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]

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
Loading...
+ 122 hidden pages
Buy Points How it Works FAQ Contact Us Questions and Suggestions Privacy Policy Cookie Policy Terms of Use