регулирование работы конденсаторов........................................................................17
3.1
Конденсаторы с воздушным
3.2 Испарительные конденсаторы..........................................................................22
3.3 Конденсаторы с водяным охлаждением ................................................................25
3.4 Выводы .................................................................................................27
3.5 Справочная документация ..............................................................................27
4. Регулирование уровня жидкости .............................................................................28
4.1 Система регулирования уровня жидкости высокого давления (HP LLRS)................................28
4.2 Система регулирования уровня жидкости низкого давления (LP LLRS) .................................32
4.3 Выводы .................................................................................................36
5. Регулирование работы испарителей..........................................................................37
5.5 Испарители с несколькими
5.6
Регулирование температуры
6. Системы смазки ...............................................................................................59
7. Системы защиты ..............................................................................................70
8. Регулирование работы
9. Прочее оборудование ........................................................................................84
10. Применение CO2 в системах охлаждения ....................................................................93
10.1 CO2 в качестве хладагента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
10.2 CO2 в качестве хладагента промышленных систем охлаждения ........................................95
10.5 Эффективность ........................................................................................100
10.6 Масло в системах на CO2...............................................................................100
10.7 Сравнение требований к компонентам систем на CO2, аммиаке и R134a ..............................102
10.8 Вода в системах на CO2 ................................................................................104
10.9 Удаление воды ........................................................................................107
10.10 Возможные причины попадания воды в ситему на CO2...............................................111
10.11 Различные особенности систем охлаждения на CO2..................................................112
11. Насосная подача CO2 в
12. Способы регулирования работы систем охлаждения на CO2................................................125
13. Проектирование субкритических систем охлаждения на CO2 ..............................................126
13.1 Электронная система регулирования уровня жидкости...............................................126
13.2 Оттайка горячим газом
14. Компоненты компании Данфосс для субкритических систем охлаждения на CO2 ..........................129
15. Полный ассортимент изделий из нержавеющей стали .....................................................131
16. Приложение ................................................................................................133
16.1 Типовые системы охлаждения.........................................................................133
17. Двухпозиционное и плавное регулирование ...............................................................138
17.1 Двухпозиционное регулирование.....................................................................139
17.2 Плавное регулирование...............................................................................140
Список справочной документации в алфавитном порядке .....................................................146
циркуляционного насоса ..............................................................79
охлаждением...............................................................17
температурными уровнями .................................................54
контролируемой среды ....................................................55
промышленных
воздухоохладителей систем
системах охлаждения ..............................................115
охлаждения с насосной подачей CO2 ............127
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 1
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Аннотация
Данное руководство предназначено для исполь­зования в качестве справочного материала. Его целью является разъяснение различных вопро­сов, связанных с регулированием работы про­мышленных систем охлаждения, рассмотрени­ем различных принципов регулирования и примерами использования компонентов, раз­работанных подразделением промышленных систем охлаждения компании Данфосс (Danfoss Industrial Refrigeration). Схемы приведены без­относительно производительности систем, по­этому при выборе того или иного технического решения для конкретной системы необходимо учитывать ее эксплуатационные параметры.
На приведенных схемах показаны не все клапа­ны. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
При проектировании холодильных установок необходимо пользоваться иными материалами и средствами, а именно, каталогами компаний­производителей оборудования и программным обеспечением для выполнения расчетов (напри­мер, каталогом Danfoss Industrial Refrigeration и ПО DIRcalc).
DIRcalc - это программное обеспечение для расчета и подбора клапанов Данфосс для про­мышленных систем охлаждения. Программа DIRcalc распространяется бесплатно. Пожалуйста ,обратитесь в отдел продаж бли­жайшего представительства компании Данфосс.
При возникновении вопросов по способам регулирования, их применению и устройствам регулирования, представленным в данном ру­ководстве, обращайтесь в компанию Данфосс.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 3
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
10-2012
1. Введение
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления Жидкий хладагент низкого давления Масло
Система охлаждения с насосной подачей хладагента
Компрессор
Маслоотделитель
Маслоохладитель
Испаритель
Конденсатор
Ресивер
Отделитель
жидкости
Расширительный клапан 1
Циркуляционный насос
Danfoss
Tapp_0015_02
Регулирование работы компрессоров
À
С какой целью?
– Во-первых, для поддержания на заданном уровне давления всасывания;
– Во-вторых, для обеспечения надежной работы компрессора (пуск /останов и т.д.)
Каким образом?
– Регулированием производительности комп­ рессора в соответствии с тепловой
нагрузкой на систему охлаждения путем перепуска горячего газа со стороны высокого давления на сторону низкого давления, шаговым регу­ лированием производительности путем включения/отключения компрессора или регулированием числа оборотов вала комп­ рессора;
– Путем установки обратного клапана на линии нагнетания системы для предотвращения обратного потока хладагента в компрессор;
– Поддержанием давления и температуры хладагента на входе и выходе компрессора в заданном рабочем диапазоне.
Регулирование параметров масла
Á
С какой целью?
– Для поддержания оптимальной температуры и давления масла, обеспечивающих надеж­ ную работу компрессора.
Каким образом?
– Давление масла: поддержанием и регулиро­ ванием перепада давления на компрессоре для обеспечения циркуляции масла, поддер­ жанием давления в картере компрессора (только в поршневых компрессорах);
– Температура масла: перепуском части масла в обход маслоохладителя; регулированием расхода охлаждающего воздуха или воды в маслоохладителе;
– Уровень масла: за счет возврата масла в компрессор в аммиачных системах и низко­ температурных системах с фторсодержащими хладагентами.
4 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
1. Введение
(продолжение)
Регулирование работы конденсаторов
Â
С какой целью?
– Для поддержания давления конденсации выше минимально допустимого значения, для обеспечения достаточного расхода хла­ дагента через расширительные устройства;
– Для обеспечения правильного распределе­ ния хладагента в системе.
Каким образом?
– Включением/отключением или регулирова­ нием частоты вращения вентиляторов кон­ денсатора, регулированием расхода охлаж­ дающей воды, подтоплением конденсатора жидким хладагентом.
Регулирование уровня жидкости
Ã
С какой целью?
– Для обеспечения необходимого расхода жидкого хладагента со стороны высокого давления на сторону низкого давления в соответствии с фактической тепловой наг­ рузкой на систему;
– Для обеспечения безотказной и надежной работы расширительных устройств.
Каким образом?
– Регулированием степени открытия расши­ рительного устройства в соответствии с из­ менением уровня жидкости.
Регулирование работы насосов хладагента
Ä
С какой целью?
– Для обеспечения безотказной работы насоса путем поддержания расхода хладагента через насос в допустимом рабочем диапазоне;
– Для поддержания постоянной разности давлений на насосе в некоторых системах.
Регулирование работы испарителей
Å
С какой целью?
– Во-первых, для поддержания постоянной температуры контролируемой среды;
– Во-вторых, для оптимизации работы испари­ телей;
– Для систем с непосредственным кипением: для предотвращения попадания жидкого хладагента из испарителя в линию всасывания компрессора.
Каким образом?
– Изменением расхода хладагента через испа­ ритель в соответствии с тепловой нагрузкой на систему;
– Оттайкой испарителей.
Системы защиты
Æ
С какой целью?
– Для предотвращения непреднамеренного повышения или понижения давления в сосудах до нерасчетного уровня;
– Для защиты компрессора от повреждения вследствие гидравлического удара, перегрузки,
нехватки масла, высокой температуры и т.д.;
– Для защиты насоса от повреждения вслед­ ствие кавитации.
Каким образом?
– Путем установки предохранительных клапанов на сосудах и в других необходимых местах;
– Отключением компрессора или насоса при выходе входного/выходного давления или разности давлений за допустимые пределы;
– Отключением системы охлаждения или части системы, при превышении допустимого уровня жидкости в отделителе жидкости или ресивере.
Каким образом?
– Организацией обводного контура для под­ держания расхода хладагента через насос выше минимально допустимого значения;
– Отключением насоса при его неспособности обеспечить достаточный перепад давления;
– Установкой регулятора давления.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 5
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
2. Регулирование работы компрессоров
2.1 Регулирование производительности компрессоров
Компрессор — это «сердце» системы охлажде­ния. Он выполняет две основные функции:
1. Поддержание давления в испарителе на уровне, обеспечивающем кипение жидкого хладагента при требуемой температуре;
2. Сжатие хладагента до состояния, необходи­ мого для его конденсации при нормальной температуре эксплуатации.
Следовательно, основной задачей регулирова­ния компрессора является регулирование его производительности в соответствии с фактичес­кой тепловой нагрузкой на систему охлаждения, с целью поддержания требуемой температуры кипения хладагента.
Как правило, компрессор системы охлаждения выбирается из условия обеспечения произво­дительности, соответствующей максимально возможной тепловой нагрузке на систему. Однако, в условиях нормальной эксплуатации тепловая нагрузка на систему является, как правило, меньше расчетной. Отсюда следует, что необходимость обеспечения регулирова­ния производительности компрессора в соот­ветствии с фактической тепловой нагрузкой на систему является непременным условием. Ниже приведены несколько общеизвестных способов регулирования производительности компрессоров:
1. Ступенчатое регулирование производительности.
Ступенчатое регулирование производитель­ности подразумевает разгрузку цилиндров в многоцилиндровом компрессоре, открытие и закрытие всасывающих каналов винтового компрессора, включение и отключение отдель­ных компрессоров в многокомпрессорных сис­темах. Этот способ регулирования прост и удо­бен. Кроме того, при частичной тепловой на­грузке эффективность системы уменьшается незначительно. Данный способ особенно под­ходит для систем с несколькими многоцилин­дровыми поршневыми компрессорами.
2. Регулирование производительности с помощью золотникового клапана.
Использование золотникового клапана являет­ся наиболее распространенным способом регу­лирования производительности винтовых ком­прессоров. Принцип действия золотникового клапана с гидравлическим приводом (масло) обеспечивает возможность перепуска части пара на линии всасывания в обход компрессора. Золотниковый клапан обеспечивает возмож­ность плавного и непрерывного регулирования производительности компрессора от 100 до 10% от номинальной величины. Однако, эффек­тивность системы при частичной тепловой грузке заметно уменьшается.
на-
Если производительность компрессора будет больше необходимой, давление и температура кипения будут ниже требуемых значений, и наоборот.
Кроме того, для обеспечения оптимальных ус­ловий эксплуатации не следует допускать рабо­ту компрессора вне диапазона допустимых температур и давлений.
3. Регулирование производительности изменением числа оборотов вала.
Этот эффективный способ регулирования производительности применим ко всем типам компрессоров. Изменение числа оборотов вала компрессора осуществляется с помощью двух­скоростного электродвигателя или преобразо­вателя частоты. Двухскоростной электродви­гатель регулирует производительность ком­прессора, вращаясь с высокой скоростью при большой тепловой нагрузке на систему (т. е. в режиме захолаживания) и с низкой скоростью при малой тепловой нагрузке (т. е. в режиме хранения).Преобразователь частоты обеспечи­вает непрерывное изменение числа оборотов в зависимости от фактической тепловой на­грузки на систему. Преобразователь частоты обеспечивает соблюдение требований по ми­нимально и максимально допустимому числу оборотов, регулированию температуры и дав­ления, защите электродвигателя компрессора и максимально допустимому току и крутящему моменту. Преобразователи частоты обеспечи­вают низкий уровень пускового тока.
4. Регулирование производительности путем перепуска горячего пара.
Этот способ регулирования применим к ком­прессорам постоянной производительности и в основном применятеся в коммерческих холодильных установках. Для регулирования производительности компрессора часть горя­чего газа перепускается из линии нагнетания в контур низкого давления. При этом холодо­производительность системы уменьшается как за счет уменьшения подачи жидкого хладагента в испаритель, так и за счет сброса части тепла в контур низкого давления.
6 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Danfoss Tapp_0016 10-2012
Пример 2.1.1: Ступенчатое регулирование производительности компрессора
Из отделителя жидкости/ испарителя
В конденсатор
Масло­отделитель
Парообразный хладагент высокого давления Парообразный хладагент низкого давления Масло
Ступенчатый регулятор
À
(контроллер)
Датчик давления
Á
Поршневой компрессор
Для ступенчатого регулирования производи­тельности компрессора применяется ступенча­тый контроллер EKC 331 À. EKC 331 представ­ляет собой четырехступенчатый контроллер с четырьмя релейными выходами. Он осущест­вляет нагрузку и разгрузку компрессоров/ поршней или электродвигателя компрессора по сигналу датчиков давления AKS 33 Á или AKS 32R, установленных на линии всасывания. Контроллер ЕКС 331 с нейтральной зоной может регулировать производительность системы с четырьмя компрессорами одинаковой фикси­рованной мощности или с двумя компрессора­ми регулируемой мощности (каждый из кото­рых имеет разгрузочный клапан).
Контроллер модели ЕКС 331Т способен прини­мать сигнал от датчика температуры РТ 1000, применение которого может понадобиться для работы вспомогательных систем.
Регулирование нагрузки осуществляется при выходе измеренного контролируемого значе­ния давления за пределы нейтральной зоны (в заштрихованные области «+ zone» и «− zone»)
При выходе регулируемого параметра за пре­делы заштрихованных областей (обозначены как «++ zone» и «-- zone») включение/отключе­ние регулирующего устройства будет происхо­дить гораздо быстрее.
Более подробная информация приведена в руководстве по эксплуатации контроллера ЕКС 331(Т) компании Данфосс.
Регулирование с нейтральной зоной Нейтральная зона (NZ) представляет собой зону
Зона––
нечувствительности вблизи уставки регулиру­емого параметра, в пределах которой нагруз­ка/разгрузка компрессора не осуществляется.
Технические характеристики
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 7
Хладагенты Все хладагенты, включая R717 Все хладагенты, включая R717 Рабочий диапазон давлений [бар] От –1 до 34 От –1 до 34 Максимальное рабочее давление PB [бар] 55 (в зависимости от диапазона) 60 (зависит от диапазона) Рабочий диапазон температур [°C] От –40 до 85
Диапазон компенсированной температуры [°C]
Номинальный выходной сигнал От 4 до 20 мA От 10 до 90% от напряжения питания
Хладагенты Все хладагенты, включая R717 Все хладагенты, включая R717 Рабочий диапазон давлений [бар] От 0 до 60 (в зависимос ти от диапазона) От –1 до 39 (в зависимости от диапазона) Максимальное рабочее давление PB [бар] 100 (в зависимости от диапазона) 60 (в зависимости от диапазона) Рабочий диапазон температур [°C] От –40 до 80 От –40 до 85
Диапазон компенсированной температуры [°C]
Номинальный выходной сигнал От 4 до 20 мА от 1 до 5 В или от 0 до 10 В
Датчик давления AKS 33 Датчик давления AKS 32R
Для низкого давления: от –30 до +40
Для высокого давления: от 0 до +80
Датчик давления AKS 3000 Датчик давления AKS 32
Для низкого давления: от –30 до +40 Для высокого давления: от 0 до +80
Для низкого давления: от –30 до +40 Для высокого давления: от 0 до +80
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Danfoss
Tapp_0017
10-2012
Пример 2.1.2: Регулирование производительности компрессора путем перепуска горячего газа
Компрессор В конденсатор
Масло­отделитель
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Парообразный хладагент низкого давления Жидкий хладагент низкого давления Масло
Запорный клапан
À
Регулятор
Á
производительности
Запорный клапан
Â
Технические характеристики
Испаритель
Перепуск горячего газа применятеся для ре­гулирования холодопроизводительности ком­прессоров постоянной производительности. Для регулирования расхода перепускаемого горячего газа используется сервоприводный клапан ICS Á с управлением от пилотного кла­пана CVC по давлению в линии всасывания. Клапан CVC представляет собой пилотный кла-
Сервоприводный клапан с пилотным управлением ICS
Материал Корпус клапана: низкотемпературная сталь Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717 и R744 Температура контролируемой среды [°C] От –60 до +120 Максимальное рабочее давление [бар} 52 Присоединительный размер DN [мм] От 20 до 150
пан, управляемый противодавлением, который открывает клапан ICS и увеличивает расход горя­чего газа при снижении давления всасывания ниже заданной величины. Благодаря этому дав­ление в линии всасывания компрессора поддер­живается на постоянном уровне, и холодопро­изводительность компрессора соответствует фактической тепловой нагрузке на систему.
Из ресивера
Пилотный клапан CVC (LP)
Хладагенты Все общепринятые хладагенты Температура контролируемой среды [°C] От –50 до 120
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
Максимальное рабочее давление [бар} На стороне высокого давления: 28
Диапазон давлений [бар] От –0.45 до 7 Пропускная способность Kv [м3/ч] 0.2
Хладагенты Все общепринятые хладагенты Температура контролируемой среды [°C] От –50 до 120 Максимальное рабочее давление [бар} На стороне высокого давления: 52
Диапазон давлений [бар] От 4 до 28 Пропускная способность Kv [м3/ч] 0.2
На стороне низкого давления: 17
Пилотный клапан CVC (XP)
На стороне низкого давления: 28
8 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 2.1.3: Регулирование производительности компрессора путем изменения числа оборотов вала
Danfoss
Tapp_0139
10-2012
Из отделителя жидкости/ испарителя
В маслоотделитель
Парообразный хладагент высокого давления Парообразный хладагент низкого давления
Преобразователь частоты
À
Контроллер
Á
Датчик давления
Â
Из отделителя жидкости/ испарителя
PLC/OEM
контроллер
Из отделителя жидкости/ испарителя
Регулирование производительности с помощью частотного преобразователя дает следующие преимущества:
Энергосбережение Улучшенное регулирование и более высокое
качество продуктов Снижение уровня шума Продление срока службы оборудования Удобство монтажа Простота использования. Обеспечивает
точное регулирование системы
В маслоотделитель
В маслоотделитель
Технические характеристики
Диапазон мощности От 1.1 кВт до 45 кВт От 1.1 кВт до 250 кВт До 1200 кВт
Напряжение 200-240 В 380-480 В 200-690 В Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 9
Преобразователь частоты AKD 102
Преобразователь частоты VLT FC 102 / FC 302
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Danfoss Ta 10-2012
2.2 Регулирование температуры нагнетания впрыском жидкого хладагента
Пример 2.2.1: Впрыск жидкого хладагента при помощи терморегулирую­щего инжекторного клапана
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Парообразный хладагент низкого давления Жидкий хладагент низкого давления Масло
Изготовители компрессоров обычно рекомен­дуют ограничивать температуру нагнетания газа во избежание перегрева и сокращения срока службы оборудования, а также разложе­ния масла при высоких температурах.
Из диаграммы «p-h» (диаграмма «давление­энтальпия») видно, что температура нагнетания повышается при:
работе компрессора в условиях большого перепада давления;
всасывании компрессором существенно перегретого пара;
регулировании производительности компрессора путем перепуска горячего газа.
Из отделителя жидкости/ испарителя
Впрыск масла
Существует несколько способов снижения тем­пературы нагнетания газа. Один из них заклю­чается в установке в поршневых компрессорах охлаждаемых водой головок цилиндров. Другой способ состоит во впрыске жидкого хла­дагента, взятого на выходе из конденсатора или ресивера, в линию всасывания, промежуточный охладитель или боковой порт винтового ком­прессора.
Компрессор
В маслоотделитель
Запорный клапан
À Á Соленоидный клапан Â Терморегулирующий
инжекторный клапан
à Запорный клапан Ä Реле температуры
Технические характеристики
pp_0018
В случае превышения значения температуры нагнетания, заданного реле температуры RT 107 Ä, это реле температуры подает питание на соленоидный клапан EVRA Á, через который жидкий хладагент начнет поступать в боковой
Терморегулирующий инжекторный клапан TEAT Â регулирует расход впрыскиваемой жидкости в зависимости от температуры нагнетания, что предотвращает ее дальнейший рост.
порт винтового компрессора.
Реле температуры RT
Хладагенты Все фторсодержащие хладагенты и R717(аммиак) Степень защиты корпуса IP 66/54
Максимальная температура термобаллона [°C]
Температура окружающей среды [°C] От –50 до 70 Диапазон регулирования [°C] От –60 до 150 Дифференциал Δt [°C] От 1.0 до 25.0
Хладагенты Все фторсодержащие хладагенты и R717(аммиак) Диапазон регулирования [°C] Максимальная температура термобаллона: 150°C
Максимальное рабочее давление [бар] 20 Номинальная производительность* [кВт] От 3.3 до 274
* Условия эксплуатации: Te = +5°C, ∆p = 8 бар, ∆T
От 65 до 300
Терморегулирующий инжекторный клапан TEAT
Максимальный диапазон изменения температуры термобаллона: 20°C
= 4°C
sub
Из ресивера
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Danfoss Ta 10-2012
Пример 2.2.2: Впрыск жидкого хладагента при помощи электропривод­ного клапана
Парообразный хладагент
Из отделителя жидкости/ испарителя
высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Парообразный хладагент низкого давления Жидкий хладагент низкого давления Масло
Запорный клапан
À
Впрыск масла
Á Соленоидный клапан Â Электроприводный клапан
pp_0019
à Запорный клапан Ä Контроллер Å Датчик температуры
Электронное регулирование впрыска жидкости осуществляется с помощью электроприводного клапана ICM Â. Датчик температуры AKS 21 с эле­ментом PT 1000 Å измеряет температуру нагне­тания и передает соответствующий сигнал в ре­гулятор температуры (контроллер) EKC 361 Ä.
Компрессор
В маслоотделитель
Из ресивера
Контроллер EKC 361 посылает управляющий сигнал на привод ICAD, который регулирует степень открытия электроприводного клапана ICM, ограничивая и поддерживая необходимую температуру нагнетания газа.
Технические характеристики
Электроприводный клапан ICM
Материал Корпус: низкотемпературная сталь
Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717(аммиак) и R744(CO2)
Температура контролируемой среды [°C]
Максимальное рабочее давление [бар] 52
Присоединительный размер DN [мм] От 20 до 80
Номинальная производительность* [кВт] От 72 до 22,700
* Условия эксплуатации: T
Температура окружающей среды [°C] От –30 до 50 (воздух)
Входной управляющий сигнал 0/4–10 мA, или 0/2–10 В
Время полной перекладки при максимальной
заданной скорости
= –10°C, ∆p = 8.0 бар, ∆T
e
От –60 до 120
= 4K
sub
Привод ICAD
От 3 до 45 сек. в зависимости от размера клапана
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 11
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Danfoss Tapp_0020 10-2012
Пример 2.2.3: Впрыск жидкого хладагента при помощи компактной клапанной станции ICF
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления
Из отделителя жидкости/ испарителя
Парообразный хладагент низкого давления Жидкий хладагент низкого давления Масло
Впрыск масла
À Клапанная станция ICF:
M
Запорный клапан Фильтр
Соленоидный клапан Модуль ручного открытия Электроприводный капан Запорный клапан
Á Контроллер Â Датчик температуры
Для впрыска жидкого хладагента компания Данфосс может предложить очень компактную клапанную станцию ICF À. В ее корпусе разме­щается до шести различных модулей. Работая таким же образом, как в примере 2.2.2, это ре­шение отличается компактностью и удобством монтажа.
Компрессор
В маслоотделитель
Из ресивера
Технические характеристики
Клапанная станция ICF
Материал Корпус: низкотемпературная сталь Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717(аммиак) и R744(CO2) Температура контролируемой среды [°C]
Максимальное рабочее давление [бар] 52 Присоединительный размер DN [мм] От 20 до 40
От –60 до 120
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
12 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Danfoss Ta 10-2012
2.3 Регулирование давления в картере компрессора
Пример 2.3.1: Регулирование давления в картере компрессора при помощи клапанов ICS и CVC
Парообразный хладагент высокого давления Парообразный хладагент низкого давления Масло
В процессе запуска компрессора или после от­тайки испарителя необходимо предусмотреть регулирование давления всасывания, иначе оно может оказаться слишком большим, что может привести к перегрузке электродвигате­ля компрессора.
Перегрузка может привести к повреждению электродвигателя компрессора.
Ниже указаны два способа решения этой про­блемы:
1. Разгрузка компрессора при пуске. Пуск ком­ прессора с неполной нагрузкой можно осу­ ществить, используя различные методы ре­ гулирования его производительности, на-
Из испарителя
пример, разгружая часть поршней в случае многоцилиндровых поршневых компрессо­ ров или перепуская некоторую часть всасы­ ваемого пара в обход компрессора с помощью золотниковых клапанов в случае винтовых компрессоров и др.
2. Регулирование давления в картере поршне­ вых компрессоров. Давление всасывания можно поддерживать на заданном уровне путем установки на линии всасывания управ­ ляемого противодавлением регулирующего клапана. Клапан не откроется, пока давление в линии всасывания не упадет ниже заданной
величины.
Компрессор
В конденсатор
Маслоотделитель
Регулятор давления
À
в картере
Á Запорный клапан
Технические характеристики
pp_0021
Для регулирования давления при пуске ком­прессора, после оттайки испарителя и в других случаях возможного превышения давления вса­сывания,в линию всасывания предусматрива­ется установка сервоприводного клапана ICS À с пилотным управлением и пилотного клапана типа CVC, управляемого противодавлением.
Сервоприводный клапан ICS с пилотным управлением
Материал Корпус: низкотемпературная сталь
Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717(аммиак) и R744(CO2)
Температура контролируемой среды [°C]
Максимальное рабочее давление [бар] 52
Присоединительный размер DN [мм] От 20 до 150
Производительность* [кВт] От 11 до 2440
* Условия эксплуатации: T
Хладагенты Все общепринятые хладагенты
Температура контролируемой среды [°C]
Максимальное рабочее давление [бар] На стороне высокого давления: 28
Диапазон давлений [бар] От –0.45 до 7
Пропускная способность Kv [м3/ч] 0.2
= –10°C, Tl = 30°C, ∆p = 0.2 бар, ∆T
e
От –60 до +120
Пилотный клапан CVC (LP)
От –50 до 120
На стороне низкого давления: 17
Клапан ICS не откроется, пока давление вса­сывания за ним не опустится ниже заданной пилотным клапаном CVC величины. Таким об­разом, пар высокого давления в линии всасы­вания постепенно поступает в картер, обеспе­чивая регулирование производительности компрессора.
= 8K
sub
Пилотный клапан CVC (XP)
Хладагенты Все общепринятые хладагенты
Температура контролируемой среды [°C]
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 13
Максимальное рабочее давление [бар] На стороне высокого давления: 52
Диапазон давлений [бар] От 4 до 28
Пропускная способность Kv [м3/ч] 0.2
От –50 до 120
На стороне низкого давления: 28
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
2.4 Предотвращение обратного потока хладагента
Пример 2.4.1: Предотвращение обратного потока хладагента
Парообразный хладагент высокого давления Парообразный хладагент низкого давления Масло
Обратно-запорный клапан
À
Непременным условием нормальной работы системы охлаждения является предотвращение обратного потока конденсированного хлада­гента из конденсатора в маслоотделитель и компрессор. В поршневых компрессорах обрат­ный поток хладагента может привести к гидра­влическому удару. В винтовых компрессорах обратный поток может привести к вращению
Из испарителя
Danfoss Tapp_0023_02 10-2012
вала в обратную сторону и повреждению под­шипников компрессора. Также необходимо предотвращать миграцию хладагента в маслоотделитель и далее в ком­прессор во время его останова. Для предотвра­щения обратного потока хладагента на выходе из маслоотделителя следует предусмотреть установку обратного клапана.
Компрессор
В конденсатор
Масло­отделитель
Технические характеристики
Обратно-запорный клапан SCA À во время работы системы охлаждения функционирует как обратный клапан, и также может использо­ваться в качестве запорного клапана и пере­крывать линию нагнетания при техническом обслуживании системы. Этот комбинированный обратно-запорный клапан более удобен при монтаже и имеет меньшее гидравлическое соп-
2. Необходимо учитывать условия эксплуатации как при номинальной, так и при и частичной тепловой нагрузке на систему. Скорость по­ тока при номинальной нагрузке должна быть близка к рекомендуемым значениям в то время как при частичной нагрузке она долж­ на быть выше минимального рекомендуе-
мого значения. ротивление по сравнению с вариантом установ­ки стандартных запорного и обратного клапа­нов по отдельности.
Более подробная информация по выбору кла-
панов приведена в каталоге на изделие.
Критерии выбора обратно-запорного клапана:
1. Клапан следует выбирать исходя из произ­ во
дительности системы, а не из диаметра
трубопровода.
Обратно-запорный клапан SCA
Материал Корпус: специальная холодностойкая сталь, аттестованная для работы
Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717. Температура контролируемой среды [°C]
Открывающий перепад давления [бар] 0.04 (пружина на 0.3 бар доступна для заказа как запасная часть) Максимальное рабочее давление [бар] 52 Присоединительный размер DN [мм] От 15 до 125
при низких температурах Шток: полированная нержавеющая сталь
От –60 до 150
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
14 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
2.5 Выводы
Регулирование Применение Преимущества Недостатки
Регулирование производительности компрессора
Ступенчатое регулирова­ние производительности компрессора при помощи контроллера ЕКС 331 и дат­чика давления AKS 32/33.
Регулирование произво­дительности компрессора перепуском горячего газа при помощи клапанов ICS и CVC.
Регулирование производительности компрессора путем изменения числа оборотов.
Применяется для многоци­линдровых компрессоров, винтовых компрессоров с несколькими всасываю­щими портами и систем с несколькими параллельно работающими компрессо­рами.
Применяется для компрес­соров с постоянной произ­водительностью.
Применяется для всех компрессоров, способных работать на пониженных оборотах.
Простой способ регулиро­вания. Эффективность при полной и частичной нагрузке при­мерно одинакова.
Непрерывное регулирова­ние производительности в соответствии тепловой нагрузкой на сис­тему. Горячий газ способ­ствует возврату масла из испарителя в компрессор.
Низкий пусковой ток. Энергосбережение. Низкий уровень шума. Большой срок службы. Простота монтажа.
