Έχετε βιώσει ποτέ μια κατάσταση όπου ένα σύστημα ψύξης δεν μπορούσε πλέον να φτάσει την προηγούμενη θερμοκρασία του μετά την αλλαγή του ψυκτικού, παρόλο που ο συμπιεστής παρέμεινε ο ίδιος;
Ή έχετε παρατηρήσει ότι δύο συμπιεστές με την ίδια ιπποδύναμη ή εκτόπιση μπορούν να έχουν διαφορετικές ψυκτικές ικανότητες;
Γιατί συμβαίνει αυτό;
Η απάντηση σχετίζεται στενά με την ψυκτική ικανότητα, τις ιδιότητες του ψυκτικού και τις συνθήκες λειτουργίας του συμπιεστή. Για να κατανοήσουμε αυτές τις διαφορές, πρέπει πρώτα να διακρίνουμε τρεις σημαντικές προδιαγραφές συμπιεστή: ιπποδύναμη, εκτόπιση και ψυκτική ικανότητα.
Αυτές οι τρεις προδιαγραφές περιγράφουν διαφορετικά χαρακτηριστικά ενός ψυκτικού συμπιεστή.
| Παράμετρος | Σημασία |
|---|---|
| Ιπποδύναμη (HP) | Υποδεικνύει την ονομαστική ισχύ του κινητήρα του συμπιεστή |
| Εκτόπιση (m³/h) | Ο θεωρητικός όγκος ατμού ψυκτικού που εκτοπίζεται από τον συμπιεστή ανά ώρα |
| Ψυκτική Ικανότητα (kW) | Η ποσότητα θερμότητας που αφαιρείται από το σύστημα ψύξης ανά μονάδα χρόνου υπό καθορισμένες συνθήκες |
Μεταξύ αυτών των τριών παραμέτρων, η ψυκτική ικανότητα είναι ο πιο σημαντικός δείκτης κατά την αξιολόγηση του κατά πόσον ένας συμπιεστής μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις ψύξης ενός συστήματος ψύξης.
Η ψυκτική ικανότητα εξαρτάται από την ποσότητα του ψυκτικού που κυκλοφορεί στο σύστημα και την ποσότητα θερμότητας που απορροφά κάθε κιλό ψυκτικού στον εξατμιστή.
Αυτό σημαίνει ότι ακόμη και όταν η ιπποδύναμη και η εκτόπιση παραμένουν αμετάβλητες, η ψυκτική ικανότητα μπορεί να διαφέρει ανάλογα με το ψυκτικό και τις συνθήκες λειτουργίας.
Αρκετοί παράγοντες επηρεάζουν άμεσα την ψυκτική ικανότητα ενός ψυκτικού συμπιεστή.
Θερμοκρασία Εξάτμισης
Όταν η θερμοκρασία εξάτμισης μειώνεται, η πίεση αναρρόφησης και η πυκνότητα του ατμού του ψυκτικού γενικά μειώνονται. Αυτό μειώνει τον ρυθμό ροής μάζας του ψυκτικού και, κατά συνέπεια, την ψυκτική ικανότητα του συμπιεστή.
Θερμοκρασία Συμπύκνωσης
Μια υψηλότερη θερμοκρασία συμπύκνωσης αυξάνει τον λόγο πίεσης συμπίεσης. Αυτό γενικά μειώνει την ψυκτική ικανότητα, ενώ αυξάνει την ισχύ που απαιτείται για τη συμπίεση.
Τύπος Ψυκτικού
Διαφορετικά ψυκτικά έχουν διαφορετικές πυκνότητες ατμού και θερμοδυναμικές ιδιότητες. Ως αποτέλεσμα, ο ίδιος συμπιεστής μπορεί να αποδώσει διαφορετικές ψυκτικές ικανότητες όταν λειτουργεί με διαφορετικά εγκεκριμένα ψυκτικά.
