Zamjena radnih tvari u postojećim sustavima... Zamjena radnih tvari u postojećim sustavima Tehnički list Ova zbirka dokumenata služi kao priručnik s detaljnim informacijama o

www.refrigerants.danfoss.com

Zamjena radnih tvari u postojećim sustavima

Tehnički list

Ova zbirka dokumenata služi kao priručnik s detaljnim informacijama o zamjeni radnih tvari u postojećim sustavima (engl. retrofiting) i o radnim tvarima s izraženim temperaturnim klizanjem. Budući da je ova tema već nekoliko godina prisutna u svijetu rashladne tehnike i klimatizacije, nastojalo se napraviti priručnik koji bi bio što općenitiji. Svi ovdje pokazani primjeri služe kao tema za diskusiju i moraju se uzeti kao neutralni primjeri.

Danfoss nudi široku ponudu proizvoda za radne tvari s niskim potencijalom globalnog zatopljenja GWP ( engl. Global Warming Potential). Molimo da kontaktirate lokalnog Danfoss predstavnika za najnovije informacije.

Zamjena radnih tvari u postojećim sustavima odnosi se na sustave u koje se mora postaviti nova alternativna radna tvar. Razlozi za zamjenu radnih tvari u postojećim sustavima su:1. Nije više dozvoljeno koristiti postojeću radnu tvar2. Postojeća radna tvar više nije dobavljiva3. Zamjena kompletne instalacije je preskupa

Uvijek treba uzeti u obzir da nova zamjenska radna tvar s niskim GWP-om treba biti učinkovitija i omogućivati niže pogonske troškove sustava nego postojeća radna tvar.

1. Provjera sustava prije zamjene radne tvari (NorbertBlatz)Prije zamjene radne tvari potrebno je provjeriti može lise u rashladni sustav postaviti nova radna tvar. Možda jepotrebno napraviti određene promjene.

2. Zamjena radne tvari; Kemijska kompatibilnostkomponenti (Rasmus Damgaard Poulsen)Dodatak prethodnom poglavlju i više detalja omogućim scenarijama pri zamjeni radnih tvari i što toznači za komponente i materijale.

3. Postupak zamjene radne tvari u postojećimsustavima (Norbert Blatz, Thierry Legay) Smjernice korak po korak za zamjenu radnih tvari u postojećim sustavima. Primjer dan za mali sustav, pričemu se isti primjer može iskoristiti i za veće sustave.

4. Zamjena radnih tvari sa klizanjem temperature(Norbert Blatz, John Broughton)Većina radnih tvari koje se koriste za zamjenu radnih tvariu postojećim sustavima, ali isto tako se koriste i u novimsustavima, su smjese koje imaju izraženo temperaturnoklizanje.Detaljno je opisano što je to temperaturno klizanje i kakoono utječe na sustav i područje primjene, pri čemu jenaglasak stavljen na praktične primjere.

Norbert Blatz, direktor, aplikacijska rješenja,John Broughton, aplikacijski stručnjak, komercijalno hlađenje,Rasmus Damgaard Poulsen, specijalist, voditelj laboratorija, Ph.D kemijske znanosti,Thierry Legay, aplikacijski stručnjak.Danfoss Rashladna tehnika, rujan 2017

2 | DKRCC.PE.337.H1.02 © Danfoss | DCS | 2017.09

Norbert Blatz, direktor, aplikacijska rješenja

Kompresor:• Može li kompresor raditi s novom radnom tvari?• Provjeriti za koliko će se promjeniti rashladni učin .• Je li kompresor unutar svog radnog područja? Provjeritigranične vrijednosti temperature i tlakova.• U većini slučajeva komporesorsko ulje se mora zamijeniti snovim uljem.

Kondenzator:• Provjeriti odgovara li učin kondenzatora učinukompresora. Radne tvari s izraženim temperaturnim klizanjem zahtijevaju veću površinu izmjene topline zbog manje srednje temperaturne razlike. To može uzrokovati povećanje temperature kondenzacije.

Isparivač:• Provjeriti hoće li učin i karakteristike isparivača ispunjavatizahtjeve hlađenog prostora u smislu vlage.Radne tvari s izraženim temperaturnim klizanjem mogu uzrokovati viši stupanj odvlaživanja

Ventili:• Na magnetskim ventilima i ostali tipovima ventila sagumenim brtvama moraju se ugraditi nove brtve. Iz razloga što obično ulje/radna tvar ulazi u materijal i može uzrokovati nateknuće materijala. Nakon nekog vremena može doći do propuštanja, jer brtva više neće dobro brtviti zbog ispiranja starog sadržaja s novom smjesom ulja i radne tvari.

• Termostatski ekspanzijski ventili ili ventili koji imajutermostatski element punjen sa specifičnom radnom tvari ne mogu se se koristiti s novom radnom tvari bez određenih izmjena. Kao prvi korak može se usporediti linija napetosti kapljevina-para za postojeću i novu radnu tvar. Ako se ventil može prilagoditi i ako temperaturna razlika nije veća od 3K, moguće je ponovno podešavanje ventila na nove uvjete rada. U slučaju bilo kakvih nedoumica, molimo kontaktirajte lokalnog Danfoss predstavnika.• Ostali regulacijski ventili, kao ventili za regulaciju tlakaisto mogu zahtijevati ponovno podešavanje. Provjeriti je li raspon podešavanja ventila i maksimalni radni tlak sustava u skladu s novom radnom tvari.