с фактической
Не обеспечивается плавность регулирования, особенно при небольшом количестве ступеней регулирования. Наличие колебаний давления всасывания.
Низкая эффективность компрессора в условиях частичной нагрузки. Высокое энергопотребле­ние.
Компрессор должен быть пригоден для эксплуатации на пониженных оборотах.
Регулирование температуры нагнетания впрыском жидкого хладагента
Механическая система впрыска жидкого хладагента при помощи клапанов TEAT, EVRA(T) и RT.
Электронная система впрыска жидкого хладагента при помощи контроллера ЕКС 361 и клапана ICM.
Электронная система впрыска жидкого хладагента при помощи контроллера ЕКС 361 и клапанной станции ICF.
Применяется для систем, в которых существует вероятность превышения температуры нагнетания.
Применяется для систем, в которых существует вероятность превышения температуры нагнетания.
Регулирование давления в картере компрессора
Регулирование давления в картере компрессора при помощи клапанов ICS и CVC.
Регулирование давления в картере компрессора при помощи клапанов ICS и CVP.
Применяется для поршне­вых компрессоров, в основ­ном, в системах охлаждения малой и средней произво­дительности.
Простой и эффективный способ регулирования.
Универсальный и компакт­ный способ регулирования. Возможны дистанционный контроль и регулирование.
Простой и надежный способ регулирования. Эффективный способ защиты поршневых компрессоров при пуске и после оттайки горячим газом.
Впрыск жидкого хладагента может привести к повреж­дению компрессора. Данный способ менее эффективен по сравнению с примене­нием промежуточного охладителя.
Не применим для горючих хладагентов. Впрыск жид­кого хладагента может при­вести к повреждению ком­прессора. Данный способ менее эффективен по срав­нению с применением про­межуточного охладителя.
Наличие постоянного падения давления в линии всасывания.
Предотвращение обратного потока хладагента
Предотвращение обратного потока хладагента при помощи клапана SCA.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 15
Применяется для всех холодильных установок.
Технически простой способ регулирования. Простота и удобство монтажа. Низкое гидравлическое сопротивление.
Наличие постоянного падения давления в линии нагнетания.
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
2.6 Справочная документация
Справочная документация в алфавитном порядке указана на стр. 146
Техническое описание / Руководство
Тип Документ AKD 102 PD.R1.B AKS 21 RK0YG AKS 33 RD5GH CVC PD.HN0.A CVP PD.HN0.A EKC 331 RS8AG EKC 361 RS8AE EVRA(T ) PD.BM0.B
Для загрузки последней версии документации посетите веб-сайт компании Danfoss.
Тип Документ ICF PD.FT1.A ICM PD.HT0.B ICS PD.HS2.A REG PD.KM1.A SCA PD.FL1.A SVA PD.KD1.A TEAT PD.AU0.A
Инструкции
Тип Документ AKD 102 MG11L AKS 21 RI14D AKS 32R PI.SB0.A AKS 33 PI.SB0.A CVC-XP PI.HN0.A CVC-LP PI.HN0.M CVP PI.HN0.C EKC 331 RI8BE EKC 361 RI8BF EVRA(T ) PI.BN0.L
Тип Документ ICF PI.FT0.C ICM 20-65 PI.HT0.A ICM 100-150 PI.HT0.B ICS 25-65 PI.HS0.A ICS 100-150 PI.HS0.B REG PI.KM1.A SCA PI.FL1.A SVA PI.KD1.A TEAT PI.AU0.A
16 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
3. Регулирование работы конденсаторов
3.1 Конденсаторы с воздушным охлаждением
В эксплуатационных условиях, характеризую­щихся большими колебаниями температуры окружающей среды и/или тепловой нагрузки, необходимо предусматривать регулирование давления конденсации для предотвращения слишком сильного его понижения. Слишком низкое давление конденсации приводит к не­достаточному перепаду давления на расшири­тельном устройстве, и, как следствие, к недо­статочной подаче хладагента в испаритель. Следовательно, регулирование производи­тельности конденсатора в основном применя­ется в зонах с умеренным климатом и в мень­шей степени в субтропиках и тропиках.
Основная идея регулирования заключается в регулирования производительности конден-
Конденсатор с воздушным охлаждением пред­ставляет собой теплообменник, состоящий из оребренных труб. Он может быть горизонталь­ным, вертикальным или V-образной формы. Окружающий воздух продувается через тепло­обменник при помощи осевых или центробеж­ных вентиляторов.
3.1.1 - Ступенчатое регулирование
Первый способ регулирования заключается в использовании необходимого количества реле давления типа RT 5 компании Данфосс, настро­енных на различные значения давления вклю­чения и отключения вентиляторов.
Второй способ регулирования работы вентиля­торов заключается в использовании реле дав­ления компании Данфосс типа RT-L с нейтраль­ной зоной. Первоначально реле использова­лось вместе со ступенчатым контроллером с
сатора при низкой температуре окружающей среды для поддержания давления конденса­ции выше минимально допустимого уровня.
Регулирование производительности конденса­ции осуществляется либо путем регулирования расхода циркулирующего через конденсатор воздуха или охлажадющей воды, либо за счет уменьшения эффективной площади поверхно­сти теплообмена.
В конденсаторах различных типов применяют­ся различные способы регулирования. Сами конденсаторы подразделяются на:
3.1 Конденсаторы с воздушным охлаждением
3.2 Испарительные конденсаторы
3.3 Конденсаторы с водяным охлаждением
Конденсаторы с воздушным охлаждением при­меняются в промышленных системах охлажде­ния, эксплуатируемых в условиях высокой влажности воздуха. Для регулирования давле­ния конденсации в конденсаторах с воздушным охлаждением могут применяться приведенные ниже способы.
заданным количеством контактов, соответ­ствующим количеству вентиляторов. Однако данная система срабатывала слишком быстро и для задержки включения и отключения вен­тиляторов необходимо было использовать таймеры.
Третий способ регулирования заключается в использовании современного ступенчатого контроллера ЕКС 331 компании Данфосс.
3.1.2 - Регулирование скорости вращения вентиляторов
Этот способ регулирования производитель­ности конденсатора в основном используется в случае необходимости уменьшения уровня шума вентиляторов.
3.1.3 - Регулирование площади теплообмена
Для регулирования площади теплообмена необходим ресивер. Объем ресивера должен быть достаточным для компенсации колебаний по объему хладагента в конденсаторе.
Регулирование площади теплообмена осуществляется двумя следующими способами:
1. При помощи основных клапанов ICS или PM с пилотным клапаном постоянного давления CVP(HP), установленных на линии горячего газа на входе в конденсатор и клапана ICV с пилотным клапаном перепада давления CVPР(HP), установленного на трубопроводе между линией горячего газа и ресивером. Для предотвращения миграции жидкого хладагента из ресивера в конденсатор, в трубопроводе между ними устанавливается обратный клапан NRVA.
Для реализации данного способа может быть использован преобразователь частоты AKD компании Данфосс.
2. При помощи основного клапана ICS с пилот­ ным клапаном постоянного давления CVP(HP), установенных в трубопроводе, соединяющем конденсатор и ресивер, и при помощи клапа­ на ICS с пилотным клапаном перепада дав­ ления CVPР(HP), установленных в трубопро­ воде между линией горячего газа и ресиве­ ром. Этот способ регулирования, в основном, используется в коммерческих холодильных установках.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 17
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 3.1.1: Ступенчатое регулирование производительности кон­денсатора с воздушным ох­лаждением путем включения и отключения вентиляторов при помощи ступенчатого контроллера ЕКС 331
Из линии нагнетания
Конденсатор
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления
À Ступенчатый контроллер Á Датчик давления Â Запорный клапан Ã Запорный клапан Ä Запорный клапан
Технические характеристики
Ресивер
Danfoss Tapp_0031_02 10-2012
EKC 331 À представляет собой четырехступен­чатый контроллер, имеющий до четырех релей­ных выходов. Он осуществляет переключение режимов работы вентиляторов по сигналам дав­ления конденсации от датчика давления AKS 33 Á или AKS 32R. Принцип регулирования с ней-
В некоторых холодильных установках исполь-
зуется контроллер ЕКС 331Т. Данный контрол-
лер может получать управляющий сигнал от
датчика температуры типа РТ 1000, например,
AKS 21. Датчик температуры обычно устанав-
ливается на выходе из конденсатора.
К расширительному устройству
тральной зоной контроллера EKC 331 À обе­спечивает регулирование производительно­сти по конденсации с поддержанием давления конденсации выше минимально допустимого значения.
Примечание. Регулирование с помощью
контроллера EKC 331T и датчика температуры
PT1000 не является таким точным, как с помо-
щью EKC 331 и датчика давления, поскольку
температура на выходе из конденсатора может Подробная информация по регулированию с нейтральной зоной приведена в подразделе 2.1.
не совсем точно отражать фактическое давле-
ние конденсации ввиду переохлаждения жид-
кости или наличия в холодильной системе не­Обводной трубопровод, на которой установлен запорный клапан SVA Ä служит для уравнива­ния давлений в ресивере и на входе в конден­сатор для обеспечения отвода жидкого хлада-
конденсируемых газов. Включение вентилято-
ров в условиях недостаточного переохлаждения
хладагента может сопровождаться резким
вскипанием хладагента. гента из конденсатора в ресивер.
Датчик давления AKS 33 Датчик давления AKS 32R
Хладагенты Все хладагенты, включая R717 Все хладагенты, включая R717 Рабочий диапазон давлений [бар] От –1 до 34 От –1 до 34 Максимальное рабочее давление PB [бар] 55 (зависит от диапазона) 60 (зависит от диапазона) Рабочий диапазон температур [°C] –40 to 85
Диапазон компенсированной температуры [°C]
Номинальный выходной сигнал От 4 до 20 мA От 10 до 90% от напряжения питания
Для низкого давления: от –30 до +40
Для высокого давления: от 0 до +80
Датчик давления AKS 3000 Датчик давления AKS 32
Хладагенты Все хладагенты, включая R717 Все хладагенты, включая R717 Рабочий диапазон давлений [бар] От 0 до 60 (зависит от диапазона) От –1 до 39 (зависит от диапазона) Максимальное рабочее давление PB [бар] 100 (зависит от диапазона) 60 (зависит от диапазона)
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
Рабочий диапазон температур [°C] От –40 до 80 От –40 до 85
Диапазон компенсированной температуры [°C]
Номинальный выходной сигнал От 4 до 20 мА от 1 до 5 В или от 0 до 10 В
Для низкого давления: от –30 до +40 Для высокого давления: от 0 до +80
Для низкого давления: от –30 до +40 Для высокого давления: от 0 до +80
18 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
T
Пример 3.1.2: Регулирование скорости вращения вентиляторов конденсаторов с воздушным охлаждением
Из линии нагнетания
Конденсатор
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления
À Преобразователь частоты Á Датчик давления
Технические характеристики
Ресивер
Danfoss
app_0141_02
10-2012
Регулирование производительности с помощью частотного преобразователя дает следующие преимущества:
Энергосбережение Улучшенное регулирование и более высокое
качество продуктов Снижение уровня шума Продление срока службы оборудования Удобство монтажа Простота использования. Обеспечивает
точное регулирование системы
Преобразователь частоты AKD 102
Диапазон мощности От 1.1 кВт до 45 кВт От 1.1 кВт до 250 кВт До 1200 кВт Напряжение 200-240 В 380-480 В 200-690 В
К расширительному устройству
Преобразователь частоты VLT FC 102 / FC 302
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 19
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 3.1.3: Регулирование производи­тельности конденсаторов с воздушным охлаждением путем изменения площади поверхности теплообмена
Линия всасывания
Парообразный хладагент
Компрессор
высокого давления Жидкий хладагент высокого давления
À Регулятор давления Á Запорный клапан Â Обратный клапан Ã Запорный клапан Ä Запорный клапан Å Дифференциальный
регулятор давления
Æ Запорный клапан
Danfoss Tapp_0148_02 10-2012
Данный способ регулирования обеспечивает поддержание давления в ресивере на доста­точно высоком уровне при низких температу­рах окружающего воздуха.
Конденсатор
Ресивер
К расширительному
К маслоохладителю
устройству
CVPP поддерживает необходимое давление в
ресивере. Вместо дифференциального регу-
лятора давления Å может быть использован
перепускной клапан OFV.
Технические характеристики
Сервоприводный клапан ICS À при достижении зна
чения давления нагнетания,
открывается
заданного пилотным клапаном CVP. Клапан ICS À закрывается при падении давле­ния ниже заданного пилотным клапаном CVP значения.
Обратный клапан NRVA Â обеспечивает повы-
шенное давление в конденсаторе, задерживая
в нем жидкий хладагент. Для этого требуется
ресивер достаточно большого объема. Также
обратный клапан NRVA предотвращает мигра-
цию жидкости из ресивера в конденсатор, когда
последний становится более холодным в пери­Сервоприводный клапан ICS Å с пилотным
од простоя компрессора. клапаном постоянного перепада давления
Сервоприводный клапан с пилотным управлением ICS
Материал Корпус: низкотемпературная сталь Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717(аммиак) и R744(CO2) Температура контролируемой среды [°C] От –60 до 120 Максимальное рабочее давление [бар] 52 Присоединительный размер DN [мм] От 20 до 150 Номинальная производительность* [кВт] На линии всасывания: от 20 до 3950
* Условия эксплуатации: R717, T
Хладагенты Все общепринятые негорючие хладагенты, включая R717(аммиак) Температура контролируемой среды [°C] От –50 до 120 Максимальное рабочее давление [бар] CVPP (LP): 17
Диапазон регулирования [бар] CVPP (LP): от 0 до 7
Пропускная способность Kv [м3/ч] 0.4
=30°C, P
liq
На линии жидкости высокого давления: от 179 до 37,000
=12 бар, ∆P=0.2 бар, T
disch.
Пилотный клапан перепада давления CVPP
CVPP (HP): до 40
CVPP (HP): от 0 до 22
=80°C, Te=-10°C
disch.
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
20 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Технические характеристики (продолжение)
Пилотный клапан постоянного давления CVP
Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717(аммиак) и R744(CO2) Температура контролируемой среды [°C] –50 to 120 Максимальное рабочее давление [бар] CVP (LP): 17
CVP (HP): 40 CVP (XP): 52
Рабочий диапазон давлений [бар] CVP (LP): от –0.66 до 7
CVP (HP): от–0.66 до 28 CVP (XP): от 25 до 52
Пропускная способность Kv [м3/ч] CVP (LP): 0.4
CVP (HP): 0.4 CVP (XP): 0.2
Перепускной клапан OFV
Материал Корпус: сталь Хладагенты Все общепринятые негорючие хладагенты, включая R717(аммиак) Температура контролируемой среды [°C] От –50 до 150 Максимальное рабочее давление [бар] 40 Присоединительный размер DN [мм] 20/25 Открывающий перепад давления [бар] От 2 до 8
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 21
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
3.2 Испарительные конденсаторы
Испарительный конденсатор представляет со­бой конденсационный аппарат, охлаждаемый окружающим воздухом в сочетании с орошени­ем водой, распыляемой форсунками и за счет отбойников в направлении, противоположном направлению принудительно подаваемого по­тока воздуха. Капли воды испаряются, отдавая воспринимаемое от хладагента тепло воздуху, что существенно увеличивает производитель­ность конденсатора.
Современные испарительные конденсаторы имеют стальной или пластиковый кожух с осе­выми или центробежными вентиляторами, ус­тановленными в нижней или верхней части кон­денсатора.
Поверхность теплообмена в мокровоздушном потоке образована змеевиком из стальных труб. Над форсунками, разбрызгивающими воду (в сухом воздухе), обычно предусматривается пароохладитель, выполненный из оребренных стальных труб и предназначенный для умень­шения температуры горячего пара перед его
3.2.1 - Регулирование работы испарительных конденсаторов
Для регулирования давления конденсации или производительности испарительных кон­денсаторов используются различные способы:
1. Регулирование работы вентилятора и насо­ са подачи воды при помощи реле давления типа RT или KP.
2. Регулирование работы вентилятора и насо­ са подачи воды при помощи реле давления с нейтральной зоной типа RT-L.
3. Регулирование работы двухскоростных вентиляторов и насоса подачи воды при помощи ступенчатого контроллера.
4. Регулирование скорости вращения венти­ лятора и работы насоса подачи воды при помощи преобразователей частоты.
5. Регулирование при помощи реле протока производства Danfoss Saginomiya, подающе­ го аварийный сигнал при выходе из строя насоса подачи воды.
попаданием в зону теплообмена в мокровоз-
душном потоке. Это позволяет существенно
уменьшить отложение накипи на змеевике
основного теплообменника.
По сравнению с обычными конденсаторами с
водяным охлаждением, для конденсаторов
данного типа требуется значительно меньший
расход воды. Регулирование производитель-
ности испарительного конденсатора осущест-
вляется либо применением двухскоростного
вентилятора, либо методом изменения скорос-
ти вращения вентилятора, а в условиях очень
низких температур окружающей среды – отклю-
чением насоса подачи воды в конденсатор.
Испарительные конденсаторы имеют ограни-
чения по применению в условиях высокой от-
носительной влажности воздуха. Для условий
холодного климата (температура окружающей
среды < 0°C) необходимо предусматривать
меры по удалению воды из испарительного
конденсатора для предотвращения поврежде-
ния конденсатора при ее замерзании.
22 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 3.2.1: Ступенчатое регулирование работы испарительного конденсатора при помощи реле давления RT
Линия всасывания
Компрессор
Насос подачи воды
Конденсатор
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Вода
À Реле давления Á Реле давления Â Запорный клапан Ã Запорный клапан Ä Запорный клапан
Технические характеристики
Ресивер
Danfoss Tapp_0033_02 10-2012
Данный способ регулирования обеспечивает поддержание давления конденсации, а также давления в ресивере на достаточно высоком уровне при низких температурах окружающей среды.
При падении давления на входе в конденсатор ниже уставки реле давления RT 5A Á, реле отключает вентилятор, тем самым уменьшая производительность конденсации.
К маслоохладителю
При падении давления конденсации ниже устав­ки реле давления RT 5A À после отключения всех вентиляторов в условиях очень низких температур окружающей среды, реле RT 5A À отключает насос подачи воды.
После отключения насоса подачи воды необходимо слить воду из конденсатора и водяных трубопроводов для предотвраще­ния образования накипи и льда.
К расширительному устройству
Реле высокого давления RT 5A
Хладагенты R717 и фторсодержащие хладагенты Степень защиты корпуса IP 66/54 Температура окружающего воздуха [°C] От –50 до 70 Диапазон регулирования [бар] RT 5A: от 4 до 17 Максимальное рабочее давление [бар] 22 Максимальное испытательное давление [бар] 25
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 23
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
10-2012
Пример 3.2.2: Ступенчатое регулирование производительности испа­рительного конденсатора при помощи ступенчатого контроллера ЕКС 331
Линия всасывания
Компрессор
Насос подачи воды
Конденсатор
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Вода
À Ступенчатый контроллер Á Датчик давления Â Запорный клапан Ã Запорный клапан Ä Запорный клапан
Danfoss Tapp_0034_02
Данный способ аналогичен приведенному в примере 3.2.1, но с использованием ступенчатого контроллера EKC 331 À. Более подробная инфор­мация по EKC 331 приведена на стр. 7.
Для регулирования производительности испа­рительных конденсаторов можно использовать контроллер EKC 331 и датчик давления AKS. При этом последовательное регулирование ра­боты насоса подачи воды должно осуществлять­ся в последнюю очередь.
Последова
тельное регулирование подразумевает один и тот же порядок включения и отключения элементов.
Контроллер модели ЕКС 331Т способен прини­мать сигнал от датчика температуры РТ 1000, применение которого может понадобиться для работы вспомогательных систем.
Ресивер
К расширительному
К маслоохладителю
устройству
рование нагрузки не осуществляется.
Регулирование нагрузки осуществляется при выходе измеренного контролируемого значе­ния давления за пределы нейтральной зоны (в заштрихованные области «+ zone» и «− zone»)
При выходе регулируемого параметра за пре­делы заштрихованных областей (обозначены как «++ zone» и «-- zone») включение/отключе­ние регулирующего устройства будет происхо­дить гораздо быстрее.
Регулирование с нейтральной зоной Нейтральная зона (NZ) представляет собой зону нечувствительности вблизи уставки регулиру­емого параметра, в пределах которой регули-
Технические характеристики
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
Хладагенты Все хладагенты, включая R717 Все хладагенты, включая R717 Рабочий диапазон давлений [бар] От –1 до 34 От –1 до 34 Максимальное рабочее давление PB [бар] 55 (в зависимости от диапазона) 60 (в зависимости от диапазона) Рабочий диапазон температур [°C] От –40 до 85
Диапазон компенсированной температуры [°C]
Номинальный выходной сигнал От 4 до 20 мA От 10 до 90% от напряжения питания
Хладагенты Все хладагенты, включая R717 Все хладагенты, включая R717
Рабочий диапазон давлений [бар] Максимальное рабочее давление PB [бар] 100 (в зависимости от диапазона) 60 (в зависимости от диапазона) Рабочий диапазон температур [°C] От –40 до 80 От –40 до 85
Диапазон компенсированной температуры [°C]
Номинальный выходной сигнал От 4 до 20 мА от 1 до 5 В или от 0 до 10 В
Датчик давления AKS 33 Датчик давления AKS 32R
Для низкого давления: от –30 до +40
Для высокого давления: от 0 до +80
Датчик давления AKS 3000 Датчик давления AKS 32
От 0 до 60 (в зависимости от диапазона)
Для низкого давления: от –30 до +40 Для высокого давления: от 0 до +80
От –1 до 39
Для низкого давления: от –30 до +40 Для высокого давления: от 0 до +80
(в зависимости от диапазона)
24 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
3.3 Конденсаторы с водяным охлаждением
Пример 3.3.1: Регулирование расхода воды через конденсатор с водяным охлаждением при помощи водяного клапана
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Вода
Если первоначально конденсаторы с водяным охлаждением выполнялись в виде кожухотруб­ных теплообменников, то в настоящее время они зачастую представляют собой пластинча­тые теплообменники современной конструкции.
Конденсаторы с водяным охлаждением не по­лучили широкого распространения, поскольку зачастую трудно обеспечить большой расход воды, который потребляют теплообменники этого типа (в связи с дефицитом воды и/или большими ценами на воду).
В настоящее время конденсаторы с водяным охлаждением широко применяются в водоох-
Линия всасывания
Компрессор
ладителях с охлаждением охлаждающей воды в градирнях и возвратом ее в конденсатор. Они также могут использоваться в качестве конденсаторов-утилизаторов тепла для произ­водства горячей воды.
Регулирование давления конденсации осущест­вляется с помощью управляемого давлением водяного клапана или электроприводного водяного клапана, управляемого электронным контроллером. Водяной клапан регулирует расход охлаждающей воды в соответствии с давлением конденсации.
Выход охлаждаю­щей воды
Конденсатор Вход
охлаждаю­щей воды
À Запорный клапан Á Запорный клапан Â Водяной клапан
Технические характеристики
Danfoss Tapp_0035_02 10-2012
Данный способ регулирования обеспечивает поддержание давления конденсации на посто­янном уровне. Давление конденсации хлада­гента передается через капиллярную трубку в верхнюю часть водяного клапана WVS Â и ре­гулирует степень его открытия. Водяной клапан WVS является регулятором пропорционально­го типа.
Водяной клапан WVS
Материал Корпус: чугун
Хладагенты R717, ХФУ, ГХФУ, ГФУ Контролируемая среда Пресная вода, нейтральные рассолы Температура контролируемой среды [°C] От –25 до 90 Диапазон закрывающего давления [бар] От 2.2 до 19
Макимальное рабочее давление на стороне хладагента [бар]
Макимальное рабочее давление на стороне воды [бар]
Присоединительный размер DN [мм] От 32 до 100
Сильфон: алюминий и коррозионностойкая сталь
26.4
10
К расширительному устройству
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 25
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 3.3.2: Регулирование расхода воды через конденсатор с водяным охлаждением при помощи электроприводного водяного клапана
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Вода
À Датчик давления Á Контроллер Â
Электроприводный клапан
à Запорный клапан Ä Запорный клапан
Линия всасывания
Компрессор
Danfoss Tapp_0036_02 10-2012
Контроллер Á получает сигнал давления кон­денсации от датчика давления AKS 33 À и вы­дает соответствующий управляющий сигнал на привод AMV 20 электроприводного клапана VM 2 Â. Таким образом, осуществляется регули­рование расхода охлаждающей воды и поддер­жание давления конденсации на постоянном уровне.
Контроллер
Вход охлаждаю­щей воды
Конденсатор
К расширительному устройству
Выход охлаждаю­щей воды
Электроприводные клапаны типа VM 2 и VFG 2 предназначены для систем централизованного отопления, но могут также использоваться для регулирования расхода воды в холодильных установках.
Технические характеристики
В данном случае обеспечивается возможность настройки конфигурации контроллера на про­порционально-интегральное (ПИ) или пропор­ционально-интегрально-дифференциальное (ПИД) регулирование.
Электроприводный клапан VM 2
Материал Корпус: красная бронза Контролируемая среда Оборотная вода/ вода с содержанием гликоля до 30% Температура контролируемой среды [°C] От 2 до 150 Максимальное рабочее давление [бар] 25 Присоединительный размер DN [мм] От 15 до 50
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
26 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
3.4 Выводы
Регулирование Применение Преимущества Недостатки
Регулирование работы конденсаторов с воздушным охлаждением
Ступенчатое регулирование производительности кон­денсатора с воздушным охлаждением путем включе-
Конденсатор
ния и отключения вентиля­торов при помощи ступен­чатого контроллера ЕКС 331.
Регулирование скорости вращения вентиляторов конденсатора с воздушным охлаждением.
Конденсатор
Ресивер
Регулирование работы испарительных конденсаторов
Ступенчатое регулирова­ние производительности испарительного конден­сатора при помощи реле давления RT.
Из линии нагнетания
Конденсатор
Ресивер
В основном применяется в промышленных системах охлаждения, эксплуатиру­емых в условиях жаркого климата, и в гораздо мень-
Ресивер
шей степени для систем, эксплуатируемых в услови­ях холодного климата.
Применяется для всех кон­денсаторов с вентилятора­ми, способными работать на пониженных скоростях вращения.
Промышленные холодиль­ные установки очень боль­шой производительности
Ступенчатое регулирование расхода воздуха путем включения и отключения или изменения скорости вращения вентиляторов. Экономия энергии. Отсутствие потребления воды.
Низкий пусковой ток. Энергосбережение. Низкий уровень шума. Большой срок службы. Простота монтажа.
Значительно меньшее потребление воды по срав­нению с конденсаторами с водяным охлаждением и сравнительная простота регулирования. Экономия энергоресурсов.
Не применим в условиях очень низких температур окружающей среды. Ступенчатое регулирование работы вентиляторов может сопровождаться высоким уровнем шума.
Не применим в условиях очень низких температур окружающей среды.
Не применяется в районах с высокой относительной влажностью воздуха. Необ­ходимость слива воды из трубопроводов при нера­ботающем насосе подачи воды в условиях холодного климата.
Ступенчатое регулирова­ние производительности испарительного конденса­тора при помощи ступен­чатого контроллера EKC331.
Из линии нагнетания
Конденсатор
Ресивер
Промышленные холодиль­ные установки очень боль­шой производительности.
Насос подачи воды
Регулирование работы конденсаторов с водяным охлаждением
Регулирование расхода воды через конденсатор при помощи водяного клапана.
Регулирование расхода воды через конденсатор при помощи электропри­водного водяного клапана.
3.5 Справочная документация
Справочная документация в алфавитном порядке указана на стр. 146
Компрессор
Конденсатор
Компрессор
Конденсатор
Техническое описание / Руководство
Тип Документ AKD 102 PD.R1.B AKS 21 RK0YG AKS 33 RD5GH AMV 20 ED95N CVP PD.HN0.A CVPP PD.HN0.A
Вход охлаж­дающей воды
Выход охлаждающей воды
Вход охлаж­дающей воды
Выход охлаждающей воды
Водоохладители, конденса­торы-утилизаторы тепла.
Водоохладители, конденса­торы-утилизаторы тепла.
Тип Документ ICS PD.HS2.A NR VA PD.FK0.A RT 5A PD.CB0.A SVA PD.KD1.A VM 2 ED97K WVS PD.DA0.A
Значительно меньшее потребление воды по срав­нению с конденсаторами с водяным охлаждением и сравнительно простое ре­гулирование. Возможноcть дистанционного управления. Экономия энергоресурсов.
Простота регулирования производительности.
Простота регулирования производительности кон­денсатора и процесса ре­куперации тепла. Возмож­ность дистанционного управления.
Инструкции
Тип Документ AKD 102 MG11L AKS 21 RI14D AKS 32R PI.SB0.A AKS 33 PI.SB0.A AMV 20 EI96A CVP, CVPP PI.HN0.C CVP-XP PI.HN0.J
Не применяется в районах с высокой относительной влажностью воздуха. Необ­ходимость слива воды из трубопроводов при нера­ботающем насосе подачи воды в условиях холодного климата.
Не применим в условиях дефицита воды.
Данный способ является более дорогостоящим по сравнению со стандартным устройством системы. Не применим в условиях де­фицита воды.
Тип Документ ICS 25-65 PI.HS0.A ICS 100-150 PI.HS0.B NR VA PI.FK0.A RT 5A RI5BC SVA PI.KD1.A VM 2 VIHBC WVS PI.DA0.A
Для загрузки последней версии документации посетите веб-сайт компании Danfoss.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 27
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
4. Регулирование уровня жидкости
4.1 Система регулирования уровня жидкости высокого давления (HP LLRS)
Регулирование уровня жидкости является важ­ным аспектом проектирования промышленных систем охлаждения. Поддержание уровня жид­кости на постоянном уровне осуществляется регулированием впрыска жидкости.
