Что такое перегрев хладона
Методика заправки кондиционеров фреоном
Заправка кондиционера фреоном может осуществляться несколькими способами, каждый из них имеет свои преимущества, недостатки и точность.
Выбор метода заправки кондиционеров зависит от уровня профессионализма мастера, необходимой точности и используемых инструментов.
Также необходимо помнить о том что не все хладагенты можно дозаправлять, а лишь однокомпонентные (R22) или условно изотропные (R410a).
Многокомпонентные фреоны состоят из смеси газов с различными физическими свойствами, которые при утечке улетучиваются неравномерно и даже при небольшой утечке их состав изменяется, поэтому системы на таких хладагентах необходимо полностью перезаправлять.
Заправка кондиционера фреоном по массе
Каждый кондиционер заправлен на заводе определённым количеством хладагента, масса которого указана в документации на кондиционер (также указана на шильдике), там же указана информация о количестве фреона которое надо добавить дополнительно на каждый метр фреоновой трассы (обычно 5-15 гр.)
При заправке этим методом необходимо полностью освободить холодильный контур от оставшегося фреона (в баллон или стравть в атмосферу,экологии это нисколько не вредит- об этом читайте в статье о влиянии фреона на климат )и отвакуумировать. После залить в систему указанное количество хладагента по весам или с помощью заправочного цилиндра.
Преимущества этого метода в высокой точности и достаточной простоте процесса заправки кондиционера. К недостаткам относятся необходимость эвакуации фреона и вакуумирования контура, а заправочный цилиндр, к тому же имеет ограниченный объём 2 или 4 килограмма и большие габариты, что позволяет использовать его в основном в стационарных условиях.
Заправка кондиционера фреоном по переохлаждению
Температура переохлаждения – это разница между температурой конденсации фреона определённой по таблице или шкале манометра (определяется по давлению считанному с манометра, подсоединённого к магистрали высокого давления непосредственно на шкале или по таблице) и температурой на выходе из конденсатора. Температура переохлаждения обычно должна находится в пределах 10-12 0 C (точное значение указывают производители)
Значение переохлаждения ниже данных значений указывает на недостаток фреона- он не успевает достаточно охладиться. В этом случае его надо дозаправить
Если переохлаждение выше указанного диапазона, значит в системе переизбыток фреона и его необходимо слить до достижения оптимальных значений переохлаждения.
Заправить данным способом можно с помощью специальных приборов, которые сразу определяют величину переохлаждения и давление конденсации, а можно и с помощью отдельных приборов- манометрического коллектора и термометра.
К достоинствам этого метода относится достаточная точность заправки. Но на точность данного метода влияет загрязнённость теплообменника, поэтому до заправки данным методом необходимо очистить (промыть) конденсатор наружного блока.
Заправка кондиционера хладагентом по перегреву
Перегрев- это разница между температурой испарения хладагента определённой по давлению насыщения в холодильном контуре и температурой после испарителя. Практически определяется путём измерения давления на всасывающем вентиле кондиционера и температуры всасывающей трубки на расстоянии 15-20 см от компрессора.
Перегрев обычно находится в пределе 5-7 0 C (точное значение указывает производитель)
Переохлаждение выше нормы говорит о недостатке хладагента- систему нужно заправлять до достижения требуемой величины перегрева.
Данный метод достаточно точен и его можно существенно упростить, если использовать специальные приборы.
Другие методы заправки холодильных систем
Если в системе есть смотровое окошко, то по наличию пузырьков можно судить о нехватке фреона. В этом случае заправляют холодильный контур до исчезновения потока пузырьков, делать это нужно порциями, после каждой ждать стабилизации давления и отсутствия пузырьков.
Также можно заправлять по давлению, добиваясь при этом температур конденсации и испарения указанных производителем. Точность этого метода зависит от чистоты конденсатора и испарителя.
Здесь можно посмотреть таблицу зависимости температуры испарения фреона от давления.
Проверить нехватку хладагента в простых системах можно контролируя заполненость испарителя хладагентом- в нормально заправленном кондиционере температура всей поверхности испарителя должна быть одинаковой, если есть участки с более высокой температурой, это значит фреона не хватает и его надо дозаправлять.
А вот один из самых профессиональных видеоуроков по заправке кондиционеров от компании Rothenberger.
Необходимость перегрева хладагента в процессе парообразования в испарителе
1. Необходимость перегрева хладагента в процессе парообразования в испарителе
Рассмотрим парокомпрессионный цикл с хладагентом R22 и температурой испарения +5 °С, обычно используемый при комфортном кондиционировании.