Cjevovod:• Provjeriti dimenzioniranje cjevovoda. Nova radna tvarmože imati drugačiju gustoću i entalpiju. To može uzrokovati u postojećem cjevovodu drugačije iznose brzina strujanja i padova tlaka. Kritična točka može biti usisni vod i vod za povrat ulja!

Upravljač:• Provjeriti je li potrebno prilagoditi upravljač na novuradnu tvar. Potrebno je održati istu vrijednost postavke pregrijavanja u upravljaču s novom radnom tvari. Možda je potrebno prilagoditi i druge vrijednosti temperatura i tlakova.

1. Provjera sustava prije zamjene radne tvari

Magnetski ventil

Ekspanzijski ventil

Termostat

Dupli zaštitni presostat

Odvajač ulja

Regulator tlaka

Kondenzator

Isparivač

Regulator tlaka u isparivaču

NRD

Pokazno staklo

Kuglasti ventil Kuglasti ventil

Filter sušačKompresor

SakupljačRegulator tlaka u kondenzatoru

DKRCC.PE.337.H1.02 | 3© Danfoss | DCS | 2017.09

Zamjena radnih tvari u postojećim sustavima (engl. Retrofitting) predstavlja zamjenu radne tvari i/ili ulja u postojećim rashladnim sustavima. Kod zamjene radne tvari potrebno je obratiti pozornost na kompatibilnost radne tvari i brtvi (nekompatibilnost može dovosti do propuštanja i neispravnog rada sustava) i na podešenje pojedinih komponenti (ekspanzijski i regulacijski ventili). Ovo poglavlje odnosi se na moguće izazove uslijed nekompatibilnosti materijala kod zamjene radne tvari u rashladnom sustavu. Ostali izazovi koji se mogu pojaviti kao: promjena kapaciteta i učinkovitosti zbog termodinamičkih svojstava nove radne tvari, podešenje pregrijanja na ekspanzijskim ventilima neće biti tema uovom poglavlju.Zbog zamjene postojeće radne tvari, pojavljuje se nova smjesa radne tvari i ulja koja ima drugačija kemijska svojstva. To može uzrokovati promjenu karakteristika brtvi što može dovesti do propuštanja i neispravnosti rada pojedinih komponenata unutar rashladnog sustava.

S tehničkog gledišta, rizik se uglavnom odnosi na promjenu volumena i izazove kod kompresije za standardne statičke brtve, ali također treba uzeti u obzir i druge parametre kao tvrdoća, viskoznost, istezanje i sposobnost rada pri maksimalnim i minimalnim temperaturama. Navedeni mogući izazovi su dobro poznati proizvođačima brtvi i novih radnih tvari, koji savjetuju da se kod zamjene radne tvari sve brtve moraju zamijeniti.Također je dobro poznato da različita ulja mogu drugačije utjecati na brtve korištene u rashladnom sustavu, tako što dolazi do promjena svojstava brtvenog materijala. Općenita zabrinutost kod zamjene radne tvari je što uslijed novih radnih uvjeta može doći do odvajanja čestica i taloga, koje su prije zamjene radne tvari bile stabilne unutar sustava.To može uzrokovati neželjene mehaničke probleme u sustavu s novom radnom tvari.

2. Zamjena radne tvari; Kemijska kompatibilnost komponentiRasmus Damgaard Poulsen, specijalist, voditelj laboratorija, Ph.D kemijske znanosti

Tip Tip Radne tvari

Tip ulja Promjena svojstava radnih tvari Procjena rizika

1 HFC na HFC/HFO

POE na POEPVE na PVE

Postojeća i nova radna tvar imaju slična kemijska svojstva Vrlo niska

2 HCFC naHFC/HFO

MO na MOAB na AB

Postojeća i nova radna tvar imaju drugačija kemijska svojstva Srednja

2 HCFC naHFC/HFO

MO na POE/PVEAB na POE/PVE

Postojeća i nova radna tvar imaju drugačija kemijska svojstva s naglaskom na kemijsku nekompatibilnost s brtvama. Promjena ulja može uzrokovati drugačija svojstva.

Velika

Kada se govori o zamjeni radne tvari, postoje tri glavna slučaja, Zamjena radne tvari (engl. Retrofitting) tip 1, 2 i 3 koji se razlikuju prema mogućim izazovima zbog nekompatibilnosti:

Napomena: Procjena rizika vrijedi samo ako je izvršena zamjena svih brtvi. Detaljnija procjena je napisana na sljedećoj stranici.Napomena: Klorofluorougljikovodici (HCFC), Fluorirani ugljikovodici (HFC), Fluorirani hidro olefini (HFO), Poliestersko ulje (POE), Polivinil eter (PVE), Mineralno ulje (MO), Alkilbenzen (AB)


Zamjena radne tvari; Kemijska kompatibilnost komponenti (nast.)Zamjena radne tvari tip 1Zamjena radnih tvari sa sličnim kemijskim svojstvima, pri čemu se koristi isti tip ulja.• Promjena radne tvari neće promijeniti svojstva brtvenogmaterijala uzrokovajući visoki rizik.• Tip zamjene radne tvari može biti s HFC na HFC/HFOzadržavajući POE ulje. Ako su temperature i tlakovi vrlo slični, promjena radne tvari neće uzrokovati veliku zabrinutost.• Nakon zamjene svih brtvi rizik je vrlo mali jer je sva radnatvar uklonjena. Preostalo ulje u sustavu reagirat će slično kao i novo ulje, osim ako se staro ulje nije oštetilo u sustavu prije zamjene radne tvari.• Rizik od neispravnog načina rada je vrlo nizak štodokazuju primjeri iz prakse.

