Конденсатор с воздушным охлаждением Параметры конструкции: цифры, определяющие реальную производительность

Конденсатор, продаваемый мощностью 100 кВт при 35 °C и уровне моря, не обеспечит мощность 100 кВт при 43 °C и высоте 1600 м. Ничего не удалось; три параметра переместились сразу. Плотность воздуха падает, приближающаяся температура увеличивается, и змеевик, который на бумаге выглядел нормально, в июле становится узким местом.

Пять параметров определяют большинство проектов по охлаждению и технологическому охлаждению: расчетная температура окружающей среды по сухому термометру, температура приближения, поток воздуха через змеевик, падение давления на стороне хладагента и управление частичной нагрузкой. Расстояние между ребрами, расположение вентиляторов и материал трубок созданы для удовлетворения этих пяти требований. Далее следует порядок, в котором их стоит проверять.

Расчетная температура окружающей среды не соответствует средней летней погоде

Расчетная температура окружающей среды — это температура по сухому термометру, при которой теплообменник должен отводить тепло в самый худший возможный час, а не среднее значение за месяц. В Центральной и Северной Европе обычно температура составляет 32–35 °C; на Ближнем Востоке, в Северной Африке и некоторых частях юга США температура составляет 43–46 °C. Агрегат, выбранный при температуре 35 °C и установленный в климате с температурой 45 °C, имеет температуру конденсации на 8–10 К выше, чем предполагалось, что увеличивает пиковую мощность компрессора примерно на 20–30 % и сокращает срок службы.

Высота незаметно усугубляет проблему. Плотность воздуха падает примерно на 1,2% на каждые 100 м высоты, поэтому один и тот же вентилятор перемещает меньший массовый поток через один и тот же змеевик. Полезная мощность на высоте 1500 м обычно на 5–8% ниже номинальной на уровне моря, и разрыв увеличивается, когда вентилятор уже работает вблизи предела кривой. Спросите, была ли коррекция применена к катушке или только к вентилятору.

Таблица параметров, которую стоит прочитать перед техническим описанием

Большинство споров о выборе восходят к одной из этих ценностей. Это скорее рабочие диапазоны, чем правила, поскольку хладагент, рабочий цикл и климат – все это меняет их.

Температура приближения: наименьшее число с наибольшей стоимостью

Температура приближения – это разница между температурой конденсации и температурой входящего воздуха по сухому термометру. Конденсаторы коммунального масштаба могут быть рассчитаны на температуру 2,5–3,5 К, поскольку паровая турбина вознаграждает каждую долю бара. Коммерческое охлаждение обычно имеет температуру 5–10 К, при которой дополнительная площадь поверхности никогда не окупится в течение срока службы оборудования.

Сделка не является линейной в полезном направлении. Добавление четвертого ряда к трехрядному змеевику увеличивает площадь поверхности примерно на 18–20 %, но повышает производительность всего на 8–10 % при том же расходе воздуха, поскольку воздух уже частично нагрет, а добавленные ряды увеличивают сопротивление со стороны воздуха. Тогда фанату придется усерднее работать над этим ограничением.

Конденсатор никогда не занижается в ясный день. Он становится заниженным с того момента, как температура окружающей среды пересекает расчетную точку, и каждый кельвин выше этой точки оплачивается компрессором. Практическое правило выбора системы отвода тепла с воздушным охлаждением

Как правило, повышение температуры конденсации на 1 К обходится в 2–3 % мощности компрессора, тогда как снижение температуры на 1 К может добавить 10–15 % к стоимости змеевика. В долгий и жаркий сезон похолоданий обычно побеждает жесткий подход; в мягком климате с коротким пиком это случается редко.

Воздушный поток, расположение вентиляторов и геометрия змеевика

Воздух является рабочей жидкостью на стороне отбраковки, и его легко потерять. Лицевая скорость от 2,5 до 3,5 м/с обеспечивает эффективность катушки, не внося в расчет шум и пыль. При скорости ниже 2 м/с нагнетаемый воздух возвращается обратно на вход, и конденсатор начинает охлаждаться. При скорости выше 4 м/с мощность вентилятора и звуковое давление растут быстрее, чем производительность.

Протяжка или продувка

Вытяжные устройства протягивают воздух через змеевик и выбрасывают его через вентилятор; поверхность змеевика подается более равномерно, и двигатель находится в потоке теплого воздуха. Продувочные устройства нагнетают воздух и удерживают двигатель в атмосферном воздухе, что подходит для пыльных помещений, где охлаждение двигателя имеет большее значение, чем равномерность. Решение следует за сайтом, а не за каталогом.

Клиренс и рециркуляция

Обычно требуется расстояние не менее одного диаметра вентилятора от стен, экранов и соседних блоков, при этом на стороне нагнетания допускается большее расстояние. Накрышные агрегаты, обращенные к преобладающему ветру, теряют измеримую производительность, когда горячий нагнетаемый воздух выталкивается обратно в змеевик. В условиях ограниченного пространства катушки с А-образной или V-образной формой обеспечивают большую площадь на той же занимаемой площади за счет высоты и более тяжелого подъемника.

Расстояние между ребрами и допуск на загрязнение

Катушка с расстоянием между ребрами 2,1 мм имеет примерно на 40% больше поверхности, чем катушка с расстоянием 4 мм на той же поверхности. В чистом машинном помещении эта плотность равна свободной мощности; кроме пекарни, лесопилки или прибрежной автостоянки, это обязанность по техническому обслуживанию. Более широкие ребра толщиной 4–7 мм теряют часть номинальной мощности, но удерживают поток воздуха между чистками гораздо дольше, что обычно является более выгодным решением.