Имеется два разных типа проектных решений по системе регулирования уровня жидкости:
Система регулирования уровня жидкости высокого давления (HP LLRS)
Система регулирования уровня жидкости низкого давления (LP LLRS)
Характерные особенности систем регулиро­вания уровня жидкости высокого давления:
1. Упор на поддержание уровня жидкости на стороне высокого давления.
2. Критическая заправка хладагента.
3. Небольшой объем ресивера или даже его отсутствие.
4. Применяется в основном в водоохладителях и других системах с небольшим количеством заправляемого хладагента (например, в небольших морозильниках).
При проектировании систем HP LLRS необхо­димо принимать во внимание следующие обстоятельства:
Сразу после образования жидкости в конден­саторе она подается в испаритель (на сторону низкого давления).
Жидкость, выходящая из конденсатора, харак­теризуется либо небольшим переохлаждением, либо переохлаждение вовсе отсутствует. Это обстоятельство имеет большое значение при поступлении жидкости на сторону низкого давления. Потеря давления в трубопроводе или на компонентах системы может привести к резкому вскипанию жидкости и, как следствие, к уменьшению ее расхода.
Для обеспечения достаточного количества хла­дагента в системе, объем заправки должен быть тщательно рассчитан. Чрезмерная заправ­ка системы хладагентом увеличивает опасность затопления испарителя или отделителя жидко­сти и уноса жидкости в компрессор (гидравли­ческий удар).
Характерные особенности систем регулиро­вания уровня жидкости низкого давления:
1. Упор на поддержанием уровня жидкости на стороне низкого давления.
2. Ресивер большого объема (как правило).
3. Достаточно большое количество заправляе­ мого хладагента.
4. В основном применяется в децентрализован­ ных системах.
Оба принципа регулирования могут быть реа­лизованы при помощи как механических, так и электронных компонентов.
Недостаточная заправка системы приведет к недостаточной подаче хладагента в испаритель. Расчет объема сосудов низкого давления (отде­лителя жидкости / кожухотрубного испарителя) должен выполняться очень тщательно, чтобы обеспечить размещение хладагента при любых условиях, не допуская вероятности возникно­вения гидравлического удара.
Из вышеприведенных соображений следует, что системы HP LLRS главным образом удов­летворяют требованиям установок с неболь­шим количеством хладагента, таких как водо­охладители или небольшие морозильники. Для водоохладителей ресиверы, как правило, не требуются. Даже если ресивер все-таки потребуется для работы пилотных клапанов и обеспечения подачи хладагента в маслоохла­дитель, его габаритные размеры будут очень небольшими.
28 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Danfoss
Tapp_0044_02
10-2012
Пример 4.1.1: Механический способ регули­рованя уровня жидкости высокого давления
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Жидкий хладагент низкого давления
À Запорный клапан Á Фильтр Â Основной сервоприводный
клапан
à Запорный клапан Ä Поплавковый клапан Å Запорный клапан Æ Запорный клапан
Из конденсатора
Из линии нагнетания
Ресивер
К маслоохладителю
В системах регулирования уровня жидкости высокого давления (HP LLRS) больших устано­вок в качестве пилотных клапанов для основ­ного клапана PMFH Â используются поплавко­вые клапаны SV1 Ä или SV3. Как следует из вы­шеприведенной схемы, при подъеме уровня жидкости в ресивере выше заданного значения поплавковый клапан SV1 Ä посылает сигнал на открытие основного клапана PMFH.
К отделителю жидкости
Функцией ресивера в данном случае является обеспечение более стабильного сигнала для работы поплавкового клапана SV1 Ä.
Технические характеристики
Основной клапан PMFH 80 - 1 – 500
Материал Низкотемпературный чугун с шаровидным графитом Хладагенты R717, ГФУ, ГХФУ и ХФУ Температура контролируемой среды [°C] От –60 до + 120 Максимальное рабочее давление [бар] 28 Максимальное испытательное давление [бар] 42 Номинальная производительность* [кВт] 139-13900
* Условия эксплуатации: R717, +5/32°C, T
Материал Корпус: сталь
Хладагенты R717, ГФУ, ГХФУ и ХФУ Температура контролируемой среды [°C] От –50 до + 65 Диапазон пропорциональности [мм] 35 Максимальное рабочее давление [бар] 28 Максимальное испытательное давление [бар] 36
Пропускная способность Kv [м3/ч] SV 1: 0.06
Номинальная производительность* [кВт] SV1: 25
* Условия эксплуатации: R717, +5/32°C, T
= 28°C
liq
Поплавковый клапан SV 1 и SV3
Крышка: низкотемпературный чугун Поплавок: нержавеющая сталь
SV 3: 0.14
SV3: 64
= 28°C
liq
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 29
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 4.1.2: Механический способ регули­рования уровня жидкости высокого давления при помощи поплавкового клапана HFI
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Жидкий хладагент низкого давления Вода
À Поплавковый клапан
высокого давления
Уравнительная линия (вариант 1)
Из компрессора
Вход охлаждающей воды
Пластинчатый
конденсатор
Danfoss Tapp_0045_02 10-2012
Если конденсатор представляет собой плас­тинчатый теплообменник, для регулирования уровня жидкости можно использовать механи­ческий поплавковый клапан HFI À.
Поплавковый клапан высокого давления HFI является клапаном прямого действия, т.е. для его срабатывания не требуется наличие пере­пада давления.
Возможно потребуется подсоединение урав­нительного трубопровода к стороне высокого или низкого давления (вариант 1 или 2), как показано на схеме, для удаления пара хлада-
Выход охлаждающей воды
≠ HFI
À
Уравнительная линия
К отделителю жидкости
(вариант 2)
гента из корпуса поплавка, так как он может препятствовать проникновению жидкости в корпус поплавка, а значит и открытию клапана HFI.
Самым простым решением является вариант 1. Для варианта 2 на уравнительном трубопрово­де требуется установка соленоидного клапана.
Уравнительную линию необходимо предусма­тривать в случае, если клапан HFI не устанав­ливается непосредственно на конденсаторах.
Технические характеристики
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
Поплавковый клапан HFI
Материал Специальная сталь, сертифицированная для использования в условиях
низких температур.
Хладагенты R717 и другие негорючие хладагенты. По вопросу использования хлада-
гентов с плотностью более 700 кг/м3 обращайтесь в компанию Данфосс
Температура контролируемой среды [°C] От –50 до 80 Максимальное рабочее давление [бар] 25 Максимальное испытательное давление [бар] 50 (без поплавка) Номинальная производительность* [кВт] От 400 до 2400
* Условия эксплуатации: R717, –10/35°C
30 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 4.1.3: Электронный способ регулирования уровня жидкости высокого давления
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Жидкий хладагент низкого давления
À Запорный клапан Á Фильтр Â Электроприводный клапан Ã Запорный клапан Ä Контроллер Å Датчик уровня жидкости Æ Запорный клапан Ç Запорный клапан
Из конденсатора
Из линии нагнетания
Ресивер
К маслоохладителю
При разработке системы регулирования уров­ня жидкости предусматривается подача сигна­ла либо от двухпозиционного реле уровня жид­кости AKS 38 (Вкл./Откл.), либо от датчика уров­ня жидкости AKS 4100/4100U (4 – 20 мА).
Электронный сигнал уровня жидкости посту­пает на контроллер ЕКС 347, управляющий работой инжекционного клапана.
Подача жидкости регулируется несколькими различными способами:
При помощи модулирующего клапана ICM с электроприводом ICAD.
При помощи расширительного клапана AKVA с широтно-импульсной модуляцией. Клапан AKVA можно использовать только в системах, допускающих вызванные клапа­ном пульсации давления.
Danfoss
Tapp_0046_02
10-2012
К
отделителю
жидкости
При помощи регулирующего клапана REG в качестве расширительного клапана и соле­ноидного клапана EVRA в качестве двухпо­зиционного регулятора.
На представленной схеме датчик уровня жидкости AKS 4100/4100U Å является источником сигнала уровня жидкости для регулятора уровня жидкости EKC 347 Ä. Электроприводный клапан ICM Â выполняет функцию расширительного клапана.
Технические характеристики
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 31
Материал Корпус: низкотемпературная сталь Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717(аммиак) и R744(CO2) Температура контролируемой среды [°C]
Максимальное рабочее давление [бар] 52 Присоединительный размер DN [мм] От 20 до 80 Номинальная производительность* [кВт] От 73 до 22,700
* Условия эксплуатации: R717, Te = –10°C, ∆p = 8.0 бар, ∆T
Материал Трубы и резьбовые соединения: нержавеющая сталь
Хладагенты R717, R22, R404a, R134a, R718, R744 Температура контролируемой среды [°C]
Рабочее давление [бар] От -1 бар изб. до 100 бар изб. (от -14,5 фунт/дюйм2 до 1450 фунт/дюйм2) Диапазон измерения [мм] От 800 до 8000
Электроприводный клапан ICM в качестве расширительного клапана
От –60 до 120
= 4K;
sub
Датчик уровня жидкости AKS 4100/4100U
Верхняя часть: алюминиевое литье
От –60 до 100
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
4.2 Система регулирования уровня жидкости низкого давления (LP LLRS)
Пример 4.2.1: Механический способ регулирования уровня жидкости низкого давления
При проектировании систем LP LLRS необхо­димо принимать во внимание следующие обстоятельства:
Уровень жидкости в сосудах низкого давления (отделитель жидкости, кожухотрубный испари­тель) поддерживается на постоянной отметке. Это увеличивает степень надежности системы, поскольку слишком высокий уровень жидкости в отделителе жидкости может привести к гидра­влическому удару в компрессоре, а слишком низкий – к возникновению кавитации в насо­сах системы циркуляции хладагента.
Объем ресивера в таких системах должен быть достаточно большим для обеспечения разме­щения жидкого хладагента, поступающего из отдельных испарителей при изменении усло­вий тепловой нагрузки, выводе отдельных ис­парителей из эксплуатации для технического обслуживания или слива хладагента из части испарителей при оттайке.
В линию всасывания компрессора
Из вышеприведенных соображений следует, что системы LP LLRS главным образом удовлет­воряют требованиям децентрализованных систем с большим количеством испарителей и хладагента, например, систем для холодиль­ных складов. Системы LP LLRS обеспечивают надежную работу таких установок даже при том, что необходимое количество заправляемо­го хладагента не поддается точному расчету.
В заключение необходимо отметить, что систе­мы НP LLRS особенно подходят для компактных установок, например, водоохладителей. Их преимущество заключается в меньшей стои­мости (небольшой ресивер или вообще его отсутствие). А системы LP LLRS более удобны для децентрализованных систем с большим количеством испарителей и длинными трубо­проводами, например, в больших холодильных складах. Их преимущество заключается в боль­шей безопасности и надежности.
Из испарителя
Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления
Отделитель жидкости
Из ресивера
Жидкий хладагент низкого давления
À Запорный клапан Á Фильтр Â Соленоидный клапан Ã Поплавковый клапан
низкого давления
Ä Запорный клапан Å Запорный клапан
Технические характеристики
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
32 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Уровень жидкости в сосудах низкого давления контролируется поплавковыми клапанами SV. Как показано на схеме, в установках малой производительности клапаны SV Ã могут вы­полнять функцию расширительного клапана сосуда низкого давления.
Материал Корпус: сталь
Хладагенты R717, ГФУ, ГХФУ и ХФУ Температура контролируемой среды [°C] От –50 до +120 Диапазон пропорциональности [мм] 35 Максимальное рабочее давление [бар] 28 Максимальное испытательное давление [бар] 42
Пропускная способность Kv [м3/ч] SV 4: 0.23
Номинальная производительность* [кВт] SV4: 102
* Условия эксплуатации: R717, +5/32°C, ∆T
К испарителю
Поплавковый клапан SV 4-6
Крышка: низкотемпературный чугун с шаровидным графитом Поплавок: нержавеющая сталь
SV 5: 0.31 SV 6: 0.43
SV5: 138 SV6: 186
= 4K.
sub
Danfoss Tapp_0047_02 10-2012
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 4.2.2: Механический способ регулирования уровня жидкости низкого давления
Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления Жидкий хладагент низкого давления
À Запорный клапан Á Фильтр Â
Основной сервоприводный
клапан
à Запорный клапан Ä Поплавковый клапан
низкого давления
Å Запорный клапан Æ Запорный клапан
Технические характеристики
Из испарителя
В линию всасывания компрессора
Отделитель жидкости
К испарителю
В установках большой производительности поплавковый клапан SV Ä используется в качестве пилотного клапана для основного клапана PMFL.
PMFL 80,1 – 500
Материал Низкотемпературный чугун с шаровидным графитом Хладагенты R717, ГФУ, ГХФУ и ХФУ Температура контролируемой среды [°C] От –60 до +120 Максимальное рабочее давление [бар] 28 Максимальное испытательное давление [бар] 42 Номинальная производительность* [кВт] От 139 до 13,900
* Условия эксплуатации: R717, +5/32°C, ∆T
sub
= 4K.
Как показано выше, при падении уровня жид­кости в ресивере ниже заданного значения поплавковый клапан SV Ä выдает сигнал на открытие основного клапана PMFL.
Из ресивера
Danfoss Tapp_0048_02 10-2012
Пример 4.2.3: Электронный способ регулирования уровня жидкости низкого давления
Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления Жидкий хладагент низкого давления
À Запорный клапан Á Фильтр Â Соленоидный клапан Ã
Электроприводный клапан
Ä Запорный клапан Å Контроллер Æ Датчик уровня жидкости Ç Реле уровня жидкости
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
В линию всасывания компрессора
Отделитель жидкости
К испарителю
Датчик уровня жидкости AKS 4100/4100U Æ контролирует уровень жидкости в отделителе жидкости и выдает сигнал на контроллер EKC 347 Å, который посылает модулирующий сигнал на привод электроприводного клапана ICM Ã. Электроприводный клапан ICM выпол­няет функцию расширительного клапана.
Из ресивера
Из испарителя
Danfoss Tapp_0049_02 10-2012
Контроллер уровня жидкости EKC 347 Å также выдает сигналы максимально допустимого, минимально допустимого и аварийного уров­ней жидкости. Тем не менее, рекомендуется установка реле уровня жидкостиAKS 38 Ç в качестве сигнализатора максимального уров­ня жидкости.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 33
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 4.2.4: Электронный способ регулирования уровня жидкости низкого давления
В линию всасывания компрессора
Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления
Отделитель жидкости
Жидкий хладагент низкого давления
À Запорный клапан Á Фильтр Â Соленоидный клапан Ã Электронный расшири-
тельный клапан
Ä Запорный клапан Å Контроллер Æ Датчик уровня жидкости
Данный способ регулирования аналогичен способу, описанному в примере 4.2.3. Однако в данном примере электроприводный клапан ICM заменен электронным расширительным клапаном AKVA. В качестве дополнительного соленоидного клапана для обеспечения 100% закрытия трубопровода в нерабочем цикле
К испарителю
Из ресивера
Из испарителя
Danfoss Tapp_0050_02 10-2012
используется сервоприводный клапан EVRAT Â. Контроллер уровня жидкости EKC 347 Å также выдает сигналы максимально допустимого, ми­нимально допустимого и аварийного уровней жидкости. Тем не менее, в качестве сигнализа­тора максимального уровня жидкости рекомен­дуется установка реле уровня жидкости AKS 38.
Технические характеристики
Материал AKVA 10: нержавеющая сталь
Хладагенты R717 Температура контролируемой среды [°C] AKVA 10: от –50 до +60
Максимальное рабочее давление [бар] 42 Присоединительный размер DN [мм] От 10 до 50 Номинальная производительность* [кВт] От 4 до 3150
* Условия эксплуатации: R717, +5/32°C, ∆T
AK VA
AKVA 15: чугун AKVA 20: чугун
AKVA 15/20: от –40 до +60
= 4K.
sub
Пример 4.2.5: Электронный способ регулирования уровня жидкости низкого давления
В линию всасывания компрессора
Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления Жидкий хладагент низкого давления
Отделитель жидкости
Из ресивера
À Клапанная станция ICF:
M
Запорный клапан Фильтр Соленоидный клапан Модуль ручного открытия
К испарителю
Электроприводный клапан Запорный клапан
Á Контроллер Â Датчик уровня жидкости
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
Компания Данфосс может предложить очень компактную клапанную станцию ICF À. В корпу­се легко устанавливаемой станции размещает­ся до шести различных модулей. Модуль ICM работает как расширительный кла­пан, а модуль ICFE — как соленоидный клапан.
Этот способ регулирования аналогичен спосо­бу, приведенному в примере 4.2.3. Также доступно решение с клапанной станцией ICF, аналогичное способу 4.2.4. Более подробная информация приведена в техническом описании клапанной станции ICF.
34 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Из испарителя
Danfoss Tapp_0051_02 10-2012
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 4.2.6: Электронный способ регулирования уровня жидкости низкого давления
В линию всасывания компрессора
Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления Жидкий хладагент
Отделитель жидкости
низкого давления
Из ресивера
À Запорный клапан Á Соленоидный клапан Â Регулирующий клапан Ã Запорный клапан Ä Реле уровня жидкости
Технические характеристики
К испарителю
В данной системе реализован принцип двухпо­зиционного регулирования впрыска жидкости. Реле уровня жидкости AKS 38 Ä осуществляет переключение соленоидного клапана EVRA Á в соответствии с уровнем жидкости в отдели­теле. Ручной регулирующий клапан REG Â вы­полняет функцию расширительного клапана.
Реле уровня жидкости AKS 38
Материал Корпус: хромированный чугун Хладагенты Все негорючие хладагенты, включая R717 Температура контролируемой среды [°C] От –50 до +65 Максимальное рабочее давление [бар] 28 Диапазон измерения [мм] От 12.5 до 50
Регулирующий клапан REG
Материал Специальная сталь, аттестованная для применения
при низкой температуре
Хладагенты Все негорючие хладагенты, включая R717 Температура контролируемой среды [°C] От –50 до +150 Максимальное рабочее давление [бар] 52 Присоединительный размер DN [мм] От 6 до 65
Пропускная способность Kv [м3/ч] От 0.17 до 81.4 для полностью открытых клапанов
Из испарителя
Danfoss Tapp_0052_02 10-2012
Соленоидный клапан EVRA
Хладагенты R717, R22, R134a, R404a, R410a, R744, R502 Температура контролируемой среды [°C] От –40 до +105 Максимальное рабочее давление [бар] 42 Номинальная производительность* [кВт] От 21.8 до 2368
Пропускная способность Kv [м3/ч] От 0.23 до 25.0
* Условия эксплуатации: R717, –10/+25°C, ∆p = 0.15 бар
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 35
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
4.3 Выводы
Регулирование Применение Преимущества Недостатки
Механический способ ре­гулирования уровня жид­кости высокого давления: SV1/3 + PMFH
Механический способ ре­гулирования уровня жид­кости высокого давления: HFI
Ресивер
Пластинчатый конденсатор
Применяется в сис­темах с небольшой заправкой хладаген­та, например, водо­охладителях. Применяется в сис­темах с небольшой заправкой хладаген­та и только с плас­тинчатыми конден­саторами.
Чисто механический способ регу­лирования. Обеспечивает регули­рование в широком диапазоне производительности.
Чисто механический способ регу­лирования. Прост в реализации. Особенно хорошо подходит для пластинчатых теплообменников.
Отсутствует дистанционное управление. Расстояние между SV и PMFH не долж­но превышать нескольких метров. Низкая реактивность. Не обеспечивает термоси­фонное охлаждение масла.
Электронный способ регулирования уровня жидкости высокого давления: AKS 4100/4100U+ EKC 347 + ICM
Механический способ ре­гулирования уровня жид­кости низкого давления: SV4-6 Механический способ ре­гулирования уровня жид­кости низкого давления: SV 4-6 + PMFL
Электронный способ регу­лирования уровня жидко­сти низкого давления: AKS 4100/4100U + EKC 347+ ICM
Электронный способ регу­лирования уровня жидко­сти низкого давления: AKS 4100/4100U + EKC 347 + AKVA
Электронный способ регу­лирования уровня жидко­сти низкого давления: AKS 4100/4100U + EKC 347+ ICF
Ресивер
Отделитель жидкости
Отделитель жидкости
Отделитель жидкости
Отделитель жидкости
Отделитель жидкости
Применяется в сис­темах с небольшой заправкой хладаген­та, например, водо­охладителях.
Применяется для небольших установок.
Особенно подходит для децентрализован­ных систем, напри­мер,
систем для хо-
лодиль
ных складов.
Особенно хорошо подходит для де­централизованных систем, например, систем для холодиль­ных складов.
Особенно хорошо подходит для де­централизованных систем, например, систем для холодиль­ных складов.
Особенно хорошо подходит для де­централизованных систем, например, систем для холодиль­ных складов.
Эксплуатационная гибкость и компактность. Возможен дистан­ционный контроль и управление. Применим в широком диапазоне производительности.
Чисто механический способ регу­лирования. Технически простой, недорогой способ.
Чисто механический способ регу­лирования. Широкий диапазон производительности.
Эксплуатационная гибкость и компактность. Возможен дистан­ционный контроль и управление. Применим в широком диапазоне производительности.
Универсальный и компактный способ. Возможен дистанционный контроль и управление. Применим в широком диапазоне производи­тельности. Срабатывает быстрее, чем электроприводные клапаны. Наличие безотказного клапана (НЗ).
Эксплуатационная гибкость и компактность. Возможен дистан­ционный контроль и управление. Применим в широком диапазоне производительности. Простота и удобство монтажа.
Не допускается применение для систем на горючих хладагентах.
Регулирование в ограни­ченном диапазоне произ­водительности.
Отсутствует дистанционное регулирование. Расстояние между SV и PMFL не долж­но превышать нескольких метров. Низкая реактивность.
Не допускается применение для систем на горючих хладагентах.
Не допускается примене­ние для систем на горючих хладагентах. Система не должна быть чувствительной к пульса­циям давления.
Не допускается применение для систем на горючих хладагентах.
Электронный способ регу­лирования уровня жидко­сти низкого давления: AKS 38 + EVRA + REG
4.4 Справочная документация
Справочная документация в алфавитном порядке указана на стр. 146
Отделитель
жидкости
Техническое описание / Руководство
Тип Документ AKS 38 PD.GD0.A AKS 4100/
4100U AK VA PD.VA1.B EKC 347 PS.G00.A EVRA(T ) PD.BM0.B ICM PD.HT0.B
Для загрузки последней версии документации посетите веб-сайт компании Danfoss.
PD.SC0.C
Особенно хорошо подходит для де­централизованных систем, например, систем для холодиль­ных складов.
Тип Документ PMFH/L PD.GE0.C ICF PD.FT1.A REG PD.KM1.A SV 1-3 PD.GE0.B SV 4-6 PD.GE0.D
Технически простой, недорогой способ.
Инструкции
Тип Документ AKS 38 PI.GD0.A AKS 4100/
4100U AK VA PI.VA1.C /
EKC 347 PI.RP0.A EVRA(T ) PI.BN0.L ICM 20-65 PI.HT0.A
PI.SC0.D PI.SC0.E
PI.VA1.B
Диапазон регулирования уровня – 40 мм. Сильно за­висит от настройки клапа­на REG. Не применим в сис­темах с большими колеба­ниями производительности.
Тип Документ ICM 100-150 PI.HT0.B PMFH/L PI.GE0.D /
ICF PI.FT0.C REG PI.KM1.A SV 1-3 PI.GE0.C SV 4-6 PI.GE0.B
PI.GE0.A
36 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
5. Регулирование работы испарителей
5.1 Регулирование подачи хладагента в испарители с непосредственным кипением
Испаритель является частью системы охлажде­ния, где происходит передача тепла от охлаж­даемой среды (например, воздуха, рассола или или непосредственно продуктов хранения) к холодильному агенту.
Таким образом, основное назначение системы регулирования работы испарителя является обеспечение требуемой температуры контро­лируемой (охлаждаемой) среды. Кроме того, система регулирования должна также обеспе­чивать эффективную и надежную работу испа­рителя в любых условиях.
Для этого, в частности, может потребоваться использование следующих методов регулиро­вания работы испарителей:
Регулирование подачи жидкого хладагента в испаритель; в подразделах 5.1 и 5.2 рас­сматриваются два разных способа: подача в испарители с непосредственным кипением хладагента и подача в испарители с прину­дительной циркуляцией.
При разработке системы подачи жидкости в испаритель с непосредственным кипением должны быть соблюдены следующие требова­ния:
Должно быть обеспечено условие полного выкипания жидкого хладагента, поступаю­щего в испаритель. Это необходимо для защиты компрессора от гидравлического удара.
Температура охлаждаемой среды на выходе из испарителя должна поддерживаться в заданном диапазоне.
Оттайка испарителей (см. подразделы 5.3 и
5.4), необходимая для воздухоохладителей, работающих при температурах ниже 0 °C.
Переключение заданных температур для испарителей, работающих на разных темпе­ратурных уровнях (см. подраздел 5.5).
Регулирование температуры контролируе­мой среды в случаях необходимости ее под­держания на постоянном уровне с высокой точностью (см. подраздел 5.6).
При рассмотрении вопросов регулирования температуры контролируемой среды и оттай­ки, испарители с непосредственным кипением (DX) и испарители с насосной подачей хлада­гента рассматриваются отдельно ввиду неко­торых различий в системах регулирования.
Впрыск жидкого хладагента в испаритель регу­лируется расширительным клапаном, который должен поддерживать перегрев хладагента на выходе из испарителя в требуемом диапазоне температур. В качестве такого регулирующего клапана можно использовать либо терморе­гулирующий расширительный клапан, либо электронный расширительный клапан.
Для регулирования температуры, как правило, используется двухпозиционный регулятор, открывающий и закрывающий линию подачи жидкости в испаритель в соответствии с тем­пературой контролируемой среды.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 37
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 5.1.1: Испаритель с непосредствен­ным кипением хладагента, дросселирование жидкого хладагента при помощи терморегулирующего клапана
Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления
À
Запорный клапан на
жидкостной линии
Á Фильтр Â Соленоидный клапан Ã Терморегулирующий
расширительный клапан
Ä Запорный клапан на входе
в испаритель
Å
Запорный клапан на линии
всасывания
Æ Испаритель Ç Контроллер температуры È Датчик температуры
Danfoss Tapp_0062_02 10-2012
Из ресивера
В примере 5.1.1 приведена типовая схема регу­лирования работы испарителя с непосредствен­ным кипением хладагента (DX) без оттайки го­рячим газом.
Подача жидкого хладагента контролируется терморегулирующим расширительным клапа­ном TEA Ã, поддерживающим перегрев газа на выходе из испарителя на постоянном уровне. Клапан ТЕА предназначен для систем, работаю­щих на аммиаке. Компания Данфосс также производит терморегулирующие клапаны для работы с фторсодержащими хладагентами.
Температура охлаждаемой среды регулируется цифровым контроллером EKC 202 Ç, который управляет соленоидным клапаном EVRA Â в соответствии с температурой охлаждаемой среды, измеряемой датчиком AKS 21 È PT 1000.
В линию всасывания
Испаритель
Этот способ регулирования применим также к DX испарителям c естественной оттайкой или оттайкой при помощи электронагревателя.
Естественная оттайка осуществляется перекры­тием потока хладагента к испарителю при вклю­ченном вентиляторе. Оттайка электронагре­вателем осуществляется перекрытием потока хладагента к испарителю, отключением вен­тилятора и включением электронагревателя внутри оребренного испарительного блока.
Контроллер испарителя EKC 202
Контроллер управляет всеми функ занными с работой испарителя, включая рование температуры,
работу венти
циями, свя-
регули-
ляторов, оттайку и аварийные сообщения. Более подробная информация приведена в ру­ководстве по эксплуатации контроллера ЕКС 202.
Технические характеристики
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
Хладагенты R717 Температура кипения [°C] От –50 до +30
Максимальная температура термобаллона [°C] 100 Максимальное рабочее давление [бар] 19 Номинальная производительность* [кВт] От 3.5 до 295
* Условия эксплуатации: –15°C/+32°C, ∆T
Хладагенты R717, R22, R134a, R404a, R410a, R744, R502 Температура контролируемой среды [°C] От –40 до +105 Максимальное рабочее давление [бар] 42 Номинальная производительность* [кВт] От 21.8 до 2368
Пропускная способность Kv [м3/ч] От 0.23 до 25.0
* Условия эксплуатации: R717, –10/+25°C, ∆p = 0.15 бар
Хладагенты Аммиак и фторсодержащие хладагенты Температура контролируемой среды [°C] От –50 до +140 Максимальное рабочее давление [бар] 28 Присоединительный размер DN [мм] 15/20 Фильтрующий элемент Сетка из нержавеющей стали с размером ячейки 150 мкм
Пропускная способность Kv [м3/ч] 3.3/7.0
sub
Терморегулирующий расширительный клапан TEA
= 4°C
Соленоидный клапан EVRA(T )
Сетчатый фильтр FA
38 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 5.1.2: Испаритель с непосредствен­ным кипением хладагента, дросселирование жидкого хладагента при помощи электронного расширитель­ного клапана
В линию всасывания
Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления
Danfoss Tapp_0063_02 10-2012
À
Запорный клапан на
жидкостной линии
Á Фильтр Â Соленоидный клапан Ã Электронный
расширительный клапан
Ä
Запорный клапан на входе
в испаритель
Å
Запорный клапан на линии
всасывания
Æ Испаритель Ç Контроллер È Датчик температуры
Датчик давления Датчик температуры
Из ресивера
В примере 5.1.2 приведена типовая схема ре­гулирования работы испарителя с непосред­ственным кипением хладагента (DX) с электрон­ным регулированием подачи жидкости без оттайки горячим газом.
Регулирование впрыска жидкого хладагента осуществляется электроприводным клапаном ICM Ã с управлением от контроллера испари­теля EKC 315A датчика давления AKS 21 È, контрол
Ç. По данным, получаемым от
AKS и датчика температуры
лер EKC 315A регистрирует перегрев пара на выходе из испарителя и регу­лирует степень открытия клапана ICM для под­держания перегрева на оптимальном уровне.