Zamjena radne tvari tip 2Zamjena radnih tvari s drugačijim kemijskim svojstvima, pri čemu se koristi isti tip ulja.• Zamjena radne tvari može uzrokovati probleme sdegradacijom i bubrenjem brtvi nakon provedene zamjene radne tvari u sustavu.• Tip zamjene radne tvari može biti s HCFC na HFC/HFOzadržavajući MO ulje. Ako su temperature i tlakovi slični, promjena radne tvari može uzrokovati malu zabrinutost za rad sustava.• Najveća zabrinutost je korištenje brtvi s visokim udjelomomekšivača, koji može biti ispran s postojećom radnom tvari ili u suprotnom slučaju s novom radnom tvari. Rizik od neispravnog rada sustava ili od propuštanja ovisi o sličnosti svojstava stare i nove radne tvari kako bi se održala kemijska postojanost cjelokupnog rashladnog sustava.• Nakon zamjene svih brtvi rizik je vrlo mali jer je sva radnatvar uklonjena. Preostalo ulje u sustavu reagirat će slično kao i novo ulje, osim ako se staro ulje nije oštetilo u sustavu prije zamjene radne tvari.• Rizik od neispravnog načina rada je nizak što dokazujuprimjeri iz prakse.

Zamjena radne tvari tip 3Zamjena radne tvari i ulja koja imaju potpuno drugačija svojstva.• Promjena će uzrokovati mijenjanje svojstava brtvenogmaterijala, što može dovesti do velikog rizika. • Tip zamjene radne tvari može biti s HCFC na HFC/HFOuz promjenu ulja s MO na POE ulje. To će uzrokovati veliku zabrinutost glede ispravnog rada sustava; posebno ako temperature i tlakovi nisu slični.• Nakon zamjene svih brtvi, rizik je vrlo nizak što se tičeradne tvari; ako je sva radna tvar uklonjena iz sustava.• Mogući problem je nekompatibilnost kada se dva uljarazličitog tipa nalaze u sustavu s različitom kompatibilnošću prema brtvenom materijalu. Unatoč što je HFC/HFO kemijski kompatibilan s POE uljem, prisutnost MO ulja može dovesti do promjena u kompatibilnosti s brtvenim materijalom što može rezultirati propuštanjem radne tvari. U tom slučaju potrebno je obratiti pozornost na ekspanzijski ventil, pokazno staklo i filter-sušač, jer preostalo MO ulje može uzrokovati promjene u kemijskim i mehaničkim svojstvima.• Ako je zamjena radne tvari i brtvi izvršena prema gorenavedenom; najveći izazov je promjena ulja. Ako je moguća potpuna zamjena ulja, rizik će biti nizak kao i u zamjeni radne tvari tip 2. Međutim, u većini praktičnih slučajeva nije moguće zamijeniti kompletno punjenje ulja. Moguće mjere opreza mogu biti unaprijeđeni sustav povrata ulja, što može smanjiti cirkulaciju ulja unutar cijelog sustava; ovisi o specifičnosti sustava.• Neke alternativne radne tvari sadrže određenu količinuugljikovodika koje se mogu miješati s MO uljem. Teoretski gledano, mogućnost miješanja radne tvari i MO ulja može omogućiti korištenje MO ulja u sustavima i nakon zamjene radne tvari.• Rizik od mogućih komplikacije je velik zbog toga štopostoje različiti scenariji koji se odnosi na zamjenu ulja i zamjenu radne tvari. Nadalje, razlike u vrijednostima radnih tlakova i temperatura mogu povećati rizik od mogućih komplikacija.


3. Postupak zamjene radne tvari u postojećim sustavima

Mjeriti: 1. Tlak u usisnoj cijevi kompresora2.Tlak u tlačnoj cijevi kompresora

Mjeriti: 3. Temperatura na usisu u kompresor (ukupno

pregrijavanje) 4. Temperatura na izlazu iz isparivača (pregrijavanje u

isparivaču)5. Temperatura kapljevine na ulazu u ekspanzijski ventil

(pothlađenje kapljevine)6.Temperatura vrućeg plina na izlazu iz kompresora

Mjeriti: 7. Napon i struja izvora napajanja8.Provjeriti protok radne tvari prema isparivaču kroz svaku

cijev u razdjelniku kapljevine (pažljivo provjeriti cijevi koje mogu biti blokirane nečistoćom ili talogom).

• Zatvorite ventil na sakupljaču kapljevine ili neki drugiventil u kapljevinskom vodu, kako bi se moglo pokrenuti prepumpavanje (engl. pump-down).• Ostavite sustav u radu sve dok presostat niskog tlakane isključi kompresor.• Isključite glavni prekidač.• Ako je moguće izolirajte visokotlačnu stranu kompresorazatvaranjem Rotalock ventila na tlačnoj strani.• Uklonite radnu tvar s visokotlačne strane sustava krozbilo koji priključak ili ventil u kapljevinskoj cijevi.• Kada je radna tvar s visokotlačne strane sustavaspremljena u odgovarajuću bocu za recikliranje, otvorite ventil iz prve točke.• Zabilježite masu radne tvari pohranjene u boci za

Norbert Blatz i Thierry Legay, aplikacijski stručnjaci

Korak 1 - Provjera radnih parametara Korak 2 - Uklanjanje radne tvariMora se koristiti odgovarajuća oprema za recikliranje radne tvari.

recikliranje.