Выбор хладагента, перепад давления и материалы

Хладагент устанавливает диапазон давления змеевика. R404A и R507 работают при знакомом давлении, но имеют потенциал глобального потепления выше 3900; R448A и R449A снижают это значение примерно до 1400 с небольшим температурным градиентом, который необходимо учитывать при выборе. CO2 увеличивает транскритическое давление до 100–120 бар и требует более толстых трубок и более жестких испытаний. Аммиак обладает высокими эксплуатационными характеристиками, но требует открытых или полугерметичных компрессоров и машинного отделения, соответствующего местным нормам.

Поддерживайте небольшое падение давления на стороне хладагента: разумной целью является эквивалентная потеря при насыщении 0,3–0,5 К. Трубки меньшего размера сокращают расход и стоимость, но увеличивают скорость и перепад давления, поэтому они сбалансированы, а не оптимизированы по отдельности.

Материалы заслуживают большего внимания, чем обычно. Медные трубки с алюминиевыми ребрами входят в стандартную комплектацию; медные ребра или проверенное покрытие, такое как e-coat, обеспечивают работоспособность змеевика в прибрежном или промышленном воздухе. Микроканальные катушки существенно сокращают заряд, но их труднее чистить и они менее устойчивы к вибрации.

Частичная нагрузка и контроль низкой температуры окружающей среды

Расчетная точка — один час в году. В остальные часы конденсатор перегружен, а к поздней осени он может сильно перегрузиться. Без контроля низкая температура окружающей среды снижает давление конденсации до тех пор, пока расширительный клапан не потеряет свой перепад и испаритель не выйдет из строя.

Три подхода охватывают большинство сайтов. Циклическая работа вентилятора дешева и эффективна при температуре примерно до 0 °C, но она приводит к изменению давления напора и вызывает нагрузку на двигатели вентиляторов. Вентиляторы с регулируемой скоростью поддерживают более стабильное давление и снижают шум в ночное время. Регулирование давления с плавающей головкой позволяет температуре конденсации падать вместе с окружающей средой, а не поддерживать ее искусственно; ниже примерно -5 ° C, большинству систем также требуется ресивер правильного размера и контроль переохлаждения или затопления заряда.

Звук следует за потоком воздуха. Большую часть шума конденсатора с воздушным охлаждением составляет шум вентилятора, поэтому проверяйте номинальный уровень звукового давления на границе ближайшего соседа, а не на расстоянии одного метра от устройства.

Что необходимо проверить перед утверждением чертежа

Чертеж конденсатора становится контрактом в момент его подписания, и большинство споров связано с параметром, который никогда не был записан. В приведенном ниже контрольном списке перечислены элементы, которые неоднократно вызывают проблемы на объекте.

1. Отвод тепла в кВт при расчетной температуре окружающей среды, высоте над уровнем моря и установленной температуре конденсации.
2. Производительность при 50% нагрузке, не только в расчетной точке.
3. Потребляемая мощность вентилятора в кВт при расчете и при частичной нагрузке.
4. Уровень звукового давления в дБ(А) с указанием расстояния измерения и условий свободного поля.
5. Площадь лицевой поверхности змеевика, количество рядов, расстояние между ребрами, диаметр трубок, а также материалы трубок и ребер.
6. Тип хладагента и общая заправка системы.
7. Класс коррозии и лежащий в его основе метод испытаний, поскольку часы, проведенные в солевом тумане, мало что значат без названного стандарта.
8. Протоколы испытаний под давлением и испытаний на герметичность. Обнаружение утечек гелия на конденсаторах и испарителях является обоснованным требованием, которое следует прописать в заказе.
9. Сертификация, соответствующая вашему рынку: CE и UL для экспорта, ISO 9001 и ISO 14001 для систем управления, а также лицензия на сосуд под давлением, если также используется оборудование с водяным охлаждением.

Глубина производства также заслуживает подтверждения. Поставщик с двумя производственными площадками и региональными офисами продаж может принять изменение графика; торговец с каталогом не может. Чжэцзян Бэйфэн Холодильное оборудование производит холодильное оборудование с 1986 года и экспортирует его в Европу, Юго-Восточную Азию, на Ближний Восток, в Северную Америку и Африку, поэтому при выборе компании регулярно учитываются поправки на высоту и высокие температуры окружающей среды. Если катушку, вентилятор и логику управления необходимо решать вместе, отправить информацию о режиме работы и условиях на объекте инженерной команде прежде чем рисунок заморозится.

Проектируйте с учетом худшего часа, а не среднего года

Параметры конструкции конденсатора с воздушным охлаждением не являются контрольным списком, который необходимо проверять; это набор профессий. Каждый кельвин приближения стоит площади поверхности. Каждый метр высоты стоит массового расхода. Каждый миллиметр расстояния между ребрами меняет способность чистого воздуха на реальную устойчивость. Хорошо состариваются проекты, в которых эти сделки были совершены явно, записаны в техническом паспорте и проверены при вводе в эксплуатацию на соответствие условиям, фактически присутствующим на месте.

Если в процессе закупок выживет только одно число, сделайте это мощностью отвода тепла при расчетной температуре окружающей среды и высоте, потому что именно эту цифру спросит компрессор в самый жаркий полдень года.