Одновременно с этим контроллер ЕКС 315A также работает как цифровой автоматический регулятор температуры, управляя включением/ отключением соленоидного
клапана EVRA Â
по сигналам температуры контролируемой среды от датчика температуры
AKS 21 .
Испаритель
По сравнению со способом регулирования, приведенном в примере 5.1.1, данный способ обеспечивает оптимальный режим работы ис­парителя по перегреву и постоянное регули­рование степени открытия впрыскивающего клапана для обеспечения максимальной про­изводительности и эффективности испарите­ля. При этом обеспечивается полное использо­вание его теплообменной поверхности. Кроме того, данный способ регулирования обеспечи­вает более высокую точность регулирования температуры контролируемой среды.
Контроллер испарителя EKC 315A
Контроллер управляет всеми функ занными с работой испарителя, включая рование температуры, гента
и аварийные сообщения.
подачу жидкого хлада-
циями, свя-
регули-
Более подробная информация приведена в ру­ководстве по эксплуатации контроллера ЕКС 315A.
Технические характеристики
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 39
Электроприводный клапан ICM в качестве расширительного клапана
Материал Корпус: низкотемпературная сталь Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717 и R744 Температура регулируемой среды [°C] От –60 до 120 Максимальное рабочее давление [бар] 52 Присоединительный размер DN [мм] От 20 до 80 Номинальная производительность* [кВт] От 73 до 22700
* Условия эксплуатации: R717, Te = –10°C, ∆p = 8.0 бар, ∆T
Датчик давления AKS 3000 Датчик давления AKS 32
Хладагенты Все хладагенты, включая R717 Все хладагенты, включая R717
Рабочий диапазон давлений [бар] Максимальное рабочее давление PB [бар] 100 (в зависимости от диапазона) 60 (в зависимости от диапазона) Рабочий диапазон температур [°C] От –40 до 80 От –40 до 85
Диапазон компенсированной температуры [°C]
Номинальный выходной сигнал От 4 до 20 мА 1 – 5 В или 0 – 10 В
От 0 до 60 (в зависимости от диапазона)
Для низкого давления: от –30 до +40 Для высокого давления: от 0 до +80
sub
= 4K;
От –1 до 39 (в зависимости от диапазона)
Для низкого давления: От –30 до +40 Для высокого давления: От 0 до +80
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 5.1.3: Испаритель с непосредствен­ным кипением хладагента, электронная система дросселирования жидкого хладагента при помощи клапанной станции ICF
Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления
À Клапанная станция ICF:
M
Запорный клапан на жидкостной линии Фильтр Соленоидный клапан Модуль ручного открытия Электроприводный клапан ICM Запорный клапан на входе в испаритель
Á З
апорный клапан на линии
всасывания
 Испаритель à Контроллер Ä Датчик температуры Å Датчик давления Æ Датчик температуры
В линию всасывания
Из ресивера
В примере 5.1.3 приведена система регулиро­вания подачи хладагента в испаритель с непо­средственным кипением (DX) с электронным управлением без оттайки горячим газом. Эта схема аналогична схеме в примере 5.1.2, но реализована при помощи недавно разработан­ной клапанной станции ICF.
Клапанная станция ICF содержит в себе до шес­ти различных модулей, размещенных в одном корпусе, и представляет собой компактное и простое в установке регулирующее устройство.
Danfoss Tapp_0064_02 10-2012
Испаритель
По сравнению со способом регулирования, приведенном в примере 5.1.1, данный способ обеспечивает оптимальный режим работы ис­парителя по перегреву и постоянное регули­рование степени открытия впрыскивающего клапана для обеспечения максимальной про­изводительности и эффективности испарите­ля. При этом обеспечивается полное использо­вание его теплообменной поверхности. Кроме того, данный способ регулирования обеспечи­вает более высокую точность регулирования температуры контролируемой среды.
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
Регулирование впрыска жидкого хладагента осуществляется электроприводным клапаном ICM с управлением от контроллера испарителя EKC 315A Ã давления AKS Å и датчика температуры AKS 21 Ä, контрол пара на выходе из испарителя и регулирует степень открытия клапана ICM для поддержа­ния перегрева на оптимальном уровне.
Одновременно с этим контроллер ЕКС 315A также работает как цифровой автоматический регулятор температуры, отключением соленоидного сигналам температуры контролируемой среды от датчика температуры AKS 21 Æ.
. По данным, получаемым от датчика
лер EKC 315A регистрирует перегрев
управляя включением/
клапана ICFE по
Контроллер испарителя EKC 315A
Контроллер управляет всеми функ занными с работой испарителя, включая рование температуры, гента
и аварийные сообщения.
Более подробная информация приведена в ру­ководстве по эксплуатации контроллера ЕКС 315A.
подачу жидкого хлада-
циями, свя-
регули-
40 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 5.1.4: Испаритель с непосредствен­ным кипением хладагента, электронная система дросселирования жидкого хладагента при помощи клапанной станции ICF
Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления
À Клапанная станция ICF:
Запорный клапан на жидкостной линии Фильтр Расширительный клапан Запорный клапан на входе в испаритель
Á З
апорный клапан на линии
всасывания
 Испаритель à Контроллер Ä Датчик температуры Å Датчик давления Æ Датчик температуры
В линию всасывания
Из ресивера
В данном примере рассматривается схема ре­гулирования работы испарителя с непосред­ственным кипением хладагента (DX) с элек­тронным управлением без оттайки горячим газом при помощи клапанной станции ICF.
В корпусе компактной, легко устанавливаемой регулирующей клапанной станции ICF разме­щается до шести различных модулей.
Подача жидкого хладагента регулируется мо­дулем с электронным расширительным клапа­ном ICFA с управлением от контроллера испа­рителя EKC 315A . датчика давления AKS Å и датчика температуры AKS 21 Ä, перегрев пара на выходе из испарителя и ре­гулирует степень открытия клапана ICFA для поддержания перегрева на оптимальном уровне.
контрол
По данным, получаемым от
лер EKC 315A регистрирует
Danfoss Tapp_0160_02 10-2012
Испаритель
Данный способ регулирования обеспечивает оптимальный режим работы испарителя по перегреву и постоянное регулирование сте­пени открытия впрыскивающего клапана для обеспечения максимальной производитель­ности и эффективности испарителя. При этом обеспечивается полное использование его теплообменной поверхности. Кроме того, данный способ регулирования обеспечивает более высокую точность регулирования тем­пературы контролируемой среды.
Контроллер испарителя EKC 315A
Контроллер управляет всеми функ занными с работой испарителя, включая рование температуры, гента
и аварийные сообщения.
Более подробная информация приведена в ру­ководстве по эксплуатации контроллера ЕКС 315A.
подачу жидкого хлада-
циями, свя-
регули-
Для приведенного в данном примере способа регулирования вместо клапанной станции ICF можно использовать клапаны обычного типа (запорный клапан SVA, фильтр FIA, электронный расширительный клапан AKVA и запорный клапан SVA). Контроллер EKC 315A может использоваться как для регулирования с использованием кла­панной станции ICF, так и с использованием клапанов обычного типа.
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 41
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
5.2 Регулирование подачи хладагента в испарители с насосной подачей
Пример 5.2.1: Испаритель с насосной подачей хладагента без оттайки горячим газом
Парожидкостная смесь Жидкий хладагент низкого давления
À Запорный клапан на
жидкостной линии
Á Фильтр Â Соленоидный клапан Ã Регулирующий клапан Ä Запорный клапан на входе
в испаритель
Å Запорный клапан на линии
всасывания
Æ Испаритель Ç Контроллер È Датчик температуры
По сравнению с аммиачными системами с непосредственным кипением хладагента ре­гулирование аммиачных систем с насосной подачей является более простым, поскольку верно подобранный отделитель жидкости по­зволяет обеспечить защиту компрессоров от гидравлического удара.
Из отделителя жидкости
Наличие в схеме отделителя жидкости гаран­тирует возврат в компрессор только "сухого" пара холодильного агента. Регулирование работы испарителей является более простым, поскольку требуется лишь простейшее двухпозиционное регулирование подачи хладагента в испарители.
Danfoss Tapp_0065_02 10-2012
К отделителю жидкости
Испаритель
Технические характеристики
В примере 5.2.1 приведена типовая схема ре­гулирования работы испарителя с насосной подачей хладагента без оттайки горячим газом, которая также применима к испарителям сосной подачей хладагента с естественной или электрической оттайкой.
Температура охлаждаемой среды поддержива­ется на заданном уровне при помощи контрол­лера темпе ляет включени клапана EVRA Â по тролируемой среды, температуры AKS 21 È
Количество поступающей в испаритель жидкости регулируется степенью открытия ручного регулирующего клапана типа REG Ã.
Материал Специальная хладостойкая сталь, сертифицированная для использования
Хладагенты Все общепринятые негорючие хладагенты, включая R717 Температура контролируемой среды [°C] От –50 до +150 Максимальное рабочее давление [бар] 52 Присоединительный размер DN [мм] От 6 до 65
Пропускная способность Kv [м3/ч] От 0.17 до 81.4 для полностью открытых клапанов
ратуры EKC 202 Ç, который управ-
ем / отключением
сигналам температуры кон-
поступающим от датчика
с элементом PT 1000.
соленоидного
с на-
Регулирующий клапан REG
в условиях низких температур
Правильная настройка степени открытия регу­лирующего клапана имеет большое значение. Слишком большая степень открытия приведет к частому срабатыванию, а значит и к износу соленоидного клапана. Недостаточная степень открытия приведет к недостаточной подаче жидкого хладагента в испаритель.
Контроллер испарителя EKC 202
Контроллер управляет всеми функ занными с работой испарителя, включая рование температуры, оттайку и аварийные сообщения.
Более подробная информация приведена в ру­ководстве по эксплуатации контроллера ЕКС 202.
работу венти
циями, свя-
регули-
ляторов,
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
42 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 5.2.2: Испаритель с насосной подачей хладагента без оттайки горячим газом, клапанная станция ICF
Парожидкостная смесь Жидкий хладагент низкого давления
Danfoss Tapp_0066_02 10-2012
À Клапанная станция ICF:
Запорный клапан на жидкостной линии Фильтр Соленоидный клапан Модуль ручного открытия Регулирующий клапан Запорный клапан на входе в испаритель
Á
Запорный клапан на линии
всасывания
 Испаритель à Контроллер Ä Датчик температуры
Из отделителя жидкости
В примере 5.2.2 приведена схема регулирова­ния работы испарителя с
насосной подачей хладагента без оттайки горячим газом при по­мощи клапанной станции ICF. Эта схема анало­гична схеме, приведенной в примере 5.2.1 и также применима для испарителей с насосной подачей хладагента с естественной или элек­трической оттайкой. Клапанная станция ICF содержит в себе до шес­ти различных модулей, размещенных в одном корпусе, и представляет собой компактное и простое в установке регулирующее устройство.
Температура охлаждаемой среды поддержива­ется на заданном уровне при помощи контрол­лера температуры EKC 202 Ã, который управ­ляет включени
ем / отключением
соленоидного клапана ICFE, установленного в клапанной станции ICF, по лируемой среды, пературы
сигналам температуры контро-
поступающим от датчика тем-
AKS 21 Ä с элементом PT 1000.
К отделителю жидкости
Испаритель
Количество поступающей в испаритель жидко­сти регулируется степенью открытия ручного регулирующего клапана типа ICFR. Правильная настройка степени открытия регулирующего клапана имеет большое значение. Слишком большая степень открытия приведет к частому срабатыванию, а значит и к износу соленоид­ного клапана. Недостаточная степень открытия приведет к недостаточной подаче жидкого хладагента в испаритель.
Контроллер испарителя EKC 202
Контроллер управляет всеми функ занными с работой испарителя, включая рование температуры,
работу венти
циями, свя-
регули-
ляторов,
оттайку и аварийные сообщения.
Более подробная информация приведена в ру­ководстве по эксплуатации контроллера ЕКС 202.
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 43
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Danfoss Tapp_0155_02 10-2012
app_0156_02
Пример 5.2.3: Впрыск жидкого хладагента в воздухоохладитель затоплен­ной системы с электрической или рассольной оттайкой при помощи клапана AKVA/ ICFA с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ)
Парожидкостная смесь
Из отделителя жидкости
Жидкий хладагент низкого давления
Запорный клапан на
À
жидкостной линии
Фильтр
Á
Электронный
Â
расширительный клапан
Запорный клапан на входе
Ã
в испаритель
Запорный клапан на линии
Ä
всасывания
Контроллер
Å
Датчик температуры
Æ
Испаритель
Ç
Клапанная станция ICF:
È
Из отделителя жидкости
Испаритель
Испаритель
К отделителю жидкости
Danfoss T 10-2012
К отделителю жидкости
Запорный клапан Фильтр Электронный расширительный клапан Запорный клапан
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
В классической затопленной системе с непо­средственным кипением хладагента впрыск жидкости регулируется реле температуры, ко­торое обеспечивает непрерывный контроль температуры воздуха.
Соленоидный клапан открывается на несколько минут или более и остается открытым до тех пор, пока температура воздуха не достигнет заданного значения. В процессе впрыска мас­совый расход хладагента поддерживается на постоянном уровне.
Данный способ регулирования температуры воздуха очень прост, однако колебания темпе­ратуры ввиду дифференциала термостата мо­гут приводить к некоторым побочным эффек­там, например, усушке
или существенной по-
грешности регулирования.
Вместо вышеупомянутого способа периодичес­кого впрыска можно непрерывно адаптировать количество подаваемой жидкости в соответст­вии с фактической нагрузкой. Этот принцип может быть реализован при помощи электрон­ного расширительного клапана AKVA Â с широтно-импульсной модуляцией или клапан­ной станции ICF È с модулем с электронным расширительным клапаном ICFA.
Температура воздуха непрерывно измеряется и ее текущее значение сравнивается с заданным значением. При достижении заданного значе­ния температуры воздуха степень открытия
клапана AKVA Â уменьшается. В результате уменьшения проходного сечения клапана в этом рабочем цикле уменьшается его пропуск­ная способность. Продолжительность цикла регулируется в пределах от 30 сек. до 900 сек.
В случае с затопленной системой это означает непрерывное регулирование среднего расхо­да хладагента в соответствии с фактической потребностью. Уменьшение объема впрыски­ваемой жидкости приводит к уменьшению кратности циркуляции холодильного агента.
В результате испаряется большее количество хладагента, что обеспечивает наличие опреде­ленного количества перегретого пара в возду­хоохладителе.
Непосредственным следствием этого является более низкая средняя температура поверхности воздухоохладителя, что приводит к меньшему ∆T между хладагентом и воздухом.
Данный подход к впрыску жидкости в воздухо­охладитель затопленной системы обеспечивает высокую эксплуатационную гибкость и обес­печивает точное регулирование количества впрыскиваемого жидкого хладагента, что по­вышает точность и энергоэффективность сис­темы.
Для получения более подробной информации см. Руководство AK-CC 450 компании Danfoss.
44 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
5.3 Оттайка горячим газом воздухоохладителей с непосредственным кипением хладагента
На теплообменных поверхностях воздухоохла­дителей, работающих при температурах кипе­ния хладагента ниже 0 °С, образуется слой инея, толщина которого увеличивается с течением времени. Увеличение толщины слоя инея при­водит к падению производительности испари­теля из-за уменьшения коэффициента тепло­передачи, а также блокирования циркуляции воздуха. Поэтому для поддержания произво­дительности воздухоохладителей на надле­жащем уровне они подлежат периодической оттайке.
Различают следующие широко используемые в промышленных системах охлаждения способы оттайки:
Естественная оттайка Электрическая оттайка Оттайка горячим газом
Естественная оттайка осуществляется прекра­щением подачи хладагента в испаритель при включенных вентиляторах. Этот способ оттайки может применяться только при температурах внутри помещения выше 0°С. При этом процесс оттайки занимает очень много времени.
Оттайка про помощи электронагревателей осуществляется отключением вентилятора, прекращением подачи хладагента в испари­тель и включением электронагревателя, распо-
ложенного внутри оребренного испарительно­го теплообменника. Оттайка прекратится по сигналу от таймера и/или при срабатывании термостата окончания оттайки после полного удаления слоя инея с поверхности теплообме­на. Наряду с тем, что данная система не пред­ставляет трудностей в реализации и не требует больших начальных капиталовложений, она характеризуется существенно более высокими эксплуатационными затратами (на электроэ­нергию) по сравнению с другими способами оттайки.
В системах с оттайкой горячим газом, послед­ний подается в испаритель для разморажива­ния поверхности. Этот способ требует исполь­зования большего количества средств автома­тического регулирования, чем другие системы оттайки, но отличается самыми низкими экс­плуатационными затратами. Преимуществом впрыска горячего газа в испаритель является удаление масла и возврат его в компрессор. Для обеспечения достаточной производитель­ности оттайки горячим газом данный способ следует использовать только для систем охлаж­дения с тремя и более испарителями. Только треть от общей производительности испари­телей может единовременно использоваться для оттайки.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 45
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 5.3.1: Оттайка горячим газом испарителя с непосредствен­ным кипением
В ресивер
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления
Жидкостная линия
В конденсатор
Компрессор
К другим испарителям
Из других испарителей
À Запорный клапан Á Фильтр Â Соленоидный клапан
Из ресивера
Испаритель
à Электронный
расширительный клапан
Ä Запорный клапан на входе
в испаритель
Линия всасывания
Å Запорный клапан на входе
в испаритель
Æ Двухступенчатый
соленоидный клапан
Ç Запорный клапан
Линия горячего газа
È
Запорный клапан Фильтр Соленоидный клапан Запорный клапан Обратный клапан
Линия нагнетания
Обратно-запорный клапан Регулятор разности
давлений
Контроллер Датчик температуры Датчик температуры Датчик температуры Обратный клапан
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
46 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Danfoss Tapp_0067_02 10-2012
Выше приведена схема автоматизации системы испарителей с непосредственным кипением и оттайкой горячим газом. Для систем с аммиаком этот способ не так для систем с фторсодержащими хладагентами.
Цикл охлаждения
Электромагнитный клапан EVRAT Â в жидкост­ной линии остается открытым. Впрыск в испаритель регулируется электронным рас­ширительным клапаном AKVA Ã.
Соленоидный клапан GPLX Æ на линии всасы­вания поддерживается в открытом положении, а сервоприводный клапан системы оттайки ICS
поддерживается в закрытом положении при помощи пилотного клапана EVM. Обратный кла­пан NRVA предотвращает образование льда в дренажном поддоне.
Сервоприводный клапан ICS поддерживается в открытом положении пилотным клапаном EVM.
Цикл оттайки
При включении цикла оттайки соленоидный клапан EVRAT Â закрывается. Для того, чтобы осушить испаритель, вентиляторы продолжают работать в течение 120 – 600 с, в зависимости от размера испарителя. При выключении вентиляторов клапан GPLX Æ закрывается. том положении давлением горячего газа.
Горячий газ конденсируется в холодном клапане, образуя жидкость над сервопоршнем. Когда пилотные клапаны меняют свое положение, закрывая клапан, давление на сервопоршень становится равным давлению всасывания.
Точное время от момента, когда пилотные кла­паны меняют свое положение до полного зак­рытия клапана зависит от температуры, давле­ния, хладагента и размера клапана. Поэтому невозможно установить точное время закры­тия клапанов, можно только отметить, что чем ниже давление, тем больше время закрытия.
популярен и более подходит
GPLX Æ
поддерживается в откры-
жидкости
Время закрытия клапана очень важно учиты­вать при оттайке горячим газом.
Еще одна задержка длительностью от 10 до 20 с требуется для того, чтобы жидкость в испари­теле отстоялась на дне и не содержала пузырь­ков пара. После чего cервоприводный клапан ICS открывается при помощи пилотного кла­пана EVM и подает горячий газ в испаритель.
В цикле оттайки соленоидный пилотный клапан EVM сервоприводного клапана ICS находится в закрытом положении и управление работой клапана ICS осуществляется пилотным кла­паном разности давлений типа CVPP. При этом клапан ICS создает перепад давле­ний ∆p между давлением горячего газа и дав­лением в ресивере, который выталкивает жид­кость, сконденсированную в испарителе при оттайке, в линию жидкости через обратный клапан NRVA .
Когда температура в испарителе (измеренная датчиком AKS 21 ) достигает заданного зна­чения, оттайка прекращается, клапан ICS закрывается, соленоидный пилотный клапан EVM сервоприводного клапана ICS открыва­ется и открывается соленоидный клапан GPLX Æ.
Из-за высокой разности давлений между ис­парителем и линией всасывания необходимо использовать двухступенчатый соленоидный клапан GPLX или ICLX. В условиях большого перепада давления пропускная способность клапана GPLX/ICLX составляет всего 10 % от номинального значения, благодаря чему обес­печивается выравнивание давления к моменту полного открытия клапана, а значит и плавная работа системы и предотвращение переноса жидкости в линию всасывания.
После полного открытия клапана GPLX откры­вается клапан EVRAT Â, возобновляя цикл охлаж- дения. Вентилятор включается с некоторой за­держкой, чтобы успели замерзнуть оставшиеся на поверхности испарителя капли жидкости.
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Danfoss Tapp_0157_02 10-2012
Пример 5.3.2: Подача жидкого хладагента в воздухоохладитель затоп­ленной системы при помощи клапанной станции ICF
Парообразный хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Жидкий хладагент низкого давления
Клапанная станция ICF:
À
Запорный клапан Фильтр Электронный расширительный клапан Обратный клапан Штуцер под сварку Регулирующий клапан
Регулятор давления
Á
Регулятор давления
Â
Запорный клапан на линии
Ã
всасывания
Контроллер
Ä
Датчик температуры
Å
Испаритель
Æ
Клапанная станция ICF:
Ç
Запорный клапан Фильтр Электронный расширительный клапан Запорный клапан
Из отделителя жидкости
ICFR
Горячий газ
Ç ICF
В примере 5.3.2 приведена схема регулирова­ния работы испарителей с насосной подачей жидкого хладагента и оттайкой горячим газом при помощи клапанной станции ICF. Клапанная станция ICF содержит в себе до шес­ти различных модулей, размещенных в одном корпусе, и представляет собой компактное и простое в установке регулирующее устройство.
Цикл охлаждения
Модуль электронного расширительного клапа­на ICFA клапанной станции ICF осуществляет непрерывное регулирование количества пода­ваемой жидкости в соответствии с фактической нагрузкой. Электроприводный клапан ICM на линии всасывания поддерживается в открытом поло­жении, а модуль соленоидного клапана систе­мы оттайки ICFE в клапанной станции ICF – в закрытом положении.
Цикл оттайки
При включении цикла оттайки, модуль элек­тронного расширительного клапана ICFA кла­панной станции ICF закрывается. Для того, чтобы осушить испаритель, вентиляторы про­должают работать в течение 120 – 600 с, в за­висимости от размера испарителя.
В отделитель
Испаритель
Оттайка прекращается при достижении задан­ного значения температуры в испарителе или срабатывании таймера окончания оттайки, модуль соленоидного клапана ICFE в составе клапанной станции ICF Ç закрывается и после небольшой задержки открывается электропри­водный клапан ICM .
Большая разность давления между испарите­лем и линией всасывания обусловливает не­обходимость постепенного сброса давления с целью его выравнивания к моменту полного открытия клапана для обеспечения плавной работы системы и предотвращения переноса жидкости в линию всасывания.
Преимущество применения электроприводно­го клапана ICM заключается в возможности обеспечения выравнивания давления оттайки за счет медленного открытия клапана. Наиболее рентабельным способом реализации этого подхода является использование двухпо­зиционного режима работы клапана ICM с заданием очень малой скорости открытия кла­пана. Также этого эффекта можно достигнуть, используя клапан в режиме плавного регули­рования, изменяя скорость и степень его от­крытия свободно программируемым контрол­лером (PLC).
жидкости
Затем вентиляторы отключаются и клапан ICM закрывается. За этим следует задержка длительностью от 10 до 20 с, необходимая для того, чтобы жидкость в испарителе отстоялась на дне и не содержала пузырьков пара. После чего модуль соленоид­ного клапана ICFE в клапанной станции ICF Ç открывается и осуществляет подачу горячего газа в испаритель.
Во время цикла оттайки конденсирующийся в испарителе горячий газ подается на сторону низкого давления. Давление оттайки регулиру-
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 47
ется клапаном ICS с пилотным клапаном CVP .
После полного открытия клапана ICM откры­ваетя соленоидный модуль подачи жидкости ICFA в составе клапанной станции ICF , во­зобновляя цикл охлаждения. Вентилятор вклю­чается с некоторой задержкой, чтобы успе замерзнуть оставшиеся на поверх рителя капли жидкости.
ности испа-
ли
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Технические характеристики
Сервоприводный клапан с пилотным управлением ICS
Материал Корпус: низкотемпературная сталь Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717(аммиак) и R744(CO2) Температура контролируемой среды [°C] От –60 до +120 Максимальное рабочее давление [бар] 52 Присоединительный размер DN [мм] От 20 до 150 Номинальная производительность* [кВт] На линии горячего газа: от 20 до 4000
На линии жидкости без фазового перехода: от 55 до 11,300
* Условия эксплуатации: R717, T
= 30°C, P
liq
= 12 бар, ∆P = 0.2 бар, T
disch.
disch.
Двухступенчатый соленоидный клапан с пневмоуправлением GPLX
= 80°C, Te = –10°C, кратность циркуляции = 4
Двухступенчатый соленоидный клапан с пневмоуправлением ICLX
Материал Корпус: низкотемпературная сталь Корпус: низкотемпературный чугун Хладагенты Все общепринятые негорючие
хладагенты, включая R717(аммиак)
Все общепринятые негорючие хладагенты, включая R717(аммиак)
Температура контролируемой среды [°C] От –60 до 150 От –60 до 120 Максимальное рабочее давление [бар] 40 52 Присоединительный размер DN [мм] От 80 до 150 От 32 до 150 Номинальная производительность* [кВт] На линии всасывания сухого пара:
от 442 до 1910 На линии всасывания влажного пара: от 279 до 1205
* Условия эксплуатации: R717, ∆P = 0.05 бар, Te = –10°C, T
= 30°C, кратность циркуляции = 4
liq
На линии всасывания сухого пара: от 76 до 1299 На линии всасывания влажного пара: от 48 до 820
Обратный клапан NRVA
Материал Корпус: сталь Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717(аммиак) Температура контролируемой среды [°C] От –50 до 140 Максимальное рабочее давление [бар] 40 Присоединительный размер DN [мм] От 15 до 65 Номинальная производительность* [кВт] На линии жидкости без фазового перехода: от 160.7 до 2411
* Условия эксплуатации: R717, ∆P = 0.2 бар, Te = –10°C, кратность циркуляции = 4
Фильтр FIA
Материал Корпус: сталь Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717(аммиак) Температура контролируемой среды [°C] От –60 до 150 Максимальное рабочее давление [бар] 52 Присоединительный размер DN [мм] От 15 до 200 Фильтрующий элемент Сетка из нержавеющей стали с размером ячейки: 100/150/250/500
Электроприводный клапан ICM в качестве регулирующего клапана
Материал Корпус: низкотемпературная сталь Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717(аммиак) и R744(CO2) Температура контролируемой среды [°C] От –60 до 120 Максимальное рабочее давление [бар] 52 Присоединительный размер DN [мм] От 20 до 150 Номинальная производительность* [кВт] На линии горячего газа: от 2.3 до 4230
На линии всасывания влажного пара: от 0.85 до 1570
* Условия эксплуатации: R717, T
= 30°C, P
liq
= 12 бар, ∆P = 0.2 бар, T
disch.
= 80°C, Te = –10°C, кратность циркуляции = 4
disch.
48 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 5.3.3: Система с непосредствен­ным кипением, оттайка горячим газом при помощи клапанной станции ICF
В ресивер
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления
À Клапанная станция ICF на
линии жидкости:
M
Запорный клапан на жидкостной линии Фильтр Соленоидный клапан Модуль ручного окрытия Расширительный клапан ICM Запорный клапан на входе в испаритель
Á Запорный клапан на
выходе из испарителя
 Двухступенчатый
соленоидный клапан
à Запорный клапан на линии
всасывания
Ä Клапанная станция ICF на
линии горячего газа:
Запорный клапан Фильтр Соленоидный клапан Запорный клапан
Å Обратный клапан Æ Обратный клапан Ç Обратно-запорный клапан
на линии нагнетания
È Регулятор разности
давлений
Контроллер Контроллер перегрева Датчик температуры Датчик температуры Датчик температуры Датчик температуры
Датчик давления
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
В конденсатор
Компрессор
Из ресивера
Danfoss Tapp_0068_02 10-2012
В примере 5.3.3 приведена схема регулирова­ния работы испарителей кипением и оттайкой горячим газом при помо­щи клапанной станции ICF.
Клапанная станция ICF содержит в себе до шес­ти различных модулей, размещенных в одном корпусе, и представляет собой компактное и простое в установке регулирующее устройство.
Цикл охлаждения
Модуль соленоидного клапана ICFE в клапан­ной станции ICF À на линии жидкости поддер­живается в открытом положении. Подача жид­кости в испаритель регулируется модулем электроприводного клапана ICM, установлен­ным в клапанной станции ICF À.
Соленоидный клапан GPLX Â на линии всасы­вания поддерживается в открытом положении, а соленоидный клапан системы оттайки ICFE в составе клапанной станции ICF Ä – в закрытом положении.
Сервоприводный клапан ICS È поддерживается в открытом положении пилотным клапаном EVM.
Цикл оттайки
При включении цикла оттайки модуль ICFE в кла­панной станции ICF À чтобы осушить испаритель, вентиляторы про­должают работать в течение 120 – 600 с, в за­висимости от размера испарителя.
При выключении вентиляторов клапан закрывается. Клапан GPLX Â поддерживается в открытом положении давлением горячего газа.
Горячий газ конденсируется в холодном клапане образуя жидкость над сервопоршнем. Когда пилотные клапаны меняют свое положение, закрывая клапан, давление на сервопоршень становится равным давлению всасывания.