Σχεδιασμός και Απόδοση Συμπιεστή
Ο εσωτερικός σχεδιασμός, η ογκομετρική απόδοση, οι απώλειες βαλβίδων και η εσωτερική διαρροή επηρεάζουν επίσης την πραγματική ροή μάζας του ψυκτικού. Επομένως, οι συμπιεστές με παρόμοιες τιμές εκτόπισης μπορεί να έχουν διαφορετικές ψυκτικές ικανότητες.
Τα ακόλουθα παραδείγματα απεικονίζουν πώς οι συνθήκες λειτουργίας και η επιλογή του ψυκτικού επηρεάζουν την απόδοση του συμπιεστή.
Πάρτε ως παράδειγμα τον συμπιεστή scroll Danfoss SZ090-4VI.
Σύμφωνα με τα δημοσιευμένα δεδομένα απόδοσης της Danfoss, αυτός ο συμπιεστής αποδίδει τις ακόλουθες ψυκτικές ικανότητες με R407C σε διαφορετικές θερμοκρασίες λειτουργίας.
| Θερμοκρασία Εξάτμισης | Θερμοκρασία Συμπύκνωσης | Ψυκτική Ικανότητα |
|---|---|---|
| 0°C | 35°C | 19.30 kW |
| 0°C | 55°C | 15.00 kW |
| -5°C | 35°C | 15.60 kW |
Συνθήκες: R407C, 50 Hz, 11.1 K υπερθέρμανση αερίου αναρρόφησης και 8.3 K υποψύξη υγρού.
Όταν η θερμοκρασία συμπύκνωσης αυξάνεται από 35°C σε 55°C, η ψυκτική ικανότητα μειώνεται από 19.30 kW σε 15.00 kW, μια μείωση περίπου 22%.
Ομοίως, όταν η θερμοκρασία εξάτμισης μειώνεται από 0°C σε -5°C σε σταθερή θερμοκρασία συμπύκνωσης 35°C, η ψυκτική ικανότητα μειώνεται σε 15.60 kW.
Το μοντέλο του συμπιεστή, ο κινητήρας και το ψυκτικό δεν έχουν αλλάξει. Μόνο οι θερμοκρασίες λειτουργίας είναι διαφορετικές.
Αυτό εξηγεί γιατί ο ίδιος συμπιεστής μπορεί να αποδώσει διαφορετικά σε συστήματα που λειτουργούν υπό διαφορετικές θερμοκρασιακές συνθήκες.
Η αλλαγή του ψυκτικού μπορεί επίσης να αλλάξει την ψυκτική ικανότητα, ακόμη και όταν ο συμπιεστής και οι θερμοκρασίες λειτουργίας παραμένουν οι ίδιες.
Πάρτε ως παράδειγμα τον συμπιεστή scroll Copeland ZR72KCE-TFD-522.
Τα δημοσιευμένα δεδομένα απόδοσης της Copeland παρέχουν τις ακόλουθες ψυκτικές ικανότητες για αυτό το μοντέλο συμπιεστή με διαφορετικά ψυκτικά:
| Μοντέλο Συμπιεστή | Ψυκτικό | Ψυκτική Ικανότητα |
|---|---|---|
| ZR72KCE-TFD-522 | R22 | 17.60 kW |
| ZR72KCE-TFD-522 | R407C | 14.75 kW |
| ZR72KCE-TFD-522 | R134a | 11.80 kW |
Συνθήκες: 5°C θερμοκρασία εξάτμισης, 50°C θερμοκρασία συμπύκνωσης, 10 K υπερθέρμανση αερίου αναρρόφησης, 0 K υποψύξη υγρού και 50 Hz.
Υπό αυτές τις ίδιες συνθήκες ονομαστικής λειτουργίας:
Το R407C παρέχει περίπου 16% λιγότερη ψυκτική ικανότητα από το R22.
Το R134a παρέχει περίπου 33% λιγότερη ψυκτική ικανότητα από το R22.