• Otvorite usisni priključak ili priključak za nivokaznostaklo.• Polako postavite kompresor u horizontalni položaj iuklonite ulje kroz usisni priključak ili kroz priključak za nivokazno staklo.• Napomena: scroll kompresori su opremljeni s priključkomza ispuštanje ulja iz kompresora i prema tome se ulje može ukloniti iz kompresora u vertikalnom položaju. U tom slučaju, povisite tlak na usisnoj strani koristeći dušik.• Ukoliko je potrebno analizirati ulje, uzmite uzorak uljaza analizu.• Prije ponovnog uključivanja kompresora ili zamjenenivokaznog stakla, zamijenite brtve (usisni i tlačni priključak, brtva nivokaznog stakla). Provjerite sadržaj kiselina u ulju koristeći kiselinski test.• Ugradite novi filter-sušač. Ako je kiselinski test pozitivan,potrebno je koristiti filter tipa "DAS" ili "DCR-DA". Nakon nekoliko dana kada se u sustavu više ne nalaze kiseline, potrebno je ukloniti filter "DAS" ili "DCR-DA".

Važno:Budući da će određena mala količina ulja i dalje biti prisutna u sustavu (cjevovod, izmjenjivači topline, itd.), te neće biti moguće ju ukloniti s gore navedenim postupkom, kako bi se smanjio udio starog ulja u sustavu, potrebno je nakon nekoliko dana rada sustava ponovno zamijeniti ulje.

Postupak zamjene radne tvari u postojećim sustavima (nast.)

Korak 3 - uklanjanje ulja iz kompresora Korak 4 – Ulje: upute za dodavanje uljaSljedeći postupak opisuje kako se dodaje ulje u kompresor.

1. Početni koraci i potrebna oprema

• Snizite usisni tlak kompresora do vrijednosti okolišnjegtlaka. Budite pažljivi da se ne postigne podtlak na usisu, kako bi se spriječio prodor nečistoća i vlage u kompresor tijekom postupka dodavanja ulja u kompresor.• Koristite novu neotvorenu bocu ulja i ručnu uljnu pumpu.Crijevo pumpe treba imati priključak na navoj od 1/4'' i na kraju crijeva mora se nalaziti ventil s depresorom, koji će otvoriti ventil na servisnom priključku kompresora.• Odobreni tip ulja nalazi se na natpisnoj pločicikompresora. Provjerite odgovara li tip novog ulja tipu ulja navedenog na pločici kompresora

2. Čišćenje pumpe i crijeva

• Ručna pumpa (slična kao na gornjoj slici) postavljenaje u spremnik ulja – osigurajte da je pumpa čista – ako je moguće upotrijebite dodatni priključak kako bi se smanjila izloženost ulja okolišu.

Danfoss Maneurop® stapni kompresori

Danfoss scroll kompresori


• Pomoću pumpe uklonite zrak iz pumpe i crijeva.Odzračivanje pumpe i crijeva je obvezno kako bi se uklonila vlaga i ulje iz prethodnog korištenja.• Neposredno nakon odzračivanja priključite crijevo napriključak kompresora kako bi se smanjio ulaz vlage.

3. Punjenje ulja u kompresor

• Napunite kompresor sa količinom ulja koja je određenaiskustveno ili dok se na nivokaznom staklu ne pojavi traženarazina ulja.Napomena: kada je izgubljena određena količina ulja iz kompresora na kojem nije ugrađeno nivokazno staklo, razina ulja se ne može vidjeti ni izmjeriti. Jedini način da bi se odredila odgovarajuća razina ulja je da se ulje ukloni iz kompresora i stavi se novo ulje.U tom slučaju kompresor se mora ukloniti iz instalacije.

Dodatne preporuke• Nakon dodavanja ulja, omogućite rad kompresora pripunom opterećenju u trajanju od 20 min i provjerite nivokazno staklo. Razina mora biti između ¼ i ¾ maksimalne razine ulja.• Budite pažljivi da ne stavite više ulja nego što je potrebno.U slučaju prevelike količine ulja u kompresoru, može se dogoditi sljedeće:– Oštećenje stapa (klipa) i rotirajućih scroll-ova uslijedkompresije ulja– Prevelik protok ulja u sustavu– Smanjenje učinkovitosti isparivača zbog prisutnosti uljau niskotlačnom dijelu sustava.

Korak 5 - Vakumiranje i postupak uklanjanjavlage

Kod zamjene radne tvari u postojećim sustavima, nakon zamjene pojedinih komponenti (filter-sušač, ekspanzijski ventil,…) i ponovne ugradnje kompresora, rashladni krug se mora temeljito evakuirati.

U ovom poglavlju su opisani primjeri dobre prakse za vakumiranje i uklanjanje vlage iz sustava. Teško je izmjeriti sadržaj vlage unutar rashladnog sustava. Prema tome, ovdje opisani postupak predstavlja dobar način za postizanje prihvatljivog sadržaja vlage prije puštanja sustava u rad.

Prisutnost vlage spriječava normalno funkcioniranje kompresora i cijelog rashladnog sustava. Zrak i vlaga smanjuju vijek trajanja komponenti i povisuju tlak kondenzacije. Također uzrokuju visoke temperature na kraju kompresije koje mogu znatno smanjiti maziva svojstva ulja.Prisutnost ulja i vlage povisuju rizik od nastanka kiselina koje mogu oštetiti bakrene cijevi i elektromotorkompresora, što u konačnici rezultira mehanički i električni kvar kompresora. Kako bi se uklonili spomenuti mogući problemi, potrebno je izvršiti vakumiranje premadolje opisanom postupku.

PostupakAko je kompresor opremljen sa zapornim ventilima (Rotalock ventili), kompresor se mora izolirati iz rashladnog sustava. Neophodno je spojiti vakuum pumpu na LP i HP stranu kompresora.