Точное время от момента, когда пилотные кла­паны меняют свое положение до полного зак­рытия клапана зависит от температуры, давле-
с непосредственным
закрывается. Для того,
Из других испарителей
К другим испарителям
GPLX
Испаритель
ния, хладагента и размера клапана. Поэтому невозможно установить точное время закры­тия клапанов, можно только отметить, что чем ниже давление, тем больше время закрытия. Время закрытия клапана очень важно учиты­вать при оттайке горячим газом.
Еще одна задержка от 10 до 20 с требуется, чтобы жидкость в испарителе отстоялась на дне и не содержала пузырьков пара. После чего модуль соленоидного клапана ICFE в ICF Ä открывается и подает горячий газ в испаритель.
В цикле оттайки пилотный соленоидный клапан EVM сервоприводного клапана ICS È закрывает­ся и клапан ICS È начинает работать под управ­лением пилотного клапана разности CVPP. Клапан между давлением горячего газа и давлением в ресивере, который выталкивает жидкость, скон­денсированную в испарителе при оттайке, в ли­нию жидкости через обратный клапан NRVA Æ.
Когда температура в испарителе (измеренная датчиком AKS 21 ) достигает заданного значе­ния, оттайка прекращается, модуль ICFE в ICF Ä закрывается, соленоидный пилотный клапан EVM сервоприводного клапана ICS È открыва­ется и открывается соленоидный клапан GPLX Â.
Из-за высокой разности давлений между испа­рителем и линией всасывания необходимо ис­пользовать двухступенчатый соленоидный кла­пан GPLX Â или ICLX. При высокой разности дав­лений клапан GPLX Â/ICLX обладает только 10% от своей производительности, что позволяет стравить давление перед полным окрытием клапана, обеспечить плавную работу и избежать
,
перетекания жидкости в линию всасывания.
После полного открытия клапана GPLX Â откры­вается модуль ICFE в клапанной станции ICF , возобновляя цикл охлаждения. Вентилятор включается с некоторой задержкой, чтобы успели замерзнуть оставшиеся на поверхности испарителя капли жидкости.
ICS È создает перепад давлений ∆p
давлений
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 49
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
10-2012
Пример 5.3.4: Система с непосредственным кипением, оттайка горячим газом при помощи клапанной станции ICF с модулем элек­троприводного клапана ICM
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления
В ресивер
В конденсатор
Компрессор
Из других испарителей
К другим испарителям
Контроллер
À Клапанная станция ICF на
линии жидкости:
M
Запорный клапан на жидкостной линии Фильтр Соленоидный клапан Модуль ручного окрытия Расширительный клапан ICM Запорный клапан на входе в испаритель
Á Запорный клапан на
выходе из испарителя
 Регулятор давления
(электроприводный клапан)
à Запорный клапан на линии
всасывания
Ä Клапанная станция ICF на
линии горячего газа:
Запорный клапан Фильтр Соленоидный клапан Запорный клапан
Å Обратный клапан Æ Обратный клапан Ç Обратно-запорный клапан
на линии нагнетания
Danfoss Tapp_0158_02
В примере 5.3.4 приведена схема регулирова­ния работы кипением и оттайкой горячим газом при помо­щи клапанной станции ICF.
Клапанная станция ICF содержит в себе до шес­ти различных модулей, размещенных в одном корпусе, и представляет собой компактное и простое в установке регулирующее устройство.
Цикл охлаждения
Модуль соленоидного клапана ICFE в клапанной станции ICF À на линии жидкости поддержива­ется в открытом положении. Подача жидкости в испаритель регулируется модулем электро­приводного клапана ICM, установленным в клапанной станции ICF À.
Электроприводный клапан ICM на линии всасывания поддерживается в открытом поло­жении, а модуль соленоидного клапана системы оттайки ICFE в клапанной станции ICF – в закрытом положении.
Сервоприводный клапан ICS È поддерживается в открытом положении соленоидным пилотным клапаном EVM.
испарителей с непосредственным
È Регулятор разности
давлений
Контроллер Контроллер перегрева Датчик температуры Датчик температуры Датчик температуры Датчик температуры
Датчик давления
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
50 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Цикл оттайки
При включении цикла оттайки модуль солено­идного клапана подачи жидкости ICFE в клапан­ной станции ICF À осушить испаритель, вентиляторы продолжают работать в течение 120 – 600 с, в зависимости от размера испарителя.
Затем вентиляторы отключаются и электропри­водный клапан
За этим следует задержка от 10 до 20 с, необхо­димая для того, чтобы жидкость в испарителе отстоялась на дне и не содержала пузырьков пара. После чего модуль соленоидного клапана ICFE в составе клапанной станции ICF Ä откры­вается и подает горячий газ в испаритель.
ICM закрывается.
Из ресивера
закрывается. Для того, чтобы
В цикле оттайки пилотный соленоидный клапан EVM сервоприводного клапана ICS È закрывает­ся и клапан ICS È начинает работать под управ­лением пилота разности ICS È создает перепад давлений ∆p между дав­лением горячего газа и давлением в ресивере, который выталкивает жидкость, сконденсиро­ванную в испарителе при оттайке, в линию жидкости через обратный клапан SCA .
Когда температура в испарителе (измеренная датчиком AKS 21) достигает заданного значения, оттайка прекращается, модуль ICFE в ICF Ä зак­рывается, соленоидный пилотный клапан EVM сервоприводного клапана ICS È открывается и открывается электроприводный клапан ICM .
Большая разность давления между испарителем и линией всасывания обусловливает необходи­мость постепенного сброса давления с целью его выравнивания к моменту полного открытия клапана для обеспечения плавной работы сис­темы и предотвращения переноса жидкости в линию всасывания.
Преимущество применения электроприводно­го клапана ICM состоит в возможности вырав­нивания давления оттайки за счет медленного открытия клапана. Наиболее рентабельным спо­собом является использование двухпозицион­ного режима работы клапана ICM с заданием очень малой скорости открытия клапана. Так же этого эффекта можно достигнуть, используя клапан в режиме плавного регулирования, изменяя скорость и степень его открытия сво­бодно программируемым контроллером (PLC).
После полного открытия клапана ICM откры­вается модуль соленоидного клапана подачи жидкости ICFE в составе клапанной станции ICF , возобновляя цикл охлаждения. Вентиля­тор включается с некоторой задержкой, чтобы успели замерзнуть оставшиеся на поверхности испарителя капли жидкости.
Испаритель
давлений CVPP. Клапан
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
5.4 Оттайка горячим газом воздухоохладителей с насосной подачей хладагента
Пример 5.4.1: Испаритель с насосной подачей хладагента и оттайкой горячим газом
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Жидкий хладагент низкого давления
Жидкостная линия
À Запорный клапан на
жидкостной линии
Á Фильтр Â Соленоидный клапан Ã Обратный клапан Ä Регулирующий клапан Å Запорный клапан на входе
в испаритель
Линия всасывания
Æ Запорный клапан на
выходе из испарителя
Ç Двухступенчатый
соленоидный клапан
È
Запорный клапан на линии всасывания
Линия горячего газа
Запорный клапан Фильтр Соленоидный клапан Запорный клапан Обратный клапан
Обводная линия
Перепускной клапан
Регуляторы
Контроллер Датчик температуры Датчик температуры Датчик температуры
Технические характеристики
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
В отделитель жидкости
Из отделителя жидкости
Из линии нагнетания
В примере 5.4.1 приведена типовая схема регу­лирования работы испарителя с насосной по­дачей хладагента и оттайкой горячим газом.
Цикл охлаждения
Соленоидный клапан на жидкостной линии ICS Â
поддерживается в открытом положении.
Впрыск
жидкости регулируется ручным регули-
рующим клапаном REG Ä. Соленоидный клапан
вания
поддерживается в открытом положении, а соленоидный клапан системы оттайки ICS – в закрытом положении.
Цикл оттайки
При включении цикла оттайки пан ICS Â закрывается. Для того, чтобы осушить испаритель, вентиляторы продолжают работать в течение 120 – 600 с, в зависимости от размера испарителя.
Затем вентиляторы отключаются и клапан GPLX закрывается. открытом положении давлением горячего газа.
Горячий газ конденсируется в холодном клапане образуя жидкость над сервопоршнем. Когда пилотные клапаны меняют свое положение, закрывая клапан, давление на сервопоршень становится равным давлению всасывания.
Точное время от момента, когда пилотные кла­паны меняют свое положение до полного зак­рытия клапана зависит от температуры, давле­ния, хладагента и размера клапана. Поэтому невозможно установить точное время закры­тия клапанов, можно только отметить, что чем ниже давление, тем больше время закрытия. Время закрытия клапана очень важно учиты­вать при оттайке горячим газом.
Материал Корпус: сталь Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717(аммиак) Температура контролируемой среды [°C] От –50 до 150 Максимальное рабочее давление [бар] 40 Присоединительный размер DN [мм] 20/25 Открывающий перепад давления [бар] От 2 до 8
Клапан GPLX поддерживается в
GPLX Ç
на линии всасы-
соленоидный кла-
Перепускной клапан OFV
Еще одна задержка от 10 до 20 с требуется, чтобы жидкость в испарителе отстоялась на дне и не содержала пузырьков пара. После чего соленоидный клапан ICS открывается и подает горячий газ в испаритель.
На протяжении цикла оттайки перепускной клапан OFV автоматически открывается по значению перепада давлений. Перепускной клапан обеспечивает отвод конденсированно­го горячего пара из испарителя в линию всасы­вания влажного пара. В зависимости от про­изводительности системы клапан OFV можно заменить регулятором давления ICS+CVP или поплавковым клапаном высокого давления SV1/3, который будет осуществлять только слив жидкости на сторону низкого давления.
Когда температура в испарителе (измеренная датчиком AKS 21 ) достигает заданного значе­ния, оттайка прекращается, соленоидный кла­пан ICS закрывается, и открывается двухсту­пенчатый соленоидный клапан GPLX Ç.
После полного открытия клапана GPLX откры­вается соленоидный клапан подачи жидкости
,
ICS Â, возобновляя цикл охлаждения. Вентиля­тор включается с некоторой задержкой, чтобы успели замерзнуть оставшиеся на поверхно­сти испарителя капли жидкости.
Функция клапана ICLX аналогична функции клапана GPLX. В условиях большого перепада давления пропускная способность клапана GPLX/ICLX составляет всего 10 % от номиналь­ного значения, благодаря чему обеспечивает­ся выравнивание давления к моменту полного открытия клапана, системы и предотвра в линию всасывания.
а значит и плавная работа
Danfoss Tapp_0069_02 10-2012
Испаритель
щение переноса жидкости
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 51
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 5.4.2: Испаритель с насосной подачей хладагента и оттайкой горячим газом при помощи клапанной станции ICF и поплавкового клапана SV 1/3.
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Жидкий хладагент низкого давления
À Клапанная станция ICF на
жидкостной линии:
Запорный клапан на жидкостной линии Фильтр Соленоидный клапан Обратный клапан Регулирующий клапан
Запорный клапан на входе
в испаритель
Á Запорный клапан на
выходе из испарителя
 Двухступенчатый
соленоидный клапан
à Запорный клапан на линии
всасывания
Ä Клапанная станция ICF на
линии горячего газа:
Запорный клапан Фильтр Соленоидный клапан Запорный клапан
Å Обратный клапан Æ Поплавковый клапан Ç Контроллер È Датчик температуры
Датчик температуры Датчик температуры
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
В отделитель жидкости
Из отделителя жидкости
Из линии нагнетания
В примере 5.4.2 приведена схема регулирова­ния работы испарителей с насосной подачей жидкого хлад помощью клапан го клапана SV 1/3.
Клапанная станция ICF содержит в себе до шес­ти различных модулей, размещенных в одном корпусе, и представляет собой компактное и простое в установке регулирующее устройство.
Цикл охлаждения
Модуль соленоидного клапана ICFE в клапанной станции ICF À на линии жидкости поддержива­ется в открытом положении. Подача жидкости в испаритель осуществляется модулем ручно­го регулирующего клапана ICFR в ICF À.
Соленоидный клапан GPLX Â на линии всасы­вания поддерживается в открытом положении, а соленоидный клапан оттайки ICFE в составе клапанной нии.
Цикл оттайки
При включении цикла оттайки модуль ICFE в кла­панной станции ICF À чтобы осушить испаритель, вентиляторы про­долж
ают работать в течение 120 – 600 с, в зави-
симости от размера испарителя. Затем вентиляторы отключаются и клапан GPLX
закрывается открытом состоянии давлением горячего газа.
Горячий газ конденсируется в холодном клапане образуя жидкость над сервопоршнем. Когда пилотные клапаны меняют свое положение, закрывая клапан, давление на сервопоршень становится равным давлению всасывания.
Точное время от момента, когда пилотные кла­паны меняют свое положение до полного зак­рытия клапана зависит от температуры, давле­ния, хладагента и размера клапана. Поэтому
агента и оттайкой горячим газом с
ной станции ICF и поплавково-
станции ICF Ä – в закрытом положе-
закрывается. Для того,
. Клапан GPLX Â поддерживается в
Danfoss Tapp_0070_02 10-2012
Испаритель
невозможно установить точное время закры­тия клапанов, можно только отметить, что чем ниже давление, тем больше время закрытия. Время закрытия клапана очень важно учиты­вать при оттайке горячим газом.
Еще одна задержка от 10 до 20 с требуется, чтобы жидкость в испарителе отстоялась на дне и не содержала пузырьков пара. После чего модуль соленоидного клапана ICFE в ICF Ä открывается и подает горячий газ в испаритель.
На протяжении цикла оттайки конденсирую­щийся горячий пар впрыскивается из испари­теля на сторону низкого давления. Впрыск ре­гулируется поплавковым клапаном высокого давления SV1 или SV 3 Æ, оснащенным специ­альным регулирующим устройством. В отличие от перепускного клапана OFV из примера 5.4.1 данный поплавковый клапан регулирует слив по уровню жидкости в поплавковой камере.
Применение поплавкового клапана гарантирует, что горячий пар сможет покинуть пределы ис­парителя только в виде конденсата, шает общую эффективность системы. Кроме того, поплавковый клапан специально предна­значен для осуществления ного регулирования работы
Когда температура в испарителе (измеренная датчиком AKS 21 ) достигает заданного значе­ния, оттайка прекращается, модуль соленоид­ного клапана ICFE в составе клапанной станции ICF Ä закрывается и после небольшой задерж-
,
ки открывается соленоидный клапан GPLX Â.
После полного открытия клапана GPLX Â откры­вается модуль соленоиднойго клапана подачи жидкости ICFE в клапанной станции ICF , воз­обновляя цикл охлаждения. Чтобы заморозить оставшиеся капли жидкости на поверхности испарителя, вентиляторы включаются после некоторой задержки.
плавного и стабиль-
испарителя.
что повы-
52 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
app_0159_02
Пример 5.4.3: Испаритель с насосной подачей хладагента и оттайкой горячим газом при помощи клапанной станции ICF и клапана ICS c пилотным клапаном CVP
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Жидкий хладагент низкого давления
À Клапанная станция ICF на
жидкостной линии:
Запорный клапан на
жидкостной линии Фильтр Соленоидный клапан Обратный клапан Регулирующий клапан
Запорный клапан на входе
в испаритель
Á Запорный клапан на
выходе из испарителя
 Регулятор давления
(электроприводный клапан)
à Запорный клапан на линии
всасывания
Ä Клапанная станция ICF на
линии горячего газа:
Запорный клапан Фильтр Соленоидный клапан Запорный клапан
Å Обратный клапан Æ Регулятор давления Ç Контроллер È Датчик температуры
Датчик температуры Датчик температуры
Не все клапаны показаны на схемах.
Схемы не должны использоваться
в качестве конструкторской
документации.
Контроллер
В отделитель жидкости
Из отделителя жидкости
Из линии нагнетания
В примере 5.4.3 приведена хема регулирования работы
испарителей с насосной подачей жид­кого хлад мощью клапан
Клапанная станция ICF содержит в себе до шес­ти различных модулей, размещенных в одном корпусе, и представляет собой компактное и простое в установке регулирующее устройство.
Цикл охлаждения
Модуль соленоидного клапана ICFE в клапанной станции ICF À на линии жидкости поддержива­ется в открытом положении. Подача жидкости в испаритель осуществляется модулем ручно­го регулирующего клапана ICFR в ICF À.
Электроприводный клапан на линии всасыва­ния ICM поддерживается в открытом поло­жении, а соленоидный модуль оттайки ICFE в составе клапанной станции ICF – в закрытом положении.
Цикл оттайки
При включении цикла оттайки модуль ICFE в кла­панной станции ICF À чтобы осушить испаритель, вентиляторы про­долж симости от размера испарителя. Затем венти­ляторы отключаются и клапан ICM закрывается.
За этим следует задержка длительностью от 10 до 20 с, чтобы жидкость в испарителе отстоялась на дне и не содержала пузырьков пара. После чего модуль соленоидного клапана ICFE в кла­панной станции ICF открывается и подает горячий газ в испаритель. На протяжении цикла оттайки конденсирую-
агента и оттайкой горячим газом с по-
ной станции ICF.
закрывается. Для того,
ают работать в течение 120 – 600 с, в зави-
Danfoss T 10-2012
Испаритель
щийся в испарителе горячий газ подается на сторону низкого давления. Давление оттайки регулируется клапанами ICS + CVP .
Когда температура в испарителе(измеренная датчиком AKS 21) достигает заданного значе­ния, оттайка прекращается, закрывается мо­дуль соленоидного клапана ICFE в клапанной станции ICF и после небольшой задержки открывается электроприводный клапан ICM .
Большая разность давления между испарите­лем и линией всасывания обусловливает не­обходимость постепенного сброса давления с целью его выравнивания к моменту полного открытия клапана для обеспечения плавной работы системы и предотвращения переноса жидкости в линию всасывания.
Преимущество применения электроприводно­го клапана ICM состоит в возможности вырав­нивания давления оттайки за счет медленного открытия клапана. Наиболее рентабельным спо­собом является использование двухпозицион­ного режима работы клапана ICM с заданием очень малой скорости открытия клапана. Так же этого эффекта можно достигнуть, используя клапан в режиме плавного регулирования, изменяя скорость и степень его открытия сво­бодно программируемым контроллером (PLC).
После полного открытия клапана ICM откры­вается модуль соленоидного клапана подачи жидкости ICFE в клапанной станции ICF , воз­обновляя цикл охлаждения. Чтобы заморозить оставшиеся капли жидкости на поверхности испарителя, вентиляторы включаются после некоторой задержки.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 53
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
5.5 Испарители с несколькими температурными уровнями
Пример 5.5.1: Регулирование давления кипения, переход с одного уровня давления на другой
Парожидкостная смесь Жидкий хладагент низкого давления
À Клапан регулирования
давления
Á Пилотный клапан
регулирования давления
 Пилотный клапан
регулирования давления
à Соленоидный пилотный
клапан
Испарители с несколькими температурными уровнями очень широко используются в пере­рабатывающих отраслях промышленности.
Работа испарителя в условиях двух фиксиро­ванных значений давления кипения обеспечи­вается при помощи одного основного серво­приводного клапана ICS с двумя пилотными клапанами постоянного давления.
В отделитель жидкости
Из отделителя жидкости
Испаритель
Danfoss Tapp_0071_02 10-2012
В примере 5.5.1 приведена схема регулирова­ния двух уровней давления кипения в испари­телях. Данный способ регулирования может быть использован как в испарителях с непо­средственым кипением, так и в испарителях с насосной подачей хладагента при любом спо­собе оттайки.
Сервоприводный клапан ICS оснащен одним соленоидным пилотным клапаном EVM (нор­мально закрытым), установленным в порт S1, и двумя пилотными клапанами постоянного давления CVP, установленными в порты S2 и Р, соответственно.
Пилотный клапан CVP, установленный в порт S2, настроен на меньшее рабочее давление, а кла­пан CVP, установленный в порт Р – на большее рабочее давление.
При подаче питания на соленоидный клапан, установленный в порт S1, давление в испари­теле будет соответствовать значению уставки давления пилотного клапана CVP, установлен­ного в порт S2. При отключении питания со
ле­ноидного клапана давление в испарителе бу­дет
соответствовать значению давления, задан­ному для пилотного клапана CVP, установлен­ного в порт P.
Пример:
I II
Температура воздуха на выходе из испарителя
Температура кипения хладагента –2°C +2°C Температурный перепад 5K 6K Хладагент R717 R717 Давление кипения 3,0 бар 3,6 бар
+3°C +8°C
S2: CVP настроен на давление 3,0 бар. P: CVP настроен на давление 3,6 бар.
I: Пилотный клапан EVM открыт.
Давление кипения регулируется клапаном CVP, установленным в порт S2. II: Пилотный клапан EVM закрыт.
Давление кипения
регулируется
клапаном
CVP, установленным в порт P.
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
54 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
5.6 Регулирование температуры контролируемой среды
Пример 5.6.1: Регулирование температуры контролируемой среды при помощи клапана ICS с пилотным управлением
Парожидкостная смесь Жидкий хладагент низкого давления
À Клапан регулирования
давления
Á Пилотный клапан
регулирования давления
 Пилотный клапан с
электронным управлением
à Заглушка Ä Контроллер Å Соленоидный клапан с
фильтром
Æ Датчик тепературы
В данном подразделе рассматривается спосо­бы регулирования работы систем охлаждения, к которым предъявляются строгие требования к точности поддержания температуры контро­лируемой среды. К этим системам, например, относятся:
Холодильные камеры для фруктов и продуктов питания
Цеха предприятий пищевой промышленности Системы охлаждения жидкости
В отделитель жидкости
Из отделителя жидкости
Испаритель
Danfoss Tapp_0072_02 09-2013
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
В примере 5.6.1 рассматривается способ высо­коточного регулирования температуры контро­лируемой среды. Более того, данный способ обеспечивает защиту испарителя от слишком низкого давления, которое может привести к замораживанию продуктов хранения.
Данный способ может быть использован как в испарителях с непосредственым кипением хладагента, так и в испарителях с насосной по­дачей хладагента при любом способе оттайки.
В регулирующем клапане типа ICS 3 предусмо­трена установка пилотного клапана CVQ в порт S2 с управлением от контроллера температуры EKC 361 и пилотного клапана CVP в порт S1. В порт Р установлена заглушка А+В.
Настройка пилотного клапана CVP соответст­вует значению минимально допустимого дав­ления.
Данный способ обеспечивает регулирование температуры с точностью ±0,25 °C. При выходе температуры за пределы этого диапазона кон­троллер EKC обеспечивает закрытие солено­идного клапана на жидкостной линии.
Данное техническое решение обеспечивает регулирование температуры с точностью ±0,25 °C. При выходе температуры за пределы этого диапазона контроллер EKC обеспечивает закрытие соленоидного клапана на жидкост­ной линии.
Контроллер ЕКС 361 осуществляет управление всеми функциями, связанными с работой испа­рителя, включая регулирование температуры и аварийные сообщения.
Более подробная информация приведена в ру­ководстве по эксплуатации контроллера ЕКС 361.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 55
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 5.6.2: Регулирование температуры контролируемой среды при помощи электроприводного клапана ICM
В отделитель жидкости
Парожидкостная смесь Жидкий хладагент низкого давления
À Регулятор давления
(электроприводный клапан)
Из отделителя жидкости
Á Контроллер Â Соленоидный клапан с
фильтром
Испаритель
Danfoss Tapp_0073_02 10-2012
В примере 5.6.2 рассматривается
способ высо­коточного регулирования температуры контро­лируемой среды без применения двухпозици­онного регулирования (вкл/откл.).
Данный способ может быть использован как в испарителях с непосредственым кипением хладагента, так и в испарителях с насосной по­дачей хладагента при любом способе оттайки.
В данном техническом решении применяется электроприводный клапан ICM, управляемый контроллером EKC 361.
Контроллер ЕКС 361 обеспечивает поддержа­ние температуры контролируемой среды на заданном уровне путем управления открытием электроприводного клапана
ICM, тем самым регулируя давление кипения и обеспечивая заданную температуру и снятие фактической тепловой нагрузки.
Данный способ обеспечивает регулирование температуры с точностью ±0,25 °C. При выходе температуры за пределы этого диапазона кон­троллер EKC обеспечивает закрытие солено­идного клапана на жидкостной линии.
Контроллер ЕКС 361 осуществляет управление всеми функциями, связанными с работой испа­рителя, включая регулирование температуры и аварийные сообщения.
Более подробная информация приведена в ру­ководстве по эксплуатации контроллера ЕКС 361.
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
56 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
5.7 Выводы
Регулирование Применение Преимущества Недостатки
Регулирование подачи хладагента в испарители с непосредственным кипением
Испарители с непосред­ственным кипением, регу­лирование при помощи клапанов TEA, EVRA и кон­троллера EKC 202.
Испаритель
Испарители с непосред­ственным кипением, регу­лирование при помощи клапанов ICM/ICF, EVRA и контроллера EKC 315A.
Испаритель
Регулирование подачи жидкого хладагента в испарители с насосной подачей хладагента
Испарители с насосной по­дачей, регулирование помощи клапанов REG, EVRA и контроллера EKC 202.
при
Испаритель
Все системы с непосредственным кипением хладагента.
Все системы с непосредственным кипением хладагента.
Системы с насосной подачей жидкого хладагента.
Простая конструкция холодильной установки без отделителя жидкости и системы циркуляции.
Оптимальный перегрев, малая инерционность, возможность дистанционного управления, регулирование в широком диапазоне производитель­ности.
Высокие производитель­ность и эффективность испарителя.
Меньшая производитель­ность и эффективность, чем у систем с насосной подачей хладагента. Не использует­ся при работе с горючими хладагентами.
Не используется при работе с горючими хладагентами.
Колебания расхода и большой объем заправки.
Оттайка горячим газом воздухоохладителей с непосредственным кипением хладагента
Испарители с непосред­ственным кипением, оттайка горячим газом.
Испаритель
Все системы с непосредственным кипением хладагента.
Быстрая оттайка; возмож­ность удаления горячим газом остатков масла из низкотемпературного испарителя.
Оттайка горячим газом воздухоохладителей с насосной подачей хладагента
Испарители с насосной подачей, оттайка горячим газом.
Испаритель
Испарители с насосной подачей, оттайка горячим газом при помощи поплав­кового клапана SV1/3.
Испаритель
Все системы с насосной подачей жидкого хладагента.
Все системы с насосной подачей жидкого хладагента.
Быстрая оттайка; возмож­ность удаления горячим газом остатков масла из низкотемпературного испарителя.
Быстрая оттайка; возмож­ность удаления горячим га­зом остатков масла из низ­котемпературного испарите­ля. Эффективность и ста­бильность регулиро расхода горячего плавковым клапаном.
Испарители с несколькими температурными уровнями
Регулирование работы испарителей с несколькими температурными уровнями при помощи клапанов
ICS и
C VP.
Испаритель
Испарители, работающие на разных температурных уровнях.
Обеспечивает работу испарителя на 2 температурных уровнях.
Не применяется, если в системе менее трех испарителей.
Не применяется, если в системе менее трех испарителей.
Не применяется, если в системе менее трех испарителей.
вания
газа по-
Потери давления на линии всасывания.
Регулирование температуры контролируемой среды
Регулирование температуры контролируемой среды при помощи клапанов
ICS, CVQ
и CVP.
Испаритель
Регулирование температуры контролируемой среды при помощи электроприводного клапана ICM.
Испаритель
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 57
Высокоточное регулирование температуры и защита от минимального давления
(за­мораживания). Возможна работа на разных температурных уровнях.
Высокоточное регулирование температуры. Возможна работа на разных температурных уровнях.
Клапан CVQ точно поддер­живает заданную темпера­туру, клапан CVP поддержи­вает давление выше мини­мально допустимого уровня.
Клапан ICM обеспечивает высокоточное поддержание заданной температуры за счет регулирования степе­ни открытия клапана.
Потери давления на линии всасывания.
Степень регулирования ограничена максимальной пропускной способностью клапана ICM.
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
5.8 Справочная документация
Справочная документация в алфавитном порядке указана на стр. 146
Техническое описание / Руководство
Тип Документ AKS 21 RK0YG AKS 33 RD5GH AK VA PD.VA1.B CVP PD.HN0.A CVQ PD.HN0.A EVM PD.HN0.A EKC 202 RS8DZ EKC 315A RS8CS EKC 361 RS8AE EVRA(T ) PD.BM0.B FA PD.FM0.A
Для загрузки последней версии документации посетите веб-сайт компании Danfoss.
Тип Документ FIA PD.FN1.A GPLX PD.BO0.A ICF PD.FT1.A ICM PD.HT0.B ICS PD.HS2.A NR VA PD.FK0.A OFV PD.HQ0.A ICLX PD.HS1.A REG PD.KM1.A SV 1-3 PD.GE0.B SVA PD.KD1.A TEA PD.AJ0.A
Инструкции
Тип Документ AKS 21 RI14D AKS 32R PI.SB0.A AKS 33 PI.SB0.A AK VA PI.VA1.C /
CVP PI.HN0.C CVQ PI.VH1.A EVM PI.HN0.N EKC 202 RI8JV EKC 361 RI8BF EVRA(T ) PI.BN0.L FA PI.FM0.A
PI.VA1.B
Тип Документ FIA PI.FN1.A GPLX PI.BO0.A ICF PI.FT0.C ICM 20-65 PI.HT0.A ICM 100-150 PI.HT0.B ICS 25-65 PI.HS0.A ICS 100-150 PI.HS0.B NR VA PI.FK0.A OFV PI.HX0.B ICLX PI.HS1.A/B REG PI.KM1.A SV 1-3 PI.GE0.C SVA PI.KD1.A TEA PI.AJ0.A
58 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
6. Системы смазки
6.1 Охлаждение масла
Как правило, для смазки движущихся частей компрессоров промышленных холодильных установок (подшипников, роторов, стенок цилиндров и т.д.) используется масло, прину­дительная подача которого осуществляется маслонасосом или за счет разности давлений между сторонами высокого и низкого давления. Для обеспечения надежной и эффективной работы компрессора необходимо контролиро­вать следующие параметры масла:
Температура масла. Температура масла должна поддерживаться в пределах, задан­ных изготовителем компрессора. Вязкость масла должна соответствовать требованиям, а его температура должна быть ниже темпе­ратуры воспламенения.