Η διαφορά προέρχεται από τις θερμοδυναμικές ιδιότητες των ψυκτικών, οι οποίες επηρεάζουν τη ροή μάζας του ψυκτικού και την ποσότητα θερμότητας που απορροφάται κατά την εξάτμιση.
Αυτές οι συγκρίσεις βοηθούν στην εξήγηση γιατί ένα σύστημα ψύξης μπορεί να μην επιτύχει πλέον την προηγούμενη απόδοσή του μετά από μια αλλαγή ψυκτικού.
Ωστόσο, μια αλλαγή ψυκτικού πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη τα εγκεκριμένα ψυκτικά του συμπιεστή, τη συμβατότητα του λιπαντικού και τη διαμόρφωση του συστήματος. Οι δημοσιευμένες συγκρίσεις απόδοσης δεν σημαίνουν ότι τα ψυκτικά μπορούν να ανταλλαχθούν απευθείας σε ένα υπάρχον σύστημα.
Είτε αντικαθιστάτε έναν συμπιεστή είτε αλλάζετε το ψυκτικό σε ένα υπάρχον σύστημα, η ψυκτική ικανότητα πρέπει να αξιολογείται υπό τις προβλεπόμενες συνθήκες λειτουργίας.
Οι ακόλουθοι παράγοντες είναι ιδιαίτερα σημαντικοί:
Συμβατότητα Ψυκτικού: Επιβεβαιώστε ότι ο συμπιεστής και το λιπαντικό του είναι κατάλληλα για το προβλεπόμενο ψυκτικό.
Απαιτούμενη Ψυκτική Ικανότητα: Συγκρίνετε την απόδοση του συμπιεστή στις πραγματικές θερμοκρασίες εξάτμισης και συμπύκνωσης του συστήματος, αντί να βασίζεστε μόνο στην ονομαστική ιπποδύναμη.
Στοιχεία Συστήματος: Ελέγξτε εάν η συσκευή εκτόνωσης, ο εξατμιστής και ο συμπυκνωτής είναι κατάλληλοι για το ψυκτικό και την απαιτούμενη ικανότητα.
Συνθήκες Λειτουργίας: Επαληθεύστε τη φόρτιση ψυκτικού, την υπερθέρμανση, την υποψύξη, τη συχνότητα λειτουργίας και άλλες σχετικές παραμέτρους του συστήματος.
Ένα ψυκτικό με χαμηλότερη ψυκτική ικανότητα υπό τις ίδιες συνθήκες μπορεί να απαιτήσει αλλαγές στο σχεδιασμό του συστήματος ή στην επιλογή του συμπιεστή για να διατηρηθεί η αρχική απόδοση.
Εάν ένα σύστημα ψύξης δεν μπορεί να φτάσει την προηγούμενη θερμοκρασία του μετά από μια αλλαγή ψυκτικού, το πρώτο βήμα είναι να ελέγξετε εάν το νέο ψυκτικό παρέχει επαρκή ψυκτική ικανότητα υπό τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας του συστήματος.
Εάν η ψυκτική ικανότητα είναι ανεπαρκής, μπορεί να απαιτηθεί ένας συμπιεστής με κατάλληλη ονομαστική ικανότητα ή κατάλληλες τροποποιήσεις του συστήματος.
Εάν η αναμενόμενη ψυκτική ικανότητα είναι επαρκής, ελέγξτε τη φόρτιση ψυκτικού, τη συσκευή εκτόνωσης, τους εναλλάκτες θερμότητας και τις πιέσεις λειτουργίας για να εντοπίσετε πιθανά προβλήματα του συστήματος.
Το κλειδί είναι να ταιριάξετε το ψυκτικό, την ψυκτική ικανότητα του συμπιεστή και τις συνθήκες λειτουργίας του συστήματος, αντί να βασίζεστε μόνο στην ιπποδύναμη ή την εκτόπιση.