1. Nakon zapažanja propuštanja.2. Postavite tlak u rashladnom sustavu na 500 μm Hg

(0,67 mbar).3.Kada je postignut tlak od 500 μm Hg, pumpa se mora

izolirati iz rashladnog kruga.4. Pričekajte 30 min.5. Ako se tlak u sustavu iznenada povisi, sustav propušta.

Uočite i sanirajte mjesto propuštanja. Ponovitepostupak od koraka 1.

6. Ako tlak u sustavu polako raste, to znači da se usustavu nalazi vlaga. Povisite tlak u sustavukoristeći dušik i ponovite korake 2 – 3 – 4.

Postupak zamjene radne tvari u postojećim sustavima (nast.)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

10 20 30 40 50 60 70 80

Vrijeme u minutama

Tlak

u μ

m H

g


Postupak zamjene radne tvari u postojećim sustavima (nast.)Kompresor opremljen sa zapornim ventilima7. Otvaranjem ventila priključite kompresor u rashladni

sustav.8. Ponovite 2 - 3 - 4 (točke 5 ili 6 ponovite ako je potrebno)9. Povisite tlak u sustavu koristeći dušik10. Ponovite korake 2 – 3 - 4

Kompresor bez zapornih ventila7. Povisite tlak u sustavu koristeći dušik8. Ponovite 2 - 3 - 4 (točke 5 ili 6 ponovite ako je potrebno)

Mora se postići tlak od 500 μm Hg (0,67 mbar) i održavati u trajanju od 4 sata, kako bi se potvrdilo da je sustav bez propuštanja i da sadrži prihvatljivu količinu vlage. Tlak se mora mjeriti na rashladnom sustavu, ne na manometru vakuum pumpe.

Vakuum pumpaMora se koristiti dvostupanjska pumpa s plinskim balastom (tlak u mirovanju od 0,04 mbar) pri čemu kapacitet pumpe mora odgovarati volumenu sustava. Preporučeno je da se koriste priključni cjevovodi većeg promjera i da se priključe na zaporne ventile, ne na priključke kompresora. Na ovaj način može se izbjeći nepotreban pad tlaka.

Razina vlageNeposredno prije puštanja sustava u rad, sadržaj vlage može biti oko 100 ppm. Tijekom rada filter-sušač mora smanjiti sadržaj vlage na razinu između 20 i 50 ppm.

Potrebno zapamtiti!• Tijekom početnog vakumiranja sustava, snižavanjem tlakaispod 500 μm Hg povećava se rizik od zamrzavanja vlage unutar sustava (kapljevita vlaga zarobljena u dijelovima sustava neće ispariti, već će se pretvoriti u led). Postizanje niskog tlaka u sustavu ne mora nužno značiti da u sustavu nije prisutna vlaga, vlaga i dalje može biti prisutna u obliku leda. Navedeni problem postaje ozbiljan, kada se koristi vakuum pumpa velikog kapaciteta na relativno malom rashladnom sustavu. Vakuum pumpa može sniziti tlak na 0,33 mbar, što ne mora značiti da se u sustavu nalazi prihvatljiva razina vlage.• Niska okolišnja temperatura usporava uklanjanjevlage – temperature ispod 10°C.• Radi preventive uključite grijač kartera kompresora.• Provođenje navedenog postupka je još važnije ako sekoristi HFC i POE ulje nego kad se koristi HCFC ili CFC s mineralnim uljem.

Upozorenje!Kada je kompresor pod vakuumom, nemojte koristiti ommetar ili priključiti kompresor na napajanje, jer to može uzrokovati oštećenje namotaja elektromotora. Nikad nemojte pokrenuti kompresor pod vakuumom, jer može doći do pregaranja motora kompresora.

Korak 6 – Punjenje radne tvariZeotropske i pseudo-azeotropske mješavine kao što su R407C i R404A moraju se uvijek puniti u kapljevitoj fazi. Kod početnog punjenja, kompresor mora biti isključen i servisni ventili zatvoreni.Prije nego što uključite kompresor, sustav napunite sa količinom koja odgovara nominalnoj količini radne tvari u sustavu. Nakon toga polako dodavajte kapljevitu radnu tvar u niskotlačni dio sustava što dalje od uključenog kompresora.

Upozorenje! • Ako sustav sadrži magnetski ventil, prije priključivanjasustava na izvor napajanja, potrebno je povisiti tlak u niskotlačnom dijelu sustava.• Količina punjenja radne tvari mora biti odgovarajućaza zimski i ljetni način rada. Koristite odgovarajuću tehničku dokumentaciju kompresora kako bi pronašli informacije o graničnim vrijednostima količine punjenja radne tvari.

Korak 7 – Pregled sustava nakon puštanja u rad

Mjeriti i zabilježiti:1. Tlak u usisnoj cijevi kompresora2. Tlak u tlačnoj cijevi kompresora3. Temperatura na usisu u kompresor (ukupno

pregrijavanje)4. Temperatura na izlazu iz isparivača (pregrijavanje

u isparivaču)5. Temperatura kapljevine na ulazu u ekspanzijski

ventil (pothlađenje kapljevine)6. Temperatura vrućeg plina na izlazu iz kompresora

Provjeriti jesu li izmjerene vrijednosti u skladu očekivanih i prihvatljivih vrijednosti i jesu li unutar radnog područja pojedinih komponenti sustava.