Давление масла. Перепад давления масла должен быть больше минимально допусти­мого уровня.
Как правило, в системах охлаждения предус­матриваются устройства и оборудование для очистки масла, отделения его от хладагента,
Для компрессоров систем охлаждения (вклю­чая все винтовые компрессоры и некоторые поршневые компрессоры) обычно требуется охлаждение масла. Слишком высокая темпера­тура нагнетания может привести к разложению масла, что, в свою очередь, может стать причи­ной повреждения компрессора. Кроме того, масло должно иметь надлежащую вязкость, которая в большой степени зависит от тем­пературных условий. Недостаточно только обеспечить поддержание температуры масла ниже критического уровня, необходимо еще обеспечить и ее регулирование. Как правило, параметры температуры масла указываются изготовителем компрессора.
возврата масла в компрессор со стороны низ­кого давления, выравнивания уровня масла в системе с несколькими поршневыми компрес­сорами и слива масла. Большая часть этого оборудования поставляется изготовителем компрессора.
Конструктивное решение системы смазки про­мышленной холодильной установки зависит от типа компрессора (винтовой или поршневой) и хладагента (аммиак, ГФУ/ГХФУ хладагенты или CO2). Как правило, для аммиачных систем используются несмешивающиеся типы масел, а для систем, работающих на фторсодержащих хладагентах, – смешивающиеся типы масел. Поскольку тип системы смазки в очень большой степени зависит от типа компрессора, некото­рые из вышеупомянутых вопросов рассмотре­ны в разделах, посвященных регулированию работы компрессоров (раздел 2) и системам защиты (раздел 7).
Для охлаждения масла можно также использо­вать метод впрыска жидкого хладагента непо­средственно через штуцер промежуточной ступени компрессора. По сравнению с винто­выми компрессорами, в поршневых компрес­сорах вообще мало применяются специальные системы охлаждения масла ввиду менее крити­ческих температурных условий.
В холодильных установках применяются несколько типов систем охлаждения масла. Наиболее распространенными являются:
система водяного охлаждения система воздушного охлаждения система термосифонного охлаждения
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 59
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 6.1.1: Система водяного охлаждения масла
Вода Масло
À
Водорегулирующий клапан
Á Запорный клапан Â Запорный клапан
Маслоохладитель
Выход охлажденного масла
Данный тип системы охлаждения масла в хо­лодильных установках обычно используется при наличии дешевого источника воды. В про­тивном случае необходимо предусматривать градирню для охлаждения воды. Водяные мас­лоохладители широко применяются в судовых холодильных установках.
Вход горячего масла
Выход охлаждающей воды
Вход охлаждающей воды
Danfoss Tapp_0083_02 10-2012
По вопросу возможности использования ком­понентов с морской водой в качестве охлажда­ющей среды обращайтесь в местное предста­вительство компании Данфосс.
Технические характеристики
Расход воды через маслоохладитель регулиру­ется водорегулирующим клапаном типа WVTS À в зависимости от температуры масла.
Водорегулирующий клапан WV TS
Материал Корпус: чугун Контролируемая среда Пресная вода, нейтральный рассол Максимальное рабочее давление [бар] 10
Рабочая температура [°C]
Присоединительный размер DN [мм] От 32 до 100
Пропускная способность Kv [м3/ч] От 12.5 до 125
Контролируемая среда Пресная вода, нейтральный рассол Максимальное рабочее давление [бар] 16
Рабочая температура [°C]
Присоединительный размер DN [мм] От 10 до 25
Пропускная способность Kv [м3/ч] От 1.4 до 5.5
Термобаллон: от 0 до 90 Жидкость: от –25 до 90
Водорегулирующий клапан AVTA
Термобаллон: от 0 до 90 Жидкость: от –25 до 130
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
60 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 6.1.2: Система термосифонного охлаждения масла
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Парообразный хладагент низкого давления Масло
À Клапан регулирования
расхода масла
Á Фильтр Â Смотровое стекло Ã Запорный клапан Ä Регулирующий клапан Å Смотровое стекло Æ Запорный клапан
Из отделителя жидкости/ испарителя
Danfoss Tapp_0084_02 10-2012
Компрессор
Маслоохладитель
Системы этого типа очень удобны, так как масло охлаждается внутри системы. Необходимо только увеличить размеры конденсатора соот­ветственно количеству тепла, отводимого от маслоохладителя. С другой стороны, система термосифонного охлаждения масла требует прокладки дополнительного трубопровода и, в отдельных случаях, установки дополнитель­ного сосуда (если ресивер жидкости высокого давления расположен слишком низко или во­обще не предусмотрен).
Жидкий хладагент высокого давления под дей­ствием силы тяжести стекает в маслоохладитель, где он испаряется и охлаждает масло. Парооб­разный хладагент поднимается обратно в ре­сивер или, в отдельных случаях, поступает на вход конденсатора. Крайне важным является обеспечение минимального падения давления в подводящем и обратном трубопроводах.
Маслоотделитель
Конденсатор
Ресивер
К отделителю жидкости
В противном случае не будет обеспечиваться возврат хладагента из маслоохладителя и сис­тема не будет функционировать. В этой системе следует предусматривать минимальное коли­чество запорных клапанов типа SVA. Установка зависимых от давления соленоидных клапанов не допускается. На обратном трубопроводе рекомендуется установка смотрового стекла типа MLI Å.
Поддержание требуемой температуры масла обеспечивается трехходовым клапаном типа ORV À. Клапан ORV поддерживает температуру масла в пределах, заданных термочувстви­тельным элементом. При слишком большом повышении температуры масла оно возвраща­ется назад в маслоохладитель. При слишком низкой температуре масла весь его поток на­правляется в обход маслоохладителя.
* В случае сильно переразмеренного маслоох­ ладителя можно установить регулирующий клапан REG
Технические характеристики
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 61
Материал Корпус: низкотемпературная сталь Контролируемая среда Все общепринятые холодильные масла и хладагенты, включая R717 Максимальное рабочее давление [бар] 40 Рабочая температура [°C] При непрерывной работе: от –10 до 85
Присоединительный размер DN [мм] От 25 до 80
Регулятор расхода масла ORV
При кратковременной работе: от –10 до 120
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 6.1.3: Система воздушного охлаждения масла
Компрессор
Из отделителя жидкости/ испарителя
Парообразный хладагент высокого давления Парообразный хладагент низкого давления Масло
В конденсатор
Маслоотделитель
Маслоохладитель
À Клапан регулирования
расхода масла
Á Фильтр грубой очистки Â Смотровое стекло
Danfoss Tapp_0085_02 10-2012
Воздушные маслоохладители весьма широко применяются в холодильных агрегатах с полу­герметичными винтовыми компрессорами.
Температура масла регулируется клапаном­регулятором расхода масла ORV À.
Клапан ORV разделяет поток масла, выходящий из маслоотделителя, и регулирует его в зависи­мости от температуры масла на выходе из ком­прессора.
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
62 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
6.2 Регулирование разности давлений масла
Пример 6.2.1: Регулирование разности давлений масла при помощи клапанов ICS и CVPP
При нормальной работе компрессора холодиль­ной установки циркуляция масла обеспечивает­ся масляным насосом и/или за счет разности давлений между сторонами высокого и низкого давления. Критически важной является стадия пуска компрессора.
Обеспечение быстрого роста давления масла при запуске является самой важной задачей, иначе компрессор может выйти из строя.
Имеется два основных способа быстрого уве­личения разности давления масла в компрес­соре холодильной установки.
Компрессор
Из отделителя жидкости/ испарителя
Первый способ заключается в использовании внешнего масляного насоса, а второй — в уста­новке регулирующего клапана в нагнетатель­ном трубопроводе компрессора после масло­отделителя.
При использовании второго способа необходи­мо убедиться, что изготовителем допускается работа компрессора без смазки в течение нескольких секунд. Как правило, такой режим работы является допустимым для винтовых компрессоров с шариковыми подшипниками и недопустимым для винтовых компрессоров с подшипниками скольжения.
В конденсатор
Маслоотделитель
Парообразный хладагент высокого давления Парообразный хладагент низкого давления Масло
À Регулятор разности
давлений
Технические характеристики
Из маслоохладителя
Danfoss Tapp_0086_02 10-2012
Для реализации данного технического решения следует использовать сервоприводный клапан ICS À, оснащенный пилотным клапаном разнос-
ном.
Требуется сосем немного времени для пол­ного открытия клапана и выхода компрессора на нормальный режим работы.
В маслоохладитель
ти давлений CVPP. Пилотная линия клапана CVPP подсоединена к линии всасывания перед компрессо клапан ICS À
ром. В момент пуска компрессора
закрыт.
Основным преимуществом данного способа является его эксплуатационная гибкость, поскольку он обеспечивает возможность на­стройки разности давления по месту установ-
Быстрый рост давления масла на выходе из ком­прессора обусловлен очень маленькой длиной трубопровода между компрессором и клапа-
Сервоприводный клапан ICS с пилотным управлением
Материал Корпус: низкотемпературная сталь Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717(аммиак) и R744(CO2) Температура контролируемой среды [°C] От –60 до 120 Максимальное рабочее давление [бар] 52 Присоединительный размер DN [мм] От 20 до 150 Номинальная производительность* [кВт] От 20 до 4000
* Условия эксплуатации: R717, линия горячего газа, T
= 30°C, P
liq
ки компрессора, а клапан ICS может также ис­пользоваться для выполнения других функций с управлением от других пилотных клапанов.
= 12 бар, ∆P = 0.2 бар, T
disch.
= 80°C, Te = –10°C
disch.
Пилотный клапан перепада давлений CVPP
Материал Корпус: нержавеющая сталь Хладагенты Все общепринятые негорючие хладагенты, включая R717(аммиак) Температура контролируемой среды [°C] От –50 до 120 Максимальное рабочее давление [бар] CVPP (LP): 17
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 63
Диапазон регулирования [бар] CVPP (LP): от 0 до 7
Пропускная способность Kv [м3/ч] 0.4
CVPP (HP): до 40
CVPP (HP): от 0 до 22
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 6.2.2: Регулирование разности давлений масла при помощи клапана KDC
Парообразный хладагент высокого давления Парообразный хладагент низкого давления Масло
À Регулятор разности
давлений
Á Обратный клапан
(как правило, встроеный в компрессор)
Из отделителя жидкости/ испарителя
Обратный клапан
Из маслоохладителя
Danfoss Tapp_0087_02 10-2012
Принцип работы данной схемы аналогичен описанному в примере 6.2.1. Многофункцио­нальный клапан KDC À находится в открытом положении до тех пор, пока разность давлений между маслоотделителем и линией всасывания не превысит заданное значение, а также при условии, что давление в маслоотделителе при этом будет выше давления конденсации.
Применение клапана KDC À имеет ряд преиму­ществ, так как он может также выполнять функ­цию обратного клапана (его нельзя открыть противодавлением) и обеспечивает меньшее падение давления в открытом положении.
Компрессор
В маслоохладитель
В конденсатор
Маслоотделитель
Однако на использование клапана KDC À нак­ладываются некоторые ограничения. Клапан является нерегулируемым и обеспечивает только ограниченное количество настроек разности давления, а также при его использо­вании необходимо предусматривать установку обратного клапана Á на линии всасывания.
Отсутствие обратного клапана может привести к очень большому обратному потоку хладаген­та через компрессор из маслоотделителя. Так­же не допускается установка обратного клапа­на между компрессором и маслоотделителем, так как это может привести к слишком большо­му времени закрытия клапана KDC.
Технические характеристики
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
Многофункциональный клапан KDC на линии нагнетания компрессора
Материал Низкотемпературная сталь Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717(аммиак) Температура контролируемой среды [°C] От –50 до 150 Максимальное рабочее давление [бар] 40 Присоединительный размер DN [мм] От 65 до 200 Номинальная производительность* [кВт] От 435 до 4207
* Условия эксплуатации: R717, +35°C/–15°C, ∆P = 0.05 бар
64 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 6.2.3: Регулирование разности давлений масла при помощи клапана KDC и пилотных клапанов EVM
Парообразный хладагент высокого давления Парообразный хладагент низкого давления Масло
À Многофункциональный
клапан на линии нагнета­ ния компрессора
Á Соленоидный пилотный
клапан NC (нормально закрытый)
 Соленоидный пилотный
клапан NO (нормально открытый)
Из отделителя жидкости/ испарителя
Из маслоохладителя
Danfoss Tapp_0088_02 10-2012
При отсутствии возможности установки обрат­ного клапана на линии всасывания или при наличии обратного клапана между компрессо­ром и маслоотделителем можно использовать клапан KDC À с управлением от пилотных кла­панов типа EVM.
Пилотные клапаны EVM устанавливаются на уравнительных линиях в корпусах типа CVH, как показано на схеме. Работа схемы при пуске компрессора аналогична описанной в предыду­щем примере (6.2.2).
Компрессор
Маслоотделитель
В маслоохладитель
При останове компрессора нормально закры­тый клапан EVM (NC) Á
закрывается, а нормаль­но открытый клапан EVM (NO) Â открывается. Это приводит к выравниванию давления на пружине клапана KDC, и он закрывается.
Обратите внимание на направление установки корпусов CVH и пилотных клапанов EVM.
В конденсатор
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 65
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
6.3 Система возврата масла
Пример 6.3.1: Слив масла из аммиачных систем охлаждения
В аммиачных промышленных системах охлаж­дения компрессоры, как правило, являются единственным оборудованием, для работы ко­торого необходимо смазочное масло. Из этого следует, что маслоотделитель компрессора предназначен для предотвращения попадания масла в систему охлаждения.
Однако зачастую масло может уноситься через маслоотделитель в систему охлажденияи и на­капливаться на стороне низкого давления в отделителях жидкости и испарителях, снижая их эффективность.
Чрезмерный унос масла из компрессора в сис­тему охлаждения может привести к умень
ше-
нию количества масла в компрессоре и падению
В линию всасывания компрессора
его уровня ниже минимально допустимого зна­чения, оговоренного изготовителем компрес­сора. Системы возврата масла в основном при­меняются в системах охлаждения, работающих на смешивающихся с маслом хладагентах, на­пример, ГФУ/ГХФУ хладагентах. Следовательно система возврата масла имеет две функции:
Удаление масла со стороны низкого давления Возврат масла обратно в компрессор
Однако очень важно иметь в виду, что масло, удаленное со стороны низкого давления ам­миачной системы охлаждения
, как правило,
непригодно для дальнейшего использования для смазки компрессора и подлежит удалению из системы охлаждения и утилизации.
Из испарителя
Из ресивера
Парообразный хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления Жидкий хладагент низкого давления Масло
À Запорный клапан Á Запорный клапан Â Запорный клапан Ã Быстроспускной клапан
слива масла
Ä Регулирующий клапан Å
Предохранительный клапан
Технические характеристики
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
Отделитель жидкости
К циркуляционному насосу
Danfoss Tapp_0089_02 10-2012
Вход горячего пара
В аммиачных системах используются несмеши­вающиеся типы масел. Поскольку масло тяже­лее жидкого аммиака, оно оседает лителя жидкости и не может быть возвращено
на дно отде-
в
компрессор по линии всасывания.
Поэтому в аммиачных системах масло, как пра­вило, сливается из отделителя жидкости в мас­лосборник. Это упрощает систему отделения.
При сливе масла закрываются запорные клапа­ны À и Á, и открывается линия подвода горяче­го газа для увеличения давления и подогрева холодного масла.
Быстроспускной клапан слива масла QDV
Материал Корпус: сталь Хладагенты Обычно используется с R717;
Температура контролируемой среды [°C] От –50 до 150 Максимальное рабочее давление [бар] 25 Присоединительный размер DN [мм] 15
может использоваться со всеми негорючими хладагентами
Маслосборник
Затем осуществляется слив масла через быстро­спускной клапан QDV Ã, который обеспечивает быстрое закрытие линии слива, как только вместо масла начинает выходить аммиак.
Между клапаном QDV и маслосборником дол­жен быть установлен запорный клапан SVA Â. Этот клапан открывается перед сливом масла и закрывается по его окончании.
При сливе масла, отделенного от аммиака, должны быть приняты необходимые меры пре­досторожности.
66 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 6.3.2: Слив масла из систем, работающих на фторсодер­жащих хладагентах
К маслоотделителю
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления Жидкий хладагент низкого давления
À Запорный клапан Á Соленоидный клапан Â Регулирующий клапан Ã Теплообменник Ä Смотровое стекло Å Запорный клапан Æ Запорный клапан Ç Соленоидный клапан È Регулирующий клапан
Запорный клапан
Отделитель жидкости
К циркуляционному насосу
В системах, работающих на фторсодержащих хладагентах, главным образом используются смешивающиеся типы масел. В системах с пра­вильным устройством трубопроводов (обеспе­чение уклонов, устройство маслоподъемных петель и т.д.) в удалении масла из системы ох­лаждения нет необходимости, так как возврат масла осуществляется парообразным хлада­гентом.
Однако в низкотемпературных холодильных установках масло может залегать в сосудах низ­кого давления. Так как масло легче общеприня­тых фторсодежащих хладагентов, его слив про­стым способом, применяемым для аммиачных систем, не представляется возможным.
Масло находится поверх хладагента и его уро­вень колеблется вместе с колебаниями уровня хладагента.
Из испарителя
Из ресивера
Danfoss Tapp_0090_02 10-2012
Хладагент низкого давления нагревается жид­ким хладагентом высокого давления и испаря­ется.
Смесь парообразного хладагента и масла воз­вращается в линию всасывания. Хладагент из отделителя жидкости забирается с рабочего уровня.
Регулирующий клапан REG Â должен быть на­строен таким образом, чтобы обеспечить пол­ное отсутствие видимых капель жидкого хла­дагента в смотровом стекл MLI Ä. Для улавли­вания и возврата масла можно использовать теплообменник НЕ компании Данфосс.
Хладагент можно также отбирать с линии наг­нетания насоса. В этом случае не имеет значе­ния, забирается ли хладагент с рабочего уров­ня или нет.
В данной системе подача хладагента из отдели­теля жидкости в теплообменник Ã осуществля­ется самотеком.
Технические характеристики
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 67
Хладагенты Все фторсодержащие хладагенты Температура контролируемой среды [°C] От –60 до 120 Максимальное рабочее давление [бар] HE0.5, 1.0, 1.5, 4.0: 28
Присоединительный размер DN [мм] Жидкостная линия: от 6 до 16
Теплообменник HE
HE8.0: 21.5
Линия всасывания: от 12 до 42
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
6.4 Выводы
Регулирование Применение Преимущества Недостатки
Системы охлаждения масла
Система водяного охлажде­ния, регулирование при помощи водорегулирую­щего клапана WVTS.
Система термосифонного охлаждения, регулирование при помощи клапана ORV.
Система воздушного охлаж­дения, регулирование при помощи клапана ORV.
Маслоохладитель
Выход холодного масла
Компрессор
Вход горячего масла
Маслоотделитель
Маслоохладитель
Компрессор
Маслоохладитель
Регулирование раности давлений масла
При помощи клапанов ICS + CVPP.
Компрессор
Выход охлаждающей воды
Вход охлаждаю­щей воды
Конденсатор
Ресивер
Маслоотделитель
Маслоотделитель
Судовые холодильные установки, установки с наличием дешевого источ­ника холодной воды.
Все типы холодильных установок.
Крупные коммерческие системы охлаждения с мощными агрегатами.
Простой и эффективный способ.
Масло охлаждается хладагентом без снижения производительности установки.
Технически простой способ, не требующий дополни­тельных трубопроводов и водоснабжения.
Эксплуатационная гибкость, возможность использования разных настроек.
Может оказаться дорогостоящим, требуется отдельная система водоснабжения.
Требует устройства допол­нительных трубопроводов и установки ресивера жид­кости высокого давления на определенной высотной отметке.
Возможны большие сезон­ные колебания температуры масла. Габариты воздухоох­ладителя больших устано­вок могут оказаться слиш­ком большими.
Необходима установка обратного клапана.
Из маслоохладителя
При помощи клапана KDC. Не требует установки
Из маслоохладителя
При помощи клапанов KDC+EVM.
Компрессор
Компрессор
В маслоохладитель
Маслоотделитель
В маслоохладитель
Маслоотделитель
Винтовые компрессоры (должно быть подтверждено изготовителем компрессора).
обратного клапана на линии нагнетания, потери давления меньше, чем при использовании клапана ICS.
Аналогично предыдущему способу, но не требуется установка обратного клапа­на на линии всасывания.
Из маслоохладителя
В маслоохладитель
Системы возврата масла
Слив масла из аммиачных систем при помощи клапана QDV.
Слив масла из систем, работающих на фторсодер­жащих хладагентами, при помощи теплообменника типа HE.
Отделитель жидкости
Отделитель жидкости
В сосуды низкого давления
Маслосборник
Компрессор
Все аммиачные холодильные установки.
Низкотемпературные сис­темы на фторсодержащих хладагентах.
Простой и надежный способ.
Не требуется ручное управление.
Необходима установка обратного клапана на линии всасывания. Нельзя изме­нить настройку клапана.
Требуется устройство до­полнительных трубопро­водов. Нельзя изменить настройку клапана.
Требуется ручное управление.
Могут возникнуть трудности с настройкой.
68 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
6.5 Справочная документация
Справочная документация в алфавитном порядке указана на стр. 146
Техническое описание / Руководство
Тип Документ BSV PD.IC0.A CVPP PD.HN0.A EVM PD.HN0.A FIA PD.FN0.A HE PD.FD0.A ICS PD.HS2.A KDC PD.FQ0.A
Для загрузки последней версии документации посетите веб-сайт компании Danfoss.
Тип Документ MLI PD.GH0.A ORV PD.HP0.B QDV PD.KL0.A REG PD.KM1.A SVA PD.KD1.A
Инструкции
Тип Документ BSV PI.IC0.A CVPP PI.HN0.C EVM PI.HN0.N FIA PI.FN0.A HE PI.FD0.A ICS 25-65 PI.HS0.A ICS 100-150 PI.HS0.B KDC PI.FQ0.A
Тип Документ MLI PI.GH0.A ORV PI.HP0.A QDV PI.KL0.A REG PI.KM1.A SVA PI.KD1.A
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 69
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
7. Системы защиты
Во всех промышленных системах охлаждения предусматриваются различные системы ава­рийной защиты, например, от превышения давления. Любая предсказуемая вероятность чрезмерно­го повышения внутреннего давления должна быть предотвращена или устранена с минималь­ным риском для людей, имущества и окружаю­щей среды.
Соблюдение требований, предъявляемых к системам защиты, находится под постоянным контролем государственных органов, поэтому всегда необходимо проводить тщательный ана­лиз требований местного законодательства.
Устройство для сброса давления, например, предохранительные клапаны, предназначены для автоматического сброса чрезмерного дав­ления до значений, не превышающих макси­мально допустимого уровня, с последующим их закрытием.
Устройство ограничения температуры или ограничитель температуры – это термочувстви­тельное устройство, предназначенное для предотвращения возникновения опасных тем­ператур путем полного или частичного отклю­чения системы в случае ее повреждения или неисправности.
Ограничитель давления – это устройство защиты от высокого или низкого давления с автоматическим возвратом в исходное поло­жение.
Реле давления – это устройство ограничения давления с ручным возвратом в исходное по­ложение.
Реле уровня жидкости – это устройство, сра­батывающее по значению заданного уровня жидкости и предназначенное для предотвра­щения небезопасного уровня жидкости.
Детектор хладагента — это чувствительное устройство, срабатывающее по предваритель­но настроенному значению концентрации паров хладагента в окружающей среде. Компания Данфосс производит детекторы хладагента типа GD, дополнительная информация по которым приведена в соответствующем руководстве по применению.
7.1 Устройства для сброса давления
Предохранительные клапаны предусматри­ваются для предотвращения повышения дав­ления в любом компоненте и системе в целом выше максимально допустимого уровня. В случае превышения давления предохрани­тельные клапаны сбрасывают хладагент из системы охлаждения в атмосферу.
Основными параметрами предохранительных клапанов являются давление срабатывания и давление закрытия. Как правило, давление сра­батывания не должно более чем на 10% превы­шать давление уставки. Кроме того, неполное закрытие клапана или полное закрытие клапана при слишком низком давлении может привести к существенным потерям хладагента в системе охлаждения.
70 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 7.1.1: Предохранительный клапан SFA + двойной запорный клапан DSV
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления
РАБОТА ЛЮДЕЙ В ЗОНЕ ВЫПУСКНОГО ОТВЕРСТИЯ ВЫПУСКНОЙ ТРУБЫ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ­НОГО КЛАПАНА НЕ ДОПУСКАЕТСЯ
Из конденсатора
Уровень масла
Из линии нагнетания
Ресивер
À
Двойной запорный клапан
Á Предохранительный
клапан
 Предохранительный
клапан
à Смотровое стекло
Danfoss Tapp_0099_02 10-2012
К маслоохладителю
Устройства для сброса давления должны пре­дусматриваться для всех сосудов систем охлаж­дения, а также для компрессоров.
В большинстве случаев применяются, как
пра­вило, зависящие от противодавления предохра­нительные клапаны SFA. Предохранительные клапаны устанавливаются вместе с 3-ходовым клапаном DSV À, позволяющим обслуживать один клапан при работающем втором клапане.
Устройства сброса давления следует устанав­ливать рядом с той частью системы, для защи­ты которой они предназначены. Для контроля срабатывания предохранитель­ного клапана за ним можно предусмотреть U-образную масляную ловушку со смотровым стеклом MLI Ã.
К отделителю жидкости
Примечание: В некоторых странах U-образные ловушки использовать не разрешается.
Устройство и размещение выпускной трубы от предохранительного клапана должно исклю­чать вероятность угрозы безопасности людей в случае выпуска хладагента в атмосферу.
Величина падения давления в выпускной трубе очень важна для надлежащей работы предо­хранительных клапанов. Рекомендации по под­бору диаметров выпускных труб содержатся в соответствующих стандартах.
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 71
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Технические характеристики
Предохранительный клапан SFA 15 (зависящий от противодавления)
Материал Корпус: специальная сталь, аттестованная для работы при низких температурах Хладагенты R717, R744 ,ГФУ, ГХФУ и другие хладагенты(в зависимости от совместимости с
материалами уплотнений)
Температура контролируемой среды [°C] От –30 до 100
Площадь проходного сечения [мм2] 133 Давление срабатывания [бар] От 10 до 40
Предохранительный клапан SFV 20-25 (зависящий от противодавления)
Материал Корпус: специальная сталь, аттестованная для работы при низких температурах Хладагенты R717, R744 ,ГФУ, ГХФУ и другие хладагенты(в зависимости от совместимости с
материалами уплотнений)
Температура контролируемой среды [°C] От –30 до 100
Площадь проходного сечения [мм2] SFV 20 : 254 / SFV 25 : 415 Давление срабатывания [бар] От 10 до 25
Двойной запорный клапан - DSV 1/2
Материал Корпус: специальная сталь, аттестованная для работы при низких температурах Хладагенты Все общепринятые негорючие хладагенты, включая R717(аммиак) Температура контролируемой среды [°C] От –50 до 100 Максимальное рабочее давление [бар] 40
Пропускная способность Kv [м3/ч] DSV1: 17.5
DSV2: 30
72 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 7.1.2: Внутренние предохранительные клапаны BSV и POV
РАБОТА ЛЮДЕЙ В ЗОНЕ ВЫПУСКНОГО ОТВЕРСТИЯ ВЫПУСКНОЙ ТРУБЫ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА НЕ ДОПУСКАЕТСЯ
Парообразный хладагент высокого давления Парообразный хладагент низкого давления Масло
À Внутренний предохрани-
тельный клапан с пилотным
управлением
Á Внутренний предохрани-
тельный клапан
 Двойной запорный клапан à Смотровое стекло Ä Предохранительный
клапан
Компрессор
Из испарителя
Danfoss Tapp_0100_02 10-2012
Для сброса хладагента со стороны высокого давления на сторону низкого давления следует применять только не зависящие от противодав­ления предохранительные клапаны BSV/POV.
Клапан BSV Á может работать и как предохра­нительный клапан прямого действия с малой пропускной способностью, и как пилотный кла­пан основного клапана типа POV À. Если дав­ление нагнетания превышает величину давле­ния срабатывания, клапан BSV открывает клапан POV для сброса пара высокого давления на сторону низкого давления.
В конденсатор
Маслоотделитель
Не зависящие от противодавления предохрани­тельные клапаны устанавливаются без 3-ходо­вого клапана. При замене или перенастройке клапана компрессор необходимо остановить.
При наличии запорного клапана на выпускном трубопроводе маслоотделителя необходимо защитить маслоотделитель и компрессор от превышения давления, вызываемого внешним теплом и теплотой сжатия.
Такую защиту можно обеспечить при помощи стандартных предохранительных клапанов SFA Ä в сочетании с 3-ходовым клапаном DSV Â.