Рис. 2.7. Реальный цикл холодильной машины на T-S диаграмме
В точке 1 на входе испарителя давление составляет примерно 4,8 бара, а температура +5 °С. В точке 1 (рис. 2.7 и 2.8) жидкость начинает испаряться, и чем ближе к точке 2, тем больше в испарителе пара и меньше жидкости. Однако давление и температура по всей длине испарителя остаются постоянными. В точке 2 жидкости уже нет, есть только пар.
Однако производить сжатие в этой точке еще нельзя, так как из-за изменения, например, температуры окружающей среды, точка 2 может «плавать», сдвигаясь при этом в область парожидкостной фазы. Поступление части жидкости в компрессор может привести к гидродинамическому удару (влажный ход) и выходу компрессора из строя.
Поэтому отбор тепла производят до тех пор, пока на выходе из испарителя не произойдет перегрев пара на 5–8 К выше температуры кипения (точка 3). Этот режим называется режимом «сухого хода».
Рис. 2.8. Процесс испарения в холодильной машине
Кроме того, данный режим обеспечивает повышение холодопроизводительности холодильной машины.
Температуру испарения следует выбирать как можно выше, так как повышение температуры испарения на 1 °С ведет к повышению холодопроизводительности на 3–5 %.
Рассмотрим, что происходит с охлажденным воздухом, который с помощью вентилятора проходит через испаритель.
Пусть температура воздуха на входе в испаритель равна 22 °С, а на выходе 15 °С. Перепад температуры воздуха составляет 
, а полный перепад между температурой хладагента (5 °С) и температурой воздуха на входе составит:
.
и 
зависят от влажности окружающего воздуха. Как правило, для испарителей, охлаждающих воздух, могут быть приняты следующие значения:
= 6–10 К; 
= 16–20 К.
2. Наличие потерь в компрессоре
Потери в компрессоре возникают из-за трения, наличия мертвого объема, наличия масла в хладагенте, охлаждения встроенного электродвигателя хладагентом др. Эти потери можно уменьшить, увеличив степень сжатия и температуру сжатого хладагента до 60–70°С (линия 3-4, рис. 2.7), хотя температура конденсации должна быть около 40 °С.
Рис. 2.9. Изменение температуры по длине конденсатора
Разность между температурой конденсации и температурой окружающей среды должна быть как можно меньше, так как снижение температуры конденсации на 1 °С ведет к увеличению холодопроизводительности на 1 %.
3. Снятие перегрева и переохлаждение конденсатора
Учитывая, что для исключения потерь в компрессоре температура хладагента повышена до 60–70 °С, то при конденсации нам необходимо прежде всего снять перегрев и привести хладагент к требуемой температуре конденсации (линия 4-5, рис. 2.7).
Рис. 2.10. Процесс конденсации в холодильной машине
На вход конденсатора поступает хладагент в виде перегретого пара с температурой t = 70 °C. (точка 4, рис. 2.9 и 2.10). Воздух, проходящий через конденсатор (в конденсаторах с воздушным охлаждением), охлаждает хладагент при постоянном давлении.
Хладагент начинает конденсироваться и в точке 5 появляются первые капли жидкости. По мере приближения к точке 6 количество жидкой фракции будет увеличиваться, а в точке 6 жидкость составит 100 %. Однако дросселировать газ в этой точке нецелесообразно из-за возможных потерь при дросселировании. Потери при дросселировании определяются физическими свойствами холодильного агента, а также интервалом температур до и после дросселирования ‑ чем больше интервал, тем больше потери. Поэтому одним из способов снижения потерь является уменьшение этого интервала путем понижения температуры жидкого хладагента перед дросселированием.
Это обеспечивается переохлаждением хладагента в конденсаторе на 5–8 К относительно температуры конденсации. Процесс переохлаждения идет по лини 6-7′ (рис. 2.9), а в ряде случаев линия переохлаждения совпадает с пограничной кривой (линия 6-7). В точке 7′ давление составляет 15 бар, температура – 32–35 °С. Перепад температур воздуха, нагреваемого конденсатором, составляет 5–10 К. Температура конденсации должна быть на 10–15 К выше температуры окружающей среды.
4. Потери при дросселировании
Хотя в парокомпрессионном цикле работа расширения составляет небольшую часть работы цикла, обеспечить адиабатическое расширение крайне сложно. Поэтому применяют дросселирование с помощью терморегулирующего вентиля (ТРВ) или трубки малого сечения (капиллярной трубки). Дросселирование обеспечивает понижение давления без изменения энтальпии. Однако в процессе дросселирования реальных газов температура понижается меньше, чем при адиабатическом расширении. Это объясняется наличием частичного парообразования за счет выделения теплоты трения в процессе дросселирования. Вследствие этого снижаются полезная работа расширения и холодопроизводительность. Этот необратимый процесс идет с увеличением удельной энтропии. Следовательно, на T-S диаграмме линия процесса дросселирования пойдет не вертикально вниз (H =const), а наклонно (линия 7′-1).