Kada se koriste radne tvari s izraženim temperaturnim klizanjem potrebno je obratiti posebnu pozornost. Karakteristike radnih tvari s izraženim temperaturnim klizanjem opisane su u sljedećem poglavlju:


4. Zamjena radnih tvari sa klizanjem temperatureNorbert Blatz, direktor, aplikacijska rješenjaJohn Broughton, aplikacijski stručnjak, komercijalno hlađenje

Kao posljedica Uredbe o fluoriranim stkleničkim plinovima (engl. F-gas Regulation) za snižavanje GWP faktora radnih tvari, niz novih sintetičkih radnih tvari su se pojavile na tržištu. Većina njih su zeotropske smjese sa značajnim temperaturnim klizanjem.

Da bi se prikazale razlike s azeotropskim radnim tvarima (bez klizanja temp.), izabran je log(p)-h dijagram i p-t dijagram.

Sva agregatna stanja pri različitim uvjetima mogu se pronaći u log(p)-h dijagramu. Os x prikazuje specifičnu entalpiju, a os y pokazuje tlak, obično u logaritamskoj skali. S lijeve na desnu stranu mijenjaju se agregatna stanja. Prva je pothlađena kapljevina do točke početka isparavanja i pojave prvih mjehurića. U području zasićenja prisutna su dva agregatna stanja, kapljevina i para. Što se više dovodi toplinske energije, više kapljevine isparava sve do stanja suhozasićene pare (linija rošenja), gdje je sva kapljevina isparila. Prelaskom linije rošenja ulazi se u pregrijano područje.

Vrijednost pregrijanja mjeri se kao razlika temperature pregrijane pare i temperature suhozasićene pare pri istom tlaku (izlaz pare iz suhog tipa isparivača). Kao primjer, prikazan je raspon primjene termostatskog ekspanzijskog ventila s termoelementom „N“ tvrtke Danfoss.

Dijagram 1

U zasićenom području temperatura isparavanja ovisi o tlaku. U slučaju jednokomponentnih radnih tvari (kao npr. R134a) i azeotropskih smjesa, temperatura će biti konstantna tijekom cijelog procesa isparavanja. Za zeotropske smjese s temperaturnim klizanjem, tijekom promjene faze (isparavanje ili kondenzacija) temperatura se znatno mijenja, pri čemu tlak ostaje konstantan.

Dijagram 2

Pojednostavljeno, klizanje temperature se pojavljuje zbog komponente (radne tvari) koja ima nižu temperaturu isparavanja od ostalih komponenti koji sačinjavaju zeotropsku smjesu. Ona komponenta koja ima najnižu temp. isparavanja će ispariti prva, pri čemu će posljednja ispariti komponenta s najvišom temp. isparavanja.Kao primjer se može prikazati rashladni krug s direktnom ekspanzijom u log(p)-h dijagramu. Temperaturna razlika na isparivaču i kondenzatoru je ista i iznosi 10 K.

Primjer s R507A (azeotropska smjesa bez temp. klizanja)Pri isparavanju i kondenzaciji temperatura ostaje konstantna pri konstantnom tlaku.pc = tlak kondenzacijepe = tlak isparavanja

Isti sustav, ali sad s R407F (zeotropska smjesa s temperaturnim klizanjem).Kako bi temperaturna razlika na isparivaču iznosila istih 10 K, temperatura isparavanja se mijenja od -12,4°C na ulazu do -8°C na izlazu.

Promjena temperature isparavanja i njezine posljedice za izmjenjivač topline i ekspanzijski ventil će se raspravljati u sljedećem poglavlju.

Dijagram 3


Zamjena radnih tvari s klizanjem temperature (nast.)

Utjecaj radne tvari s visokim klizanjem temp. na rashladni sustav.Zbog klizanja temperature, temperaturna razlika na izmjenjivačima topline će se također promijeniti, što treba uzeti u obzir tijekom dimenzioniranja izmjenjivača topline.

Kondenzator: Srednja temperaturna razlika između zraka i kondenzirajuće radne tvari bit će manja, što zahtijeva veći kondenzator.Zamjene radne tvari na postojećem sustavu može uzrokovati povećanje temperature kondenzacije ako kompresor ima isti rashladni učin kao i prije zamjene.

Isparivač: Srednja temperaturna razlika će se povećati i pozitivno utjecati na kapacitet isparivača. Ali postoje dvije kritične pojave koja treba uzeti u obzir – ekspanzijski ventil i povećano odvlaživanje zraka, a time i robe.

Najprije malo o odnosu između pregrijanja i kapaciteta izmjenjivača topline.

Upravljanje pregrijavanja:Kapacitet višecijevnog lamelnog isparivača je određen ulaznom temperaturom zraka, DT1 i temperaturom pregrijavanja. DT1 predstavlja temperaturnu razliku između ulaznog zraka i temperature suhozasićene pare.Npr. ulazna temperatura zraka = 0°C, temperatura suhozasićene pare = -10°C → DT1=10 K

Za postizanje 100% kapaciteta isparivača, ciljano pregrijavanje je određeno kao DT1 x omjer pregrijavanja: 10 K x 0,65 = 6,5 K. S gledišta upravljanja, vrijednost od 0,65 je gotovo optimalna i određena je standardom EN 328 kao ciljnom vrijednošću za hladnjake zraka. Dijagram 4 pokazuje kako već mali porast omjera pregrijavanja (veći SH) uzrokuje veliki gubitak iskoristivosti površine isparivača a time i kapaciteta.

rela

tivni

uči

n

Omjer pregrijavanja

Radne tvari s temperaturnim klizanjem i ekspanzijski ventili

Ekspanzijski ventili koriste tlak i temperaturu za regulaciju pregrijavanja na izlazu iz isparivača.Za regulaciju pregrijavanja jedino je bitna linija rošenja (suhozasićena para).Termoelement je ispunjen s radnom tvari koja u širokom rasponu omogućuje gotovo istu temperaturnu razliku (npr. Danfoss N područje: -40°C do +10°C). Prema tome, s obzirom na liniju rošenja može se odrediti pregrijavanje.