Технические характеристики
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 73
Материал Корпус: специальная сталь, аттестованная для работы при низких температурах Хладагенты R717, R744 ,ГФУ, ГХФУ и другие хладагенты(в зависимости от совместимости с
Температура контролируемой среды [°C] От –30 до 100 при работе в качестве внешнего предохранительного клапана
Давление срабатывания [бар] От 10 до 25
Площадь проходного сечения [мм2] 50
Материал Корпус: сталь Хладагенты R717, R744 ,ГФУ, ГХФУ и другие хладагенты(в зависимости от совместимости с
Температура контролируемой среды [°C] От –50 до 150 Давление срабатывания [бар] От 15 до 25
Площадь проходного сечения [мм2] POV 600: 835
Присоединительный размер DN [мм] 40/50/80
Предохранительный клапан BSV (не зависящий от противодавления)
материалами уплотнений)
От –50 до 100 при работе в качестве пилота для клапана POV
Внутренний предохранительный клапан POV с пилотным управлением
материалами уплотнений)
POV 1050:1244 POV 2150: 2734
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
7.2 Устройства ограничения температуры и давления
Пример 7.2.1: Реле температуры и давления для компрессора
Парообразный хладагент высокого давления Парообразный хладагент низкого давления Масло
À Реле низкого давления Á Реле разности давлений Â Реле высокой температуры Ã Реле высокого давления
Технические характеристики
Из отделителя жидкости/ испарителя
Компрессор
Из маслоохладителя
Для защиты компрессора от слишком высоких давления и температуры нагнетания, а также от слишком
низкого давления всасывания приме-
Для останова поршневых компрессоров в усло­виях слишком низкого давления масла приме-
няется реле разности давлений МР 54/55 Á. няются реле типа KP/RT. RT1A À представляет собой реле низкого дав­ления, RT 5A Ã – реле высокого давления, а RT 107 Â – реле температуры (термостат).
Реле разности давлений масла отключает ком-
прессор, если в его маслосистеме не обеспечи-
вается надлежащий перепад давления масла в
течение определенного периода времени Уставка реле высокого давления должна быть
(0 - 120 с) с момента запуска. ниже уставки предохранительных клапанов на стороне высокого давления. Уставка реле низ­кого давления должна соответствовать специ­фикации изготовителя компрессора.
Реле температуры RT
Хладагенты Все фторсодержащие хладагенты и R717(аммиак) Степень защиты корпуса IP 66/54 Максимальная температура термобаллона [°C] От 65 до 300 Температура окружающего воздуха [°C] От –50 до 70 Диапазон регулирования [°C] От –60 до 150 Дифференциал Δt [°C] От 1.0 до 25.0
В маслоотделитель
Danfoss Tapp_0101_02 10-2012
Реле разности давлений MP 54/55/55A
Хладагенты MP 54/55: фторсодержащие хладагенты
Степень защиты корпуса IP 20 Диапазон регулирования ΔP [бар] MP 54: 0.65/0.9
Максимальное рабочее давление [бар] 17 Максимальное испытательное давление [бар] 22
Рабочий диапазон давлений на стороне низкого давления [бар]
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
MP 55A: R717
MP 55/55A: 0.3 to 4.5
От –1 до 12
74 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
7.3 Устройства контроля уровня жидкости
Пример 7.3.1: Реле низкого и высокого уровня жидкости для отделителя жидкости
В линию всасывания компрессора
Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления Жидкий хладагент низкого давления
À Реле высокого уровня
жидкости
Á Реле низкого уровня
жидкости
Отделитель жидкости
К испарителю
Для сосудов на сторонах низкого и высокого давления применяются разные реле уровня жидкости.
Для ресиверов высокого давления требуется установка только реле низкого уровня жидкости (AKS 38) для обеспечения минимально допусти­мого уровня хладагента, необходимого для по­дачи в расширительные устройства.
Для визуального контроля уровня жидкости можно также установить смотровое стекло типа LLG.
Для сосудов низкого давления обычно предус­матривается установка как реле низкого, так и реле высокого уровня жидкости. Реле низкого уровня жидкости устанавливается для обеспе­чения достаточного напора хладагента во из­бежание кавитации в насосах.
Из ресивера
Из испарителя
Danfoss Tapp_0102_02 10-2012
Реле высокого уровня жидкости предназнача­ется для защиты компрессоров от гидравличе­ского удара.
Для визуального контроля уровня жидкости следует также предусматривать установку смотрового стекла типа LLG.
Для смотровых стекол LLG, устанавливаемых на сосудах низкого давления, возможно потребу­ется использование переходника (смотровой проставки) позволяющего снимать показания уровня даже в случае образования некоторого количества инея на смотровом стекле.
Технические характеристики
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 75
Материал Корпус: хромированный чугун Хладагенты Все общепринятые негорючие хладагенты, включая R717(аммиак) Температура контролируемой среды [°C] От –50 до 65 Максимальное рабочее давление [бар] 28 Диапазон измерения [мм] От 12.5 до 50
Хладагенты Все общепринятые негорючие хладагенты, включая R717(аммиак) Температура контролируемой среды [°C] От –10 до 100 или от –50 до 30 Максимальное рабочее давление [бар] 25 Длина [мм] От 185 до 1550
Реле уровня жидкости AKS 38
Смотровое стекло LLG
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
7.4 Детекторы утчечки хладагента
7.4.1 Датчики
Как правило, системы газообнаружения при­меняются для стационарных холодильных ус­тановок и включают в себя целый ряд датчиков, располагаемых в местах предполагаемого скоп­ления паров хладагента в случае его утечки из установки.
Места размещения датчиков зависят от плани­ровки машинного отделения и смежных поме­щений, конфигурации установки и типа исполь­зуемого хладагента.
Прежде чем приступать к выбору соответству­ющего требованиям оборудования для системы газообнаружения следует ответить на ряд вопросов:
В зависимости от хладагента и фактического диапазона концентраций, компанией Данфосс был выбран тип датчика, наиболее подходящий для конкретного газообразного хладагента.
В таблице ниже приведены типы датчиков и сте­пень их пригодности для различных хладагентов.
Полупроводниковый Элек трохимический Каталитический Инфракрасный
Аммиак, “низкая” концентрация (< 100 ppm)
Аммиак, “средняя” концентрация (< 1000 ppm) 1)
Аммиак ,“высокая” концентрация (<10000 ppm)
Аммиак, “очень высока я” концентрация (> 10000 ppm)
Диоксид углерода CO₂
УВ Углеводороды
ГХФУ - ГФУ Фреоны
–
(4) 4
4
– –
– – –
(4)
4
Наличие паров каких хладагентов и в какой
концентрации необходимо определять?
Какой тип датчика является наиболее подходя-
щим?
Какое количество датчиков необходимо? Где и
каким образом датчики будут устанавливаться
и проходить проверку?
Какие пределы сигнализации соответствуют
предъявляемым требованиям, какое количе-
ство пределов сигнализации необходимо и ка-
ким образом должна обрабатываться инфор-
мация системы сигнализации?
4
–
–
– –
– –
–
4 (4)
4 (4)
4 (4)
(4)
4
(4)
Наиболее пригоден
1
) Диапазон измерений 0-1000 ppm. Может регулироваться во всем диапазоне.
Пригоден, но менее функционален
Непригоден
76 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
7.4.2 Необходимость применения систем газообнаружения
Применение систем газообнаружения необходи­мо по целому ряду причин. Очевидно, что нор­мативные требования являются очень сильным аргументом, но имеют место и другие причины:
• снижение эксплуатационных затрат (затраты на дозаправку и вызов сервисной службы),
• снижение затрат на потребление энергии при отсутствии утечек хладагента,
• риск порчи продуктов хранения по причине существенной утечки хладагента,
• возможно снижение стоимости страхования,
• налоги на использование экологически небезопасных хладагентов,
• различные холодильные установки требуют применения систем газообнаружения по целому ряду различных причин.
Аммиак относится к токсичным веществам и имеет очень характерный запах, сам по себе предупреждающий о его наличии в атмосфере. И все же установка детекторов утечки в машин­ном отделении представляется очень даже це­лесообразной ввиду частого отсутствия персо­нала для принятия необходимых действий в случае утечки. Кроме того, аммиак является единственным широко применяемым хладаген­том, который легче воздуха.
Углеводороды относятся к горючим вещес
твам. Поэтому очень важно убедиться, что их концен­трация в окружающей среде холодильной ус­тановки не превышает предела воспламеняе­мости.
Все фторсодержащие хладагенты характери- зуются определенным вредным воздействием на окружающую среду, поэтому предотвраще­ние их утечки является очень важной задачей.
CO2 (Диоксид углерода) имеет непосредствен­ное отношение к процессу дыхания и, следова­тельно, должен рассматриваться соответству­ющим образом. Концентрация CO2 в воздухе составляет около 0.04%. Более высокая концен­трация вызывает нежелательные реакции от учащения дыхания (~ на 100% при 3% содер­жании CO2) до потери сознания и летального исхода при концентрации CO2 свыше 10%.
Кислород - для отдельных установок можно применять датчики кислорода (кислородной недостаточности)
, однако
они не поставляются компанией Данфосс и далее в этом руковод­стве не рассматриваются. Примечание: Применение датчиков кислоро­да в установках, работающих на CO2 категори­чески запрещается.
Законодательные акты и нормативные требования
В разных странах мира к системам газообнару­жения предъявляются различные требования.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 77
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
7.5 Выводы
Устройство защиты Применение
Предохранительные клапаны
Предохранительные клапаны SFA + 3-ходовой клапан DSV.
Ресивер
Защита сосудов, компрессоров и теплообмен­ников от превышения давления.
Перепускной клапан BSV + перепускной клапан POV с пилотным управлением.
Защита компрессоров и насосов от превышения давления.
Реле давления и температуры
Реле давления RT. Защита компрессоров от слишком высокого
Реле разности давлений MP 55. Защита поршневых компрессоров от слишком
Реле температуры RT. Защита компрессоров от слишком высокой
давления нагнетания и слишком низкого давления всасывания.
низкого давления масла.
температуры нагнетания.
Устройства контроля уровня жидкости
Реле уровня жидкости AKS 38. Защита системы от слишком высокого /
Отделитель жидкости
Смотровое стекло для контроля уровня жидкости LLG.
слишком низкого уровня жидкого хладагента в сосудах.
Визуальный контроль уровня жидкого хладагента в сосудах.
Обнаружение хладагента
Детекторы утечки хладагента типа GD. Контроль наличия паров хладагента в
окружающей среде.
7.6 Справочная документация
Справочная документация в алфавитном порядке указана на стр. 146
78 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Техническое описание / Руководство Инструкции
Тип Документ AKS 38 PD.GD0.A BSV PD.IC0.A DSV PD.IE0.A LLG PD.GG0.A MLI PD.GH0.A MP 55 A PD.CG0.B
Для загрузки последней версии документации посетите веб-сайт компании Danfoss.
Тип Документ POV PD.ID0.A RT 1A PD.CB0.A RT 107 PD.CB0.A RT 5A PD.CB0.A SFA PD.IF0.A GD PD.S00.A
Тип Документ AKS 38 PI.GD0.A BSV PI.IC0.A DSV LLG PI.GG0.A MLI PI.GH0.A MP 55 A PI.CG0.E
PI.IE0.A / PI.IE0.B1
Тип Документ POV PI.ID0.A RT 1A RI5BC RT 5A RI5BC SFA PI.IB0.A GD PI.S00.A
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Tapp_0107_02
8. Регулирование работы циркуляционного насоса
Как правило, в промышленных системах охлаж­дения используется насосная подача хладаген­та. По сравнению с системами с непосредствен­ным кипением хладагента насосная подача имеет следующие преимущества:
Насосы обеспечивают эффективное распре­деление жидкого хладагента по испарителям и возврат парожидкостной смеси в отдели­тель жидкости;
Применение насосной подачи обеспечивает возможность уменьшения перегрев пара почти до 0 K, что в свою очередь позволяет повысить эффективность работы испарите­лей, не опасаясь гидравлического удара в компрессоре.
При размещении насоса необходимо уделять особое внимание мерам по предотвращению кавитации. Кавитация возникает только в том случае, если статическое давление жидкого хладагента на входе в насос ниже давления насыщенного пара, соответствующего темпе­ратуре жидкости в этой точке.
Таким образом, высота столба жидкости H на всасывающей стороне насоса (NPSH - распола­гаемый положительный напор насоса) должна компенсировать потери давления на трение ∆Hf в трубопроводах и клапанах, потери давления на входе в насос ∆Hd и на ускорение жидкости в рабочем колесе насоса ∆Hp (см. рис. 8.1).
Рис. 8.1 Размещение насоса
Отделитель жидкости
Циркуля­ционный насос
Danfoss
Жидкий хладагент низкого давления
8.1 Защита насоса при помощи реле разности давлений
Для обеспечения безотказной работы насоса расход хладагента через насос должен поддер­живаться внутри допустимого рабочего диапа­зона, см. рис. 8.2.
При слишком низком расходе тепло, выделяе­мое электродвигателем насоса, может приве­сти к испарению части хладагента и, как след­ствие, к сухому ходу или кавитации насоса.
При слишком большом расходе, характеристи­ка насоса ухудшается настолько, что величина располагаемого положительного напора на вса­сывающем патрубке становится слишком незна­чительной, чтобы предотвратить кавитацию.
Следовательно, система должна быть спроекти­рована таким образом, чтобы обеспечивать поддержание подачи насоса хладагента в пре­делах рабочего диапазона.
Насосы очень чувствительны к кавитации. Для предотвращения кавитации необходимо обес­печить достаточный располагаемый положитель­ный напор жидкости на всасывании
насоса. С этой целью в отделителе жидкости устанавли­вается реле низкого уровня жидкости AKS 38.
Однако, даже при поддержании уровня жидко­сти в отделителе жидкости выше минимально допустимой отметки при помощи установлен­ного в нем реле низкого уровня жидкости, воз­никновение кавитации все же возможно.
Рис. 8.2
Типоваая напорно-расходная характеристика насоса
Danfoss
Tapp_0108_02
10-2012
Допустимый рабочий диапазон
расхода хладагента
Например, неправильная работа испарителей может привести к повышенному расходу насо­са, может отказать реле низкого уровня жидкос­ти, может засориться фильтр перед насосом и т. д.
Все это может привести к возникновению кави­тации. Поэтому, при падении разности давлений на насосе ниже значения H2, соответствующего максимальному расходу Q
(рис. 8.2), в целях
max
защиты насос необходимо отключить.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 79
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 8.1.1: Защита насоса при помощи реле разности давлений RT 260A
Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления Жидкий хладагент низкого давления
À Запорный клапан Á Фильтр Â Реле разности давлений Ã Обратный клапан Ä Запорный клапан Å Запорный клапан Æ Фильтр Ç Реле разности давлений È Обратный клапан
Запорный клапан
Danfoss Tapp_0109_02 10-2012
В линию всасывания компрессора
Отделитель жидкости
Циркуля­ционный насос
Реле разности давлений используются для за­щиты от слишком малого перепада давлений. Реле RT 260A Â и Ç поставляются без реле за­держки времени; они срабатывают, как разность давлений на насосе падает ниже ной настройки реле.
Фильтры FIA Á и Æ, предусматриваемые на насосном трубопроводе, предназначены для очистки хладагента от загрязнений и защиты автоматических регулирующих клапанов и насосов от повреждения, засорения и износа. Фильтры могут быть установлены либо на линии всасывания, либо на напорной линии насоса.
Фильтр, устанавливаемый на линии всасывания насоса, в первую очередь защищает насос от заг­рязнения. значение для первоначальной очистки хладаген­та от загрязнений при пуско-наладочных работах.
Так как падение давления может привести к ка­витации, реко
Такая защита имеет особенно большое
мендуется устанавливать филь-
только
задан-
Из испарителя
Из ресивера
К испарителю
трующий элемент Фильтры более тонкой очистки можно исполь­зовать при чистке контура, однако в этом случае при проектировании трубопроводов следует учитывать потери давления. По истечении установленного промежутка времени фильтру­ющий элемент необходимо заменить.
При установке фильтра на напорной линии фактор падения давления не так критичен и в этом случае можно использовать фильтрующий элемент с размером ячейки 150 – 200 мкм. Важно отметить, что в этом случае посторонние частицы могут попасть в насос до того, как они будут удалены из системы.
Обратные клапаны ся на напорной линии насосов для защиты от обратного потока (давления) при неработающем насосе. Для этой цели можно также использо­вать обратный запорный клапан SCA (вместо клапанов NRVA и SVA можно использовать кла­пан SCA, см. пример 8.1.2).
с размером ячейки 500 мкм.
NRVA Ã и È устанавливают-
Технические характеристики
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
80 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Хладагенты Все фторсодержащие хладагенты и R717(аммиак) Степень защиты корпуса IP 66/54 Температура окружающего воздуха [°C] От –50 до 70 Диапазон регулирования [°C] От 0.1 до 11 Максимальное рабочее давление [бар] 22/42
Реле разности давлений RT 260A/252A/265A/260AL
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
8.2 Регулирование расхода насоса перепуском
Пример 8.2.1: Регулирование расхода насоса перепуском с помощью клапана OFV
Наиболее распространенный способ обеспече­ния расхода через насос выше минимально до­пустимого значения (Q
, см. рис. 8.2) заключа-
min
ется в организации перепускной линии насоса.
Для перепускной линии можно использовать регулирующий клапан типа REG, перепускной
Danfoss Tapp_0110_02 10-2012
В линию всасывания компрессора
Отделитель жидкости
клапан типа OFV с управлением по перепаду давления или дроссельное регулирование.
Даже при прекращении подачи жидкого хлада­гента ко всем испарителям системы перепуск­ная линия будет обеспечивать минимальный расход насоса.
Из испарителя
Из ресивера
Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления Жидкий хладагент низкого давления
À Перепускной клапан Á Запорный клапан Â Перепускной клапан Ã Запорный клапан Ä Внутренний предохрани-
тельный клапан
Å Внутренний предохрани-
тельный клапан
Технические характеристики
Циркуля­ционный насос
Перепускная линия с перепускным клапаном OFV предусматривается для каждого насоса. Внутренний предохранительный клапан BSV предназначен для сброса давления в случае
Перепускной клапан OFV
Материал Корпус: сталь Хладагенты Все общепринятые негорючие хладагенты, включая R717(аммиак) Температура контролируемой среды [°C] От –50 до 150 Максимальное рабочее давление [бар] 40 Присоединительный размер DN [мм] 20/25 Открывающий перепад давления [бар] От 2 до 8
его повышения. Например, при закрытии запор­ных клапанов, возможен нагрев жидкого хлада­гента, запертого в трубопроводах, с увеличени­ем давления до чрезмерного значения.
К испарителю
Предохранительный клапан BSV (не зависящий от противодавления)
Материал Корпус: специальная сталь, аттестованная для работы при низких температурах Хладагенты R717, R744 ,ГФУ, ГХФУ и другие хладагенты(в зависимости от совместимости с
Температура контролируемой среды [°C] При работе в качестве внешнего предохранительного клапана: от –30 до 100
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 81
Давление срабатывания [бар] От 10 до 25
Площадь проходного сечения [мм2] 50
материалами уплотнений)
При работе в качестве пилотного клапана для клапана POV: от –50 до 100
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
8.3 Регулирование перепада давлений на насосе
Пример 8.3.1: Регулирование перепада давления на насосе при помощи клапанов ICS и CVPP
Для некоторых систем охлаждения с насосной подачей хладагента очень большое значение имеет обеспечение постоянного перепада дав­ления на нерегулируемом дроссельном клапа­не, установленном перед испарителем.
Danfoss Tapp_0111 _02 10-2012
В линию всасывания компрессора
Отделитель жидкости
Применение сервоприводного клапана ICS и пилотного клапана CVPP обеспечивает возмож­ность поддержания постоянного перепада дав­ления на насосе и, следовательно, постоянного перепада давления на дроссельном клапане.
Из испарителя
Из ресивера
Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления Жидкий хладагент низкого давления
À Запорный клапан Á Регулятор разности
давлений
 Запорный клапан
Технические характеристики
Циркуля­ционный насос
К испарителю
Сервоприводный клапан типа ICS с пилотным управлением
Материал Корпус: низкотемпературная сталь Хладагенты Все общепринятые хладагенты, включая R717(аммиак) и R744(CO2) Температура контролируемой среды [°C] От –60 до 120 Максимальное рабочее давление [бар] 52 Присоединительный размер DN [мм] От 20 до 150
Пилотный клапан перепада давлений CVPP
Хладагенты Все общепринятые негорючие хладагенты, включая R717(аммиак) Температура контролируемой среды [°C] От –50 до 120 Максимальное рабочее давление [бар] CVPP (LP): 17
CVPP (HP): до 40
Диапазон регулирования [бар] CVPP (LP): от 0 до 7
CVPP (HP): от 0 до 22
Пропускная способность Kv [м3/ч] 0.4
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
82 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
8.4 Выводы
Регулирование Применение Преимущества Недостатки
Защита насоса при помощи реле разности давлений
Защита насоса при помощи реле разности давлений RT 260A.
Фильтр и обратный клапан
Фильтр FIA и обратный клапан NRVA на линии насоса.
Отделитель жидкости
Отделитель жидкости
Все системы с насосной подачей хладагента.
Все системы с насосной подачей хладагента.
Технически простой и эффективный способ защиты насоса от малого перепада давлений (относительно максимального расхода).
Технически простой и эффективный способ защиты насоса от обратно­го потока и загрязнения.
Не применим для горючих хладагентов.
Засорение фильтра на линии всасывания может привести к кавитации. Установка фильтра на напорной линии не защищает насос от попадания
посторонних
частиц.
Регулирование расхода насоса перепуском
Регулирование расхода насоса перепуском при
Отделитель жидкости
помощи клапана REG и защита насоса при помощи предохранительного клапана BSV.
Регулирование перепада давлений на насосе
Регулирование перепада давления на насосе при помощи клапанов ICS и CVPP.
8.5 Справочная документация
Справочная документация в алфавитном порядке указана на стр. 146
Отделитель жидкости
Техническое описание / Руководство
Тип Документ BSV PD.IC0.A CVPP PD.HN0.A FIA PD.FM1.A ICS PD.HS2.A
Для загрузки последней версии документации посетите веб-сайт компании Danfoss.
Все системы с насосной подачей хладагента.
Применяется для всех сис­тем с насосной подачей хладагента, требующих наличия постоянного пере­пада давления на регули­рующих клапанах перед испарителями.
Тип Документ NR VA PD.FK0.A REG PD.KM1.A RT 260A PD.CB0.A SVA PD.KD1.A
Технически простой, эффективный и надежный способ обеспечения мини­мального расхода насоса. Предохранительный клапан обеспечивает эффективную защиту от превышения давления.
Обеспечивает постоянный перепад давления и кратность циркуляции для испарителей.
Инструкции
Тип Документ BSV PI.IC0.A CVPP PI.HN0.C FIA PI.FN1.A ICS 25-65 PI.HS0.A ICS 100-150 PI.HS0.B
Теряется часть мощности насоса.
Теряется часть мощности насоса.
Тип Документ NR VA PI.FK0.A REG PI.KM1.A RT 260A RI5BB SVA PI.KD1.A
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 83
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
9. Прочее оборудование
9.1 Фильтры-осушители для систем на фторсодержащих хладагентах
Вполне понятно, что в системах охлаждения, работающих на фторсодержащих хладагентах, присутствуют вода, кислоты и загрязняющие частицы. Вода может попадать в систему при выполнении монтажных работ, работ по техни­ческому обслуживанию, в результате утечек и т.д.
Кислоты образуются в результате разложения хладагента и масла.
Загрязняющие частицы образуются при пайке, сварке, химических взаимодействиях хлада­гента и масла и т.д.
Невозможность обеспечить содержание кислот, влаги и твердых частиц в допустимых пределах приводит к существенному сокращению срока службы системы охлаждения и даже к пережо­гу компрессора.
Слишком большое содержание влаги в систе­мах, работающих при температурах кипения ниже 0°C, может привести к образованию кри­сталлов льда, которые могут заблокиро регулирующие клапаны, соленоидные кла фильтры и т.д. Твердые частицы увеличивают износ компрессора и клапанов, а также могут привести к засорению элементов системы. В условиях отсутствия воды кислоты не вызыва­ют коррозии. Однако водные растворы кислот могут привести к коррозии трубопроводов и образованию окисных отложений на горячих несущих поверхностях компрессора.
Окисные отложения образуются на несущих горячих поверхностях, включая поверхности масляного насоса, коленчатого вала, шатунов, поршневых колец, язычков всасывающих и
вать
паны,
нагнетательных клапанов и т.д. Эти отложения приводят к увеличению температуры подшип­ников из-за уменьшения проходного сечения каналов смазки по мере увеличения толщины слоя отложений.
Охлаждение подшипников ухудшается в резуль­тате уменьшения циркуляции масла по каналам смазки подшипников. шему увеличению температуры элементов оборудования. Клапанные доски становятся негерметичными и утечки приводят к перегреву пара на выходе из компрессора. По мере уве­личения проблем отказ компрессора становит­ся неизбежным.
Фильтры-осушители предназначены для пре­дотвращения возникновения всех вышеуказан­ных проблем. функцию осушения и функцию фильтрации.
Функция осушения заключается в обеспечении защиты химическими средствами путем погло­щения воды и кислот. Целью осушения является предотвращение коррозии металлических по­верхностей, разложения масла и хладагента и пережогов в элементах электродвигателей.
Фильтрующая функция заключается в обеспе­чении механической защиты улавлива включений. Фильтрация хладагента миними­зирует из вреждений его службы.
Они выполняют две функции:
ния твердых частиц и различных
нос компрессора, защищает его от по-
и существвенно увеличивает срок
Это приводит к все боль-
системы
путем
84 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 9.1.1: Фильтры-осушители для систем на фторсодержащих хладагентах
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Парообразный хладагент низкого давления Масло
À Фильтр-осушитель Á Фильтр-осушитель Â Фильтр-осушитель Ã Запорный клапан Ä Запорный клапан Å Запорный клапан Æ Смотровое стекло Ç Смотровое стекло È Смотровое стекло
Запорный клапан Запорный клапан Запорный клапан
Испаритель
Danfoss Tapp_011 6_02 10-2012
В системах, работающих на фторсодержащих хладагентах, фильтры-осушители, как правило, устанавливаются на жидкостной линии перед расширительным клапаном. На этой линии через фильтр-осушитель проходит жидкость в чистом виде (в отличие от парожидкостной смеси после расширительного клапана).
Падение давления на фильтре-осушителе жид­костной линии является незначительным и не оказывает существенного влияния на произво­дительность системы. Установка фильтра-осу­шителя также способствует предотвращению образования кристаллов льда в расширитель­ном клапане.
Производительности одного фильтра-осушителя, как правило, недостаточно для обеспечения потребности в осушении всей промышленной системы охлаждения, поэтому сматривать параллельную установ фильтров.
Фильтры-осушители типа DCR представляют собой фильтры со сменными твердыми сердеч­никами. Имеется три типа твердых сердечников: DM, DC и DA.
DM - твердый сердечник, на 100% состоящий из материала типа «молекулярное сито», пригоден для ГФУ хладагентов и CO2;
Компрессор
можно преду-
ку нескольких
Маслоотделитель
DC - твердый сердечник, на 80% состоящий из материала типа «молекулярное сито» 20% из активированного алюминия, приго­ден для ХФУ и ГХФУ хладагентов, совместим с ГФУ хладагентами;
DA - твердый сердечник, на 30% состоящий из материала типа «молекулярное сито» 70% из активированного алюми ден для очистки хладагента при пережоге электродвигателя компрессора и совместим с ХФУ, ГХФУ и ГФУ хладагентами.
Кроме вышеуказанных стандартных твердых сердечников спечивает поставку твердых сердечников специальному заказу. производит фильтры-осушите твердыми сердечниками. информацию можно получить дукции или в отделе продаж местного предста­вительства компании Данфосс.
Для контроля содержания влаги за фильтром­осушителем устанавливается смотровое стекло SGRI с индикатором для ГХФУ и ХФУ хладагентов. Также обеспечивается поставка смотро кол с индикаторами для других типов хладаген­тов. Более подробная информация представ­лена в каталоге продукции компании Данфосс.
компания Данфосс также обе-
Конденсатор
Ресивер
ния
, приго-
Компания Данфосс также
ли с несменными
Более подробную
в каталоге про-
вых сте-
и на
и на
по
Технические характеристики
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 85
Хладагенты ХФУ, ГФУ, ГХФУ, R744 Материал Корпус: сталь Максимальное рабочее давление [бар] HP: 46 Диапазон рабочих температур [°C] От –40 до 70 Твердые сердечники DM/DC/DA
Фильтр-осушитель DCR
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
9.2 Удаление воды из аммиачных систем охлаждения
По сравнению с системами, работающими на фторсодержащих хладагентах и удаления воды из аммиачных систем носит совершенно особый характер. Аммиак и вода имеют схожую молекулярную лекулы обоих веществ небольшие и поляризованы, что делает и воду и аммиак полностью растворимыми веществами.
Ввиду такого сходства молекулярного строения аммиака и воды эффективных фильтров-осуши­телей для аммиака не существует. связи с высокой растворимостью воды в амми­аке извлечение свободной воды из раствора представляет большую трудность.
Вода и аммиак сосуществуют и ведут себя как своего рода зеотропный хладагент, у которого зависимость давления насыщения от темпера­туры (Р-Т) уже не такая, как у безводного аммиака.
Причины, по которым аммиачные системы редко являются системами с непосредственным кипением, следующие: с одной стороны, при наличии воды аммиак трудно поддается полно­му испарению, что может привести к гидра ческому удару. С другой стороны, как можно обеспечить надлежащее функционирование терморегулирующего расширительного клапа­на в условиях изменения зависимости давления насыщенния от температуры (P-T)?
Системы с насосной подачей хладагента очень хорошо решают проблему потенциального на­несения ущерба компрессорам водой. Наличие только пара в линии всасывания предотвраща­ет вероятность гидравлического удара, а ввиду незначительного содержания воды в жидком хладагенте, вода в парах хладагента будет прак­тически отсутствовать (ее содержание будет составлять менее рекомендуемого максималь­но допустимого значения в 0,3%), что позволя­ет эффективно предотвратить загрязнение масла водой.
Наряду с тем, что системы с насосной подачей хладагента помогают избежать повреждения компрессоров, они не обеспечивают решение других проблем, связанных с наличием воды в системе:
Снижение холодильного коэффициента
При наличие воды в хладагенте зависимость Р-Т на линии насыщения будет отличаться от такой зависимости для чистого аммиака. Это выражается в том, что хладагент при дан­ном давлении будет кипеть при более высо­кой температуре. Это приведет к уменьше­нию холодопроизводительности системы и увеличению энергопотребления.
CO2, проблема
структуру, мо-
по размеру
Более того, в
вли-
Коррозия
При наличии воды аммиак становится агрес­сивным веществом, способствующим разви­тию коррозии в трубопроводах, клапанах, сосудах и т.д.
Проблемы с компрессором
Попадание воды в компрессор, например, по причине неэффективной работы отдели­теля жидкости приводит к загрязнению мас­ла и развитию коррозии.
Таким образом, для поддержания эффективной и безотказной работы системы рекомендуется регулярно проводить мероприятия по обнару­жению воды и ее удалению из системы при превышении максимально допустимого уровня.
В основном, используются три нижеуказанных способа борьбы с загрязнением системы водой:
Замена хладагента
Этот способ подходит для систем с неболь­шим количеством заправляемого хладагента (например, водоохладители с пластинчатыми испарителями) ваний местного законодательства.
Продувка отдельных испарителей
Этот способ применим для некоторых само­течных систем без оттайки горячим газом. В таких системах при испарении аммиака вода остается в жидком состоянии и скапли­вается в испарителях.
Применение ректификатора для выделения
Часть загрязненного водой аммиака слива­ется в ректификатор, где при нагревании аммиак испаряется, а вода сливается в дре­наж. Это единственный способ удаления воды из систем с насосной подачей хладагента.
Более подробная информация по вопросам загрязнения водой и удаления воды из амми­ачных систем охлаждения изложена в инфор­мационном бюллетене IIAR No108.
Следует отметить, что слишком низкое содер­жание воды имеет и отрицательную сторону, проявляющуюся в развитии особого вида кор­розии стали. Однако это явление маловероят­но в реальных холодильных установках.
и требует соблюдения требо-
воды из аммиака
86 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 9.2.1: Ректификатор, обогреваемый горячим паром, с регулированием при помощи поплавковых клапанов
К линии всасывания
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Парообразный хладагент низкого давления Жидкий хладагент низкого давления Масло
À Электромагнитный клапан Á Поплавковый клапан Â Ручной регулирующий клапан Ã Клапан регулирования
давления
Ä Электромагнитный клапан Å Ручной регулирующий клапан Æ
Внутренний предохранительный клапан
Ç Клапан быстрого слива È Запорный клапан
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
Sight glass
Sight glass
Конденсированная жидкость ВД в
Выход конденсированной жидкости ВД (к сепаратору насоса)
Порядок удаления воды:
1. Подать напряжение на электромагнитный
клапан EVRAT À и ICS+EVM Ã. Загрязненный аммиак сливается в ректифицирующий сосуд. Поплавковый клапан SV4 Á закроется, когда уровень жидкости в сосуде достигает заданного значения.
Подать напряжение на электромагнитный
клапан EVRAT Ä.
2. Конденсированная жидкость подается
на катушку внутри сосуда и начинает нагревать загрязненный аммиак.
Аммиак начинает испаряться, и
загрязненная жидкость остается в сосуде. Когда аммиак испаряется в сосуде и уровень жидкости падает, поплавковый клапан SV4 Á откроется и произойдет дополнительный слив загрязненного аммиака в сосуд. Через определенное время, на основе опыта, можно начать подготовку к сливу загрязненной жидкости.
3. Обесточить электромагнитный клапан
EVRAT À. Через определенное время весь аммиак испарится, и в сосуде останется только загрязненная жидкость. Для слива загрязненной жидкости из сосуда давление внутри сосуда должно быть увеличено до давления выше 0 °C. Это обеспечивается путем обесточивания электромагнитного клапана ICS+EVM Ã. Теперь давление внутри сосуда регулируется клапаном ICS+CVP Ã.
Contaminated ammonia in
Danfoss Tapp_0121_02 09-2014
Слегка приоткрыть запорный клапан SVA È, осторожно открыть сливной клапан QDV Ç и слить загрязненную жидкость, оставшуюся в сосуде.
4. Закройте сливной клапан QDV Ç и запорный клапан SVA È.
Затем обесточить электромагнитный
клапан Ä, чтобы остановить процесс удаления загрязненной жидкости, или в случае необходимости повторить шаг 1 для продолжения процесса.
Из соображений безопасности, для
предотвращения роста избыточного давления в сосуде установлен предохранительный клапан BSV Æ.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 87
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
9.3 Удаление воздуха из систем охлаждения
Наличие в системе неконденсирующихся газов
Неконденсирующиеся газы попадают в системы охлаждения с началом выполнения работ,
так как трубопроводы и фитинги всег заполнены воздухом. Поэтому без вакуумирования контура воз
дух так и останется
монтажных
да
тщательного
в системе.
Кроме того, воздух может попасть в систему в случае утечек при вскрытии системы для техни­ческого обслуживания и ремонта, проникнуть через компоненты системы или негерметичные сварные соединения в местах с давлением аммиака ниже атмосферного
(при температуре кипения ниже −34 °C), при дозаправке масла в систему и т.д.
Помимо этого, к выделению неконденсирующих­ся газов может привести наличие посторонних примесей в хладагенте и/или разложение хла­дагента или смазочного масла вследствие вы­соких температур нагнетания (например, амми­ак распадается на азот и водород).
Местонахождение и обнаружение неконденсирующихся газов
Неконденсирующиеся газы находятся на сторо­не высокого давления системы охлаждения, в основном в самых холодных и спокойных точ­ках конденсатора.
Проще всего наличие неконденсирующихся газов в системе определяется методом сравне­ния фактического давления конденсации по показаниям манометра на ресивере с давлени­ем насыщения по температуре на выходе из конденсатора.
Например, температура 30°C на выходе из кон­денсатора аммиачной системы соответствует давлению насыщения 10,7 бар изб., а если при этом давление по показаниям манометра будет составлять, скажем, 11,7 бар изб., то разность давлений в 1 бар и будет указывать на наличие в системе неконденсирующихся газов.
Порождаемые проблемы
Воздух имеет тенденцию к образованию воз­душ
ной прослойки у поверхности труб конден­сатора, тем самым изолируя его теплообменную поверхность от хладагента. Это приводит к уменьшению производительности конденсато­ра и, следовательно, к увеличению давления конденсации. При этом снижается энергоэф­фективность установки, и, в зависимости от давления конденсации, могут возникнуть потен­циальные проблемы с состоянием смазочного масла.
Уменьшение производительности конденсато­ра не вызывает сомнений, однако степень ее уменьшения очень трудно определить. По дан­ным производителей воздухоотделителей каж­дый бар увеличения давления конденсации соответствует снижению производительности на 9-10 %. Для выполнения более точного рас­чета можно воспользоваться руководством Американского общества инженеров по ото­плению, холодильной технике и кондициони­рованию воздуха (ASHRAE),
в котором также содержится ряд примеров проведенных иссле­дований и полученных результатов (см. HVAC Systems & Equipment Manual, Non-Condensable Gases – Руководство по эксплуатации систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Неконденсирующиеся газы).
Другие производители оценивают опасность наличия неконденсирующихся газов с точки зрения их влияния на работоспособность ком­прессоров и вытекающие из этого эксплуатаци­онные затраты. С увеличением давления кон­денсации и температуры нагнетания ухудша­ются условия работы подшипников из-за ухуд­шения качества масла, а также увеличиваются эксплуатационные затраты по компрессору. Оценка затрат напрямую связана с типом ком­прессора и мощностью установки.
В любом случае наличие в системе неконден­сирующихся но неизбежным
газов является нежелательным,
явлением, что вызывает необ­ходимость использования оборудования для удаления воздуха.
Горизонтальный кожухотрубный конденсатор
Испарительный конденсатор
Вертикальный
кожухотрубный
конденсатор
Danfoss Tapp_0124_02 10-2012
Ресивер
88 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 9.3.1: Автоматическая система воздухоудаления с использо­ванием хладагента холодиль­ной установки
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Парожидкостная смесь Жидкий хладагент низкого давления Воздух
À Соленоидный клапан Á Соленоидный клапан Â Соленоидный клапан Ã Поплавковый клапан Ä Реле давления Å Соленоидный клапан Æ Ручной регулирующий клапан Ç Ручной регулирующий клапан
Способы удаления воздуха
Воздух и неконденсирующиеся газы могут быть удалены из системы вручную. Это выполняется обслуживающим персоналом и может привести к большим потерям хладагента.
Другой способ выпуска воздуха – это так назы­ваемый «охлажденный спуск»: пары хладаген­та из выбранных точек системы подаются в ка­меру, где охлаждаются при помощи охлаждаю­щего змеевика для конденсации хладагента с последующим возвратом его в систему. Газы, оставшиеся в камере, сбрасываются в атмосфе­ру. Целью охлаждения и конденсации является уменьшение выбросов хладагента в атмосферу.
Для охлаждения может использоваться как хладагент, на котором работает система, так и хладагент другого типа.
К отделителю жидкости
От циркуляционного насоса
Danfoss Tapp_0125_02 09-2014
Выбор места подсоединения патрубка для спу­ска воздуха к системе представляет определен­ные трудности и зависит как от самой системы, так и от типа используемого конденсатора. На иллюстрации выше приведен ряд примеров мест подсоединения. Стрелками показаны ско­рости потока в змеевиках конденсатора и со­судах. Меньшей скорости потока соответсвует меньшая длина стрелки.
Скопление воздуха показано черными точками. Зоны с высоким содержанием воздуха указыва­ют места, где можно установить устройства для спуска воздуха и неконденсирующихся газов.
Водяной бак
Из линии нагнетания
Конденсатор
Ресивер
Порядок удаления воздуха из системы:
1. Подайте питание на соленоидный клапан EVRA À для подачи жидкого хладагента низ­ кого давления в змеевик и охлаждения хла­ дагента, находящегося в сосуде.
2. Подайте питание на соленоидный клапан EVRAT Á или Â (только на ОДИН из них). Паро-
образный хладагент воздухом исходит его конденсация с подъемом возду­ ха в верхнюю часть сосуда. осуществляется автоматически поплавковым клапаном
Регулирующий клапан Æ должен быть
отрегулирован на относительно небольшую
степень открытия, так как он должен создать
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 89
перепад давления для обеспечения низкого
давления внутри воздухоотделителя. Как
вариант, за регулирующим клапаном Æ может
быть установлен небольшой дроссель.
начнет поступать в сосуд, где про-
SV1 Ã.
с содержащимся в нем
Слив конденсата
3. По мере скопления воздуха в верхней части сосуда общее давление в сосуде по сравне­ нию с давлением насыщения жидкого хлада­ гента увеличивается. При увеличении давле­ ния до значения настройки реле давления RT 280A Ä реле срабатывает и открывает соленоидный клапан EVRA Å для сброса части воздуха из сосуда.
Регулирующий клапан Ç должен быть
отрегулирован на относительно небольшую степень открытия для обеспечения регулируемой/медленной продувки воздуха из сосуда.
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
9.4 Системы утилизации тепла
Пример 9.4.1: Регулирование работы теплообменника­утилизатора и конденсато­ра с последовательной компоновкой
Свободное тепло пароохлаждения и/или кон­денсации в конденсаторе можно утилизиро­вать для других нужд, если в этом имеется необходимость. Его можно использовать для воздушного отопления офисов или магазинов, нагрева мытьевой или технологической воды, предварительного нагрева воды для котлов и т.д.
Для того, чтобы утилизация тепла была эконо­мически выгодна, необходимо убедиться, что количество свободного тепла совпадает с по­требностями в нагреве по времени, температу­ре и расходу. Например, для подготовки горя­чей воды, где требуется высокая температура, можно утилизировать тепло пароохлаждения, а для воздушного отопления офисов можно, как правило, рассмотреть возможность утилизации тепла конденсации.
Для обеспечения безотказной и эффективной работы систем охлаждения с утилизацией теп­ла необ
ходимо разработать надежную систему
регули
рования и управления.
В линию всасывания
Целью системы регулирования является обе­спечение согласованной работы систем утили­зации тепла и охлаждения:
1. Основная функция системы охлаждения должна обеспечиваться независимо от того, работает система утилизации тепла или нет. При неработающей системе утилизации теп­ ла
давление конденсации не должно быть
слиш
ком высоким. А для систем с непосредственным кипением давление конденсации не должно быть еще и слишком низким (см. раздел 3).
2. Должны быть соблюдены требования и в отношении системы утилизации тепла, на­ пример, требования по температуре и рас­ ходу тепла.
3. Должно быть обеспечено безотказное двухпозиционное регулирование контура утилизации тепла в соответсвии с нагрузкой
Для системы утилизации тепла требуется слож­ная система регулирования, которая может из­меняться в зависимости от холодильной уста­новки. Ниже приведено несколько примеров.
Danfoss
Tapp_0126_02
10-2012
.
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Парообразный хладагент низкого давления Вода
À Регулятор давления Á Соленоидный клапан Â Обратный клапан Ã Соленоидный клапан Ä Регулирующий клапан
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
Конденсатор – утилизатор
Выход воды
Из линии нагнетания
Данная система утилизации тепла может при няться для подготовки как воздуха, так и воды.
Цикл охлаждения без утилизации тепла
Горячий пар из линии нагнетания подается не­посредственно в основной конденсатор через сервопри
водный клапан ICS À с пилотным кла­паном постоянного давления CVP (HP). Обрат­ный клапан NRVA Â предотвращает обратный поток хладагента в конденсатор-утилизатор.
Цикл утилизации тепла
Управление сервоприводным клапаном ICS Á осуществляется двухпозиционным регулиро­ванием работы пилотного
клапана EVM по уп­равляющим сигналам таймера, реле темпера ры и др. Горячий пар поступает в конденсатор­утилизатор.
Вход воды
Конденсатор
ме-
Ввиду повышенной производительности по конденсации и пониженного давления нагне­тания клапан ICS À находится в закрытом поло­жении. При увеличении давления нагнетания пилотный клапан постоянного давления CVP (HP) открывает сервоприводный клапан ICS À для обеспечения подачи части горячего пара в основной конденсатор.
В летний сезон конденсатор-утилизатор боль­шую часть времени не работает. Во избежание скапливания жидкости в конденсаторе-утилиза­торе с помощью соленоидного клапана EVRA Ã и регулирующего клапана REG Ä обеспечивает­ся периодическое испарение жидкости из кон-
ту-
ден
сатора.
К ресиверу
90 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
Пример 9.4.2: Регулирование работы теплообменника­утилизатора и конденсато­ра с последовательной компоновкой
Парообразный хладагент высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Вода
À Регулятор разности
давлений
Á Реле температуры Â Обратный клапан
Пример 9.4.3: Регулирование работы теплообменника­утилизатора и конденсато­ра с параллельной компоновкой
Конденсатор – утилизатор
Выход воды
Из линии нагнетания
Данная система утилизации тепла применяется для централизованных систем охлаждения с несколькими компрессорами.
При работе системы охлаждения в режиме не­большой производительности пар проходит через конден затем направляется в основ
весь нагнетаемый
сатор- утилизатор и
ной конденсатор.
Чем больше становится производительность установки, тем больше увеличивается перепад давления на конденсаторе-утилизаторе.
Конденсатор – утилизатор
Danfoss
Tapp_0127_02
Вход воды
Конденсатор
К ресиверу
10-2012
При превышения значения перепада давления, заданного ления CVPP(HP), серво
для пилотного клапана перепада дав-
приводный клапан ICS À частично открывается и избыточный пар высо­кого давления направляется непосредственно в основной конденсатор.
Когда температура воды или воздуха в конден­саторе-утилизаторе достигнет заданного значе­ния, реле температуры RT 107 Á включит двух­позиционный пилотный клапан EVM и сервопри­водный клапан ICS À полностью откроется.
Danfoss
Tapp_0128_02
Вход воды
10-2012
Выход воды
Парообразный хладагент
К ресиверу
высокого давления Жидкий хладагент высокого давления Вода
Из линии
À Регулятор давления
нагнетания
и соленоидный клапан
Á Реле температуры Â Обратный клапан
Данная система утилизации тепла применяется для систем с несколькими компрессорами, на­пример, для нагрева воды для централизован­ных систем отопления.
В нормальных условиях эксплуатации серво­приводный клапан ICS À находится в открытом положении при помощи двухпозиционного со-
Не все клапаны показаны на схемах. Схемы не должны использоваться в качестве конструкторской документации.
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 91
леноидного пилотного клапана EVM, с внешним управлением от реле температуры RT 107.
В зимнее время, когда возникает потребность
в утилизации тепла для нагрева воды, соленоид­ный пилотный клапан EVM закрывается и, сле­довательно, закрывается сервоприводный кла­пан ICS À. При превышении уставки давления конденсации для пилотного клапана постоян­ного давления CVP (HP) сервоприводный кла­пан ICS открывается и избыточный пар высоко­го давления подается в основной конденсатор.
Обратный клапан NRVA предотвращает обратный поток хладагента в конденсатор-утилизатор.
Конденсатор
К ресиверу
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
9.5 Справочная документация
Справочная документация в алфавитном порядке указана на стр. 146
Техническое описание / Руководство
Тип Документ BSV PD.IC0.A CVP PD.HN0.A DCR PD.EJ0.A EVM PD.HN0.A EVRA(T ) PD.BM0.B ICS PD.HS2.A NR VA PD.FK0.A
Для загрузки последней версии документации посетите веб-сайт компании Danfoss.
Тип Документ REG PD.KM1.A RT 107 PD.CB0.A SGR PD.EK0.A SNV PD.KB0.A SVA PD.KD1.A SV 1-3 PD.GE0.B SV 4-6 PD.GE0.D
Инструкции
Тип Документ BSV PI.IC0.A CVP PI.HN0.C DCR PI.EJ0.B EVM PI.HN0.N EVRA(T ) PI.BN0.L ICS 25-65 PI.HS0.A ICS 100-150 PI.HS0.B NR VA PI.FK0.A
Тип Документ REG PI.KM1.A SGR PI.EK0.A SNV PI.KB0.A SVA PI.KD1.A SV 1-3 PI.GE0.C SV 4-6 PI.GE0.B
92 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
10. Применение CO2 в системах охлаждения
Применение CO2 в системах охлаждения не яв­ляется чем-то новым. Диоксид углерода в ка
че­стве хладагента был впервые предложен Алек­сандром Твинингом (Alexander Twining) рый
указал его в своем патенте в 1850 г. в Вели-
ко
британии . Таддеуш Лоу (Thaddeus S.C. Lowe)
про
водил эксперименты по применению
[1]
, кото-
CO2 для военных воздушных шаров, а в 1867 году разработал льдо
генератор
на CO2. Лоу также раз­работал судовую холодильную машину для транспортировки замороженного мяса.
Из литературы известно, что в последующие го­ды были разработаны системы охлаждения на CO2 и пик их развития приходится на 1920-е и начало 1930-х годов. CO2 в основном пользовал­ся популярностью в отрасли грузоперевозок по причине своей нетоксичности и негорючести,
в то время как для промышленных холодильных установок по большей части использовался ам­миак (NH3 или R717) [2]. CO2 исчез с рынка, в ос­новном из-за нового "чудо-хладагента": фреон стал доступным и продавался очень успешно.
Аммиак продолжает быть доминирующим хла­дагентом для промышленных холодильных уста­новок на протяжении многих лет. В 1990-х годах вновь возник интерес к преимуществам
исполь­зования CO2 в связи с введением ODP (Ozone Depletion Potential – потенциал истощения озо­нового слоя) и GWP (Global Warming Potential – потенциал
глобального потепления), накладыва­ющих ограничения на использование ХФУ и ГФУ хладагентов и на количество аммиака в системах охлаждения большой производительности.
CO2 наряду с аммиаком, углеводородами, таки­ми, как пропан и бутан, и водой, принадлежит к так называемым природным хладагентам. У каж­дого из этих хладагентов есть свои недостатки.
Аммиак токсичен, углеводороды горючи, у воды ограниченная область применения. В отличие от них СО2 не токсичен и не горюч.
CO2 отличается от других распространенных хла­дагентов во многих аспектах и обладает некото­рыми уникальными свойствами. Технический прогресс с 1920 года устранил многие барьеры в использовании CO2, однако и сегодня следует отдавать себе отчет о его уникальных свойствах и принимать необходимые меры по предотвра­щению проблем в системах охлаждения.
На номограмме на рис. 10.1 представлены кри­вые зависимости давления от температуры для CO2, R134a
и аммиака. К особенностям свойств CO2 по сравнению с другими хладагентами отно­сятся
:
Более высокое рабочее давление при данной температуре
Более узкий диапазон рабочих температур Значительно более высокое давление
достижения тройной точки Очень низкая температура достижения
критической точки
В то время как для общепринятых хладагентов параметры тройной и критической точек, как правило, не имеют значения, для CO2 все иначе. Давление тройной точки довольно велико (5.2 бар), но что более важно, оно выше, чем нормаль­ное атмосферное давление. Без принятия соот­ветствующих мер предосторожности это может создать проблемы. Кроме того, критическая точ­ка CO2 имеет очень низкую температуру: 31.1 °C, что сильно влияет на требования к конструкции.
В таблице ниже приведено сравнение различ­ных характеристик CO2, R134a и аммиака.
Давление
Рис. 10.1
Хладагент R 134a NH
Природное вещество НЕТ ДА ДА Потенциал истощения озонового слоя (ODP)* 0 0 0 Потенциал глобального потепления (GWP)* 1300 - 1 Критическая точка бар [psi] °C [°F] Тройная точка бар [psi] °C [°F] Пожаро- или взрывоопасность НЕТ (ДА) НЕТ Токсичность НЕТ ДА НЕТ
Давление - Температура
Тройная точка
Критическая точка
Температура
40.7 [590]
101.2 [214]
0.004 [0.06] –103 [–153]
113 [1640]
132.4 [270]
0.06 [0.87] –77.7 [–108]
3
CO
73.6 [1067]
31.1 [87.9]
5.18 [75.1] –56.6 [–69.9]
2
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 93
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
10.1 CO2 в качестве хладагента
CO2 может быть использован в качестве хлада­гента в системах охлаждения различных типов, причем как субкритических, так и транскрити­ческих.
Для любого типа системы охлаждения на CO2 должны ческой и тройной
Классический холодильный цикл является суб­критическим, т.е. весь диапазон рабочих темпе­ратур и давлений расположен ниже критиче­ской точки и выше тройной точки. Одноступенчатые субкритические системы на CO2 отличаются простотой, но также имеют недостатки, связанные с ограниченным диапа­зоном температур и высокими давлениями (см. рис. 10.1.2).
учитываться параметры крити-
точек.
Давление
Твер­дое тело
Диаграмма Log p,h для CO
Твердое тело
- жидкость
Жидкость
Транскритические системы охлаждения на CO2 в настоящее больших мобиль вые насосы, системы охлаждения супермарке­тов, но не в промышленных холодильных сис­темах (см. рис. 10.1.3). Транскритические систе­мы в данном руководстве не рассматриваются.
Значения рабочего давления субкритического цикла находятся, как правило, в диапазоне от 5,7 до 35 бар, что соответствует температуре от -55 до 0 ° C. При оттайке испарителей горя­чим газом, рабочее давление увеличивается на 10 бар.
Критическая точка:
Жидкость - пар
время применяются только в не-
коммерческих установках, таких как
ные кондиционеры, небольшие тепло-
2
Транскрити­ческое состояние
Пар
Рис. 10.1.1
Давление
Твердое тело - пар
Тройная точка (линия):
Энтальпия
Субкритический холодильный цикл
Субкритическая зона
Рис. 10.1.2
94 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Энтальпия
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
10.1 CO2 в качестве хладагента
(продолжение)
Давление
Транскритический холодильный цикл
Рис. 10.1.3
Чаще всего CO2 применяется в каскадных или комбинированных промышленных системах охлаждения, где его давление может быть огра
ничено до такой степени, при которой мож-
но использовать
имеющееся в свободной про­даже серийное оборудование (компрессоры, регуляторы, клапаны).
Охлаждение газа
Энтальпия
Каскадные системы на CO2 могут быть реали­зованы по-разному, например, как системы с непосредственым кипением, системы с насос­ной подачей хладагента, системы на CO2 с вто­ричным рассольным контуром или комбина­ции этих систем.
10.2 CO2 в качестве хладагента промышленных систем охлаждения
На рис. 10.2.1 представлена схема каскадной низкотем
пературной системы охлаждения на –40°C [–40oF] с CO2 в качестве фазопереходного хладагента в каскадной системе с аммиаком на стороне высокого давления.
Принципиальная схема
каскадной системы на R717 - CO
Испаритель-конденсатор
Компрессор CO
Ресивер CO
2
2
Давление
2
Энтальпия
Давление
Энтальпия
Рис. 10.2.1
Испаритель CO
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 95
2
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
10.2 CO2 в качестве хладагента промышленных систем охлаждения
(продолжение)
Рис. 10.2.2
Принципиальная схема
каскадной системы на R717 - CO2 с оттайкой горячим газом CO
Давление
Испаритель-конденсатор
Ресивер CO
Испаритель CO
Компрессор CO
2
2
2
Компрессор CO2 системы оттайки
Давление
2
Энтальпия
Энтальпия
На приведенной выше схеме жидкий CO2 пода­ется насосом из ресивера в испаритель для частичного испарения перед возвратом в реси­вер. Затем пары CO2 сжимаются в компрессоре и конденсируются в конденсаторе-испарителе CO2-NH3, который для аммиачной системы вы­полняет функцию испарителя. По сравнению с обычной аммиачной системой количество
Принципиальная схема
рассольной системы на R717 - CO
Испаритель-конденсатор
Ресивер CO
2
заправляемого аммиака в вышеуказанной каскадной системе может быть снижено при­мерно в 10 раз.
Схема, представленная на рис. 10.2.2, анало­гична схеме на рис. 10.2.1, но включает в себя систему оттайки горячим газом CO2.
2
Давление
Энтальпия
Давление
Энтальпия
Испаритель CO
2
Рис. 10.2.3
96 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
10.2 CO2 в качестве хладагента промышленных систем охлаждения
(продолжение)
Рис. 10.2.4
Принципиальная схема
каскадной системы на CO2 с двумя температурными уровнями
(например, холодоснабжение супермаркета)
Система с насосной подачей
хладагента
Система с непосредственным
кипением хладагента
10.3 Расчетное давление
На рис. 10.2.3 представлена низкотемпературная система охлаждения на –40°C [–40oF] с рассоль­ным контуром на CO2 и аммиаком на стороне высокого давления. Жидкий CO2 подается насосом из ресивера в испаритель, где происходит частичное испаре­ние CO2 с последующим возвратом жидкого хладагента в ресивер. Затем происходит кон­денсация парообразного CO2 в конденсаторе-
При определении расчетного давления для сис­тем на CO2 необходимо учитывать два главных фактора, указанных ниже:
Стояночное давление Давление, необходимое для оттайки
Важно отметить, что без регулирования ния при простое, т.е. при отключенной систе
давле-
ме, давление в системе будет возрастать за счет притока тепла из окружающей среды. При тем­пературе 0°C [32°F] давление составит 34.9 бар [505 фунт/дюйм2] и 57.2 бар [830 фунт/дюйм2] при 20°C [68°F]. Промышленная система охлаж­дения, способная выдерживать во время про­стоя уравнивающее давление (т.е. давление на­сыщения, соответствующее температуре окру­жающей среды), будет достаточно дорогосто­ящей. Поэтому самым распространенным спо­собом разумного ограничения максимального роста давления во время простоя, например, до уровня 30 бар (435 фунт/кв. дюйм) является использование небольшого вспомогательного компрессорно-конденсаторного агрегата.
испарителе CO2- NH3, который для аммиачной системы выполняет функцию испарителя
На рис. 10.2.4 представлена схема комбиниро­ванной затопленной системы с непосредствен­ным кипением, например, для холодоснабже­ния супермаркета, где требуется 2 температур­ных уровня.
В системах на CO2 могут быть применены раз­личные способы оттайки (например, естествен­ная, орошением водой, электрическая, горячим газом). Способ оттайки горячим газом являет­ся наиболее эффективным,
особенно при низ­ких температурах, однако он требует и самого высокого
давления. При расчетном давлении 52 бар изб. [754 фунт/дюйм2 изб.] можно обе­спечить температуру оттайки примерно 10°C [50°F].
Давление насыщенного пара при 10°C [50°F] составляет 45 бар [652 фунт/дюйм2]. С учетом 10% на предохранительные клапаны и пример­но 5% на скачки давления максимально допу­с
тимое рабочее давление составит примерно 52 бар изб. [754 фунт/дюйм2 изб.] (см. рис. 10.3.2 и 10.3.3).
© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 97
Руководство по проектированию промышленных холодильных систем
10.3 Расчетное давление
(продолжение)
Ресивер CO
2
Каскадный охладитель
Испаритель ступени низкого давления
Без оттайки горячим газом:
40 бар (580 фунт/дюйм2)
С оттайкой горячим газом:
52 бар (750 фунт/дюйм2)
24 / 40 бар
(350 / 580 фунт/дюйм2)
40 бар
(580 фунт/
дюйм2)
24 бар
(350 фунт/дюйм2)
Рис. 10.3.1 Каскадная система на CO2/NH3. Характерные значения расчетного давления.
Зависимость расчетного давления от температуры для CO
2
Danfoss Tapp_0161 10-2012
Расчетное давление
Рис. 10.3.2
Расчетная температура
Практический предел: PS > P
Скачки давления
насыщ.
Расчетное давление "p" + 15% (бар изб. / фунт/дюйм2 изб.)
"p" + 10% (бар изб. / фунт/дюйм2 изб.)
Давление насыщенного пара "p" (бар / фунт/дюйм2)
+ 15%
Расчетная температура
Предохранительный
Давление насыщения
клапан
Рис. 10.3.3
98 DKRCI.PA.000.C6.50 / 520H7708 © Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10
Loading...
Buy Points How it Works FAQ Contact Us Questions and Suggestions Privacy Policy Cookie Policy Terms of Use