Dijagram 2., R507A na primjer treba imati vrijednost pregrijavanja od 6,5 K kako bi se isparivač koristio 100%. To se temelji na srednjoj temperaturnoj razlici 10K.

Dijagram 2, detaljDijagram 4

S druge strane, smanjenje pregrijavanja uzrokovat će relativno mali porast kapaciteta.Usporedbom vrijednosti pregrijavanja isparivača dijagramima 2 i 3 mogu se uočiti različite vrijednosti. Prosječna temperaturna razlika isparivača u dijagramu 2 i 3 je ista, no zbog temp. klizanja radne tvari R407F u dijagramu 3., potrebna vrijednost pregrijavanja je niža. Razlog tome je u temperaturi suhozasićene pare koja iznosi -8,1°C što je 2 K više od R507A u dijagramu 2. DT1 = 0°C - (-8.1°C) = 8.1 K.Stoga je ciljano pregrijanje = 8.1 K x 0.65 = 5.3 K.

120%

110%

100%

90%

80%

70%

60%

50%0.1 0.5 0.2 0.3 0.5 0.65 0.8 10.4


Zamjena radnih tvari s klizanjem temperature (nast.)

Dijagram 3, detalj

Zašto je potrebno podesiti pregrijavanje na termoekspanzijskim ventilima?1. Zbog temperaturnog klizanjaDijagram 3, zbog utjecaja klizanja R407F, temperatura suhozasićene pare je oko -8,1°C, a isti isparivač zahtjeva postavljanje pregrijavanja na 5,3 K kako bi se iskoristilo 100% kapaciteta pri 10 K srednjoj razlici temperatura.

2. Zamjena radnih tvari na postojećem sustavu stermoekspanzijskim ventilima i odgovarajućim punjenjem možda nije moguća:Ovdje je krivulja rosišta iz Dijagrama 1 pretvorena u dobro poznati dijagram stanja p-t:

Da bi se povećala potrebna temperatura osjetnika (pregrijavanja) za otvaranje ventila, potrebno je povećati silu opruge s donje strane membrane osjetnika:Tlak osjetnika = ''tlak'' opruge + tlak isparavanja

Zamjena radne tvari s R407C na R407F + sila/tlak opruge će uzrokovati preveliku vrijednost pregrijavanja. Stoga se sila opruge treba smanjiti: to se postiže okretanjem vijka za namještanje SH u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

Dijagram 5

1

0-50 -40 -30 0 10 20

2

3

4

5

6

7

R407C

-20 -10Temperatura suhozasićene pare [°C]

Raspon N, -40°C

Tlak

[bar

]

Dijagram 7

10

-50 -40 -30 0 10 20

2

3

4

5

6

7

89

R407C vs. R407F


* Pojednostavljeni prikaz

Tlak

[bar

]

Tlak osjetnika*Tlak opruge* R407C

Potrebni tlak opruge za R407F*

10

-50 -40 -30 0 10 20

2

3

4

5

6

7

89

R407C

Dijagram 6


Tlak

[bar

]

Tlak osjetnika*

Tlak opruge*

* Pojednostavljeni prikaz

Tlak isparavanja*


Pažnja! Ako je potrebna korekcija veća od otprilike 3 K, regulacija pregrijavanja može se narušiti. U tom slučaju preporuča se odabrati drugu vrstu punjenja termoelementa koja je bliža ciljanoj vrijednosti.

Primjer: Statičko pregrijavanje SS = 4 K / 7,2°F (tvorničko podešenje) Pregrijavanje otvaranja OS = 4 K / 7,2°FPregrijavanje otvaranja iznosi 4 K, tj. od točke kada se ventil počinje otvarati do nominalnog kapaciteta. Pregrijavanje otvaranja određeno je konstrukcijom i ne može se mijenjati. Ukupno pregrijavanje SH = SS+OS

SH = 4+4 = 8K/14,4°FUkupno pregrijavanje SH se može mijenjati promjenom statičkog pregrijavanja SS (pomoću vijka za podešavanje).

Tlak osjetnika PB treba biti veći kako bi svladao tlak isparavanja PE + tlak opruge Ps.Smanjivanjem tlaka/sile opruge podešavanjem pregrijavanja SH, ventil se može prilagoditi za novu radnu tvar za koju nije početno konstruiran.

Sile koje djeluju na membranu termostatskog elementa i kako ponovo podesiti pregrijavanje

Pregrijavanje = PB - PE => PS Tlak osjetnika

Tlak opruge

Tlak isparavanja


R507A Kapacitet Δtm DT1 T SZP* Pregrijavanje Vrijeme rada10,1 kW 10 K 10 K -10°C 6,5 K 18 h/d

Isparivač: 2 vent. / 32,7 m2 Zrak ulaz: 0°C 80% rel. vlagaZrak izlaz: -3,8°C 95% rel. vlagaProtok zraka: 6280 m3/hOdvlaživanje: 47,75 kg/d

R407F Kapacitet Δtm DT1 T SZP* Pregrijavanje Vrijeme rada12,5 kW 12 K 10 K -10°C 6,5 K 14,3 h/d

Isparivač: 2 vent. / 32,7 m2

Zrak ulaz: 0°C 80% rel. vlagaZrak izlaz: -4,7°C 95% rel. vlagaProtok zraka: 6280 m3/hOdvlaživanje: 60,96 kg/d

R407F Kapacitet Δtm DT1 T SZP* Pregrijavanje Vrijeme rada10,8 kW 10 K 8,1 K -8,1°C 5,3 K 16,6 h/d

Isparivač: 2 vent. / 32,7 m2

Zrak ulaz: 0°C 80% rel. vlagaZrak izlaz: -4,1°C 95% rel. vlagaProtok zraka: 6280 m3/hOdvlaživanje: 53,32 kg/d

Detaljni rezultati

Zamjena s R407FPrvi korak: Postavka pregrijavanja bit će jednaka kao i za R507A: 6,5 KSrednja razlika temperature od 12 K dovodi do povećanog kapaciteta 12,5 kW i uzrokuje kraće vrijeme rada kompresora. Negativna strana je povećani stupanj odvlaživanja, što može biti vrlo loše za nepakiranu svježu robu.

Drugi korak: ponovno podešeno pregrijavanje termoekspanzijskog ventila na iznos od 5,3 KPregrijavanje se smanjilo na 5,3K i temperatura suhozasićene pare se povisila na -8,1°C kako bi se dobila prosječna temperaturna razlika od 10 K (vidjeti dijagram 3).

Karakteristike isparivača korištenjemradne tvari s klizanjem i utjecaj na sustavZbog temperaturnog klizanja, temperatura na dijelovima površine isparivača će imati nižu vrijednost, što može potencijalno povećati stupanj odvlaživanja.

Pogledajmo početne vrijednosti primjera: (pogledajte Dijagram 2.) Rashladna komora, R507A, uvjeti u prostoru 0°C, 80% rel. vlaga, prosječna temp. razlika 10 K. Kapacitet hlađenja može biti 10 kW. Odabran je isparivač za stropnu ugradnju, površine 32,7 m2 s 2 ventilatora po 6280 m3/h.

* SZP - suhozasićena para

© Danfoss | DCS | 2017.09

Danfoss ne preuzima odgovornost za eventualne greške u katalogu, prospektima i ostalim tiskanim materijalima. Danfoss pridržava pravo izmjena na svojim proizvodima bez prethodnog upozorenja. Ovo pravo odnosi se i na već naručene proizvode pod uvjetom da te izmjene ne mijenjaju već ugovorene specifi kacije. Svi zaštitni znaci u ovom materijalu vlasništvo su (istim redoslijedom) odgovarajućih poduzeća Danfoss. Danfoss oznake su zaštitni žigovi poduzeća Danfoss A/S. Sva prava pridržana.

DKRCC.PE.337.H1.02

Važna napomena:Kao što analiza pokazuje, u primjenama gdje je odvlaživanje kritični parametar, srednja temperaturna razlika trebala bi biti niža nego kod jednokomponentnih radnih tvari ili azeotropskih mješavina.

Ostale pojave:U nekim većim niskotemperaturnim postrojenjima koji koriste radne tvari s visokim klizanjem uočena je nepravilna regulacija pregijavanja što je dovelo do propuštanja kapljevine prema kompresorima, a što može dovesti do pojave hidrauličkog udara u kompresoru. U tom slučaju, suprotno od gore opisanog postupka, potrebno je povećati pregrijavanje kako bi se zaštitio kompresor. Radne tvari s niskim klizanjem ili bez klizanja neće uzrokovati slične pojave u niskotemperaturnim područjima primjene.

Sažetak:Komponente za radne tvari s visokim klizanjem se moraju odabrati na temelju srednje temperaturne razlike. Također, zbog temperaturnog klizanja vjerojatno će biti nužno ponovno prilagoditi postavku pregrijavanja.Korištenje radne tvari koja radi na jednoj temperaturnoj razini ne mora nužno odgovarati za drugu temperaturnu razinu (npr. primjena u klimatizaciji je potpuno drugačija u odnosu na niskotemperaturnu primjenu).Svaki termoekspanzijski ventil ima svoje karakteristike optimizirane za uporabu s određenom radnom tvari. Korištenjem istog s drugim radnim tvarima rezultira drugačijim radom i drugačijom regulacijom pregrijavanja.Ako želite smanjiti potencijalne probleme sa sustavom i održati najbolje stabilno upravljanje sustava, prilagođeni novi termostatski ekspanzijski ventil (TEV) ili elektronički ekspanzijski ventil (EEV) mogu biti dobar izbor. EEV također nudi veću fleksibilnost u konstrukciji s obzirom da je jednostavno prilagoditi upravljač novoj radnoj tvari. Danfoss uvijek nadograđuje upravljače s trenutno dostupnim najnovijim radnim tvarima s niskim potencijalom globalnog zatopljenja GWP (engl. Global Warming Potential).

Napomena:Radne tvari i uvjeti prikazani u ovom dokumentu neće jamčiti upotrebu mogućih radnih tvari tvari ili uvjeta rada! Svrha ovog dokumenta je raspraviti fizikalne i termodinamičke utjecaje na komponente i konstrukciju sustava na neutralnoj osnovi.

Mogućnost korištenja Danfoss-ovog ekspanzijskog ventila može se pronaći pomoću Low GWP alata u nastavku. http://refrigerationandairconditioning.danfoss.com/support-center/apps-and-software/low-gwp-tool/ See also:ASERCOM, Refrigerant Glide and Effect on Performances Declaration (http://asercom.org/guides)

Documents

Zamjena radnih tvari u postojećim sustavima... Zamjena radnih tvari u postojećim sustavima Tehnički list Ova zbirka dokumenata služi kao priručnik s detaljnim informacijama o