Таким образом, на T-S диаграмме парокомпрессионный цикл описывается следующими процессами:
1-2 – отбор тепла от охлаждаемой среды при парообразовании (кипении) хладагента в испарителе при постоянном давлении;
2-3 – отбор тепла от охлаждаемой среды при перегреве газообразного хладагента в испарителе;
3-4 – сжатие хладагента компрессором;
4-5 – снятие перегрева хладагента в конденсаторе;
5-6 – конденсация хладагента;
6-7 или 6-7′ – переохлаждение хладагента;
7-1 или 7′-1 – дросселирование хладагента.
Удельная холодопроизводительность (на 1 кг хладагента) пропорциональна площади a-1-2-3-d-а. Затраченная работа площади – 1-2-3-4-5-6-7′-1.
Энергия, отданная конденсатором, пропорциональна сумме вышеуказанных площадей, то есть площади a-1-7′-6-5-4-3-d-а.
Увеличение холодопроизводительности за счет переохлаждения конденсатора равно площади a-1-1′-b-а.
Увеличение холодопроизводительности за счет перегрева хладагента при кипении равно площади c-2-3-d-с.
Что такое перегрев хладона
продажа монтаж сервис
Как заправить кондиционер 410 фреоном по перегреву? (заправка кондиционера)
Чтобы заправить кондиционер своими руками, нужно понять что происходит внутри холодильного контура, при включенном (работающем) кондиционере. Поэтому для начала поясню что такое перегрев:
Теоретически, согласно труда французского автора П. Котзаглоаниана:
«Перегревом пара называют разность между температурой этого пара и температурой кипения жидкости, из которой этот пар образовался, при постоянном давлении. Для испарителей перегрев пара представляет собой разность между температурой, измеренной с помощью термобаллона ТРВ, и температурой кипения, соответствующей показаниям манометра НД.
В примере перегрев составляет: 11-4=7К.»
Могу предположить, что на рисунке проиллюстрирован опыт с хладогентом R22.
Хочу пояснить, что при работе кондиционера хладагент начинает кипеть в испарителе (внутренний блок кондиционера). На выходе из испарителя он переходит в газообразную форму (т.е. жидкость полностью переходит в пар или газ), затем по мере продвижения к конденсатору хладагент продолжает нагреваться выше точки температуры кипения, т.е. он перегревается.
Перегретый пар. Перегрев
После того, как вся вода превратилась в газ или пар, добавление тепла увеличит температуру пара
и превысит температуру кипения 100оС. Любое повышение температуры пара выше температуры
кипения (100оС) называется перегревом. Пар при 107оС перегрет на 7оС
кипит при температуре 4оС в испарителе и затем температура газообразного хладагента повышается,
это значит увеличение перегрева. Если изменение фазового состояния хладагента из жидкости в газ или
пар происходит при 4оС и затем температура газообразного хладагента увеличивается до 7оС,
это означает, что он перегрет на 3оС.
Зная давление, можно по таблице определить температуру кипения R410A:
Кстати, измерения надо проводить только после 5-10 минут после включения кондиционера. Нужно чтобы фреон распредилился по контуру, и кондиционер вышел на заданный производителем режим работы.
В рассматриваемом случае в кондиционере используется фреон R410A, температура на улице 18гр.С, в комнате 25гр.С, вентилятор внутреннего блока работает на максимальной скорости.
Перегрев = 4,7-0,2=4,5 гр.С
Стоит особо отметить что если требуется частая заправка кондиционера фреоном, то это значит, что присутствуют неисправности кондиционера!
Чтобы лучше понять процессы внутри холодильной машины рекомендую ознакомиться с кратким курсом «Основы холодильной техники»
По теории вроде бы все, а теперь опишу сам процесс «заправка кондиционера фреоном»:
1 Включаю кондиционер на охлаждение.
правила расположения баллона с фреоном при заправке, в зависимости от конструкции баллона (наличие/отсутствие сифона)
3 Сразу же подключаю к сервисному порту шланг с манометром (другой конец уже подключен к баллону).
4 Устанавливаю на газовую (толстую) трубку под теплоизоляцию датчик цифрового термометра.
5 Переворачиваю вверх дном баллон с фреоном, так как нам нужна заправка жидким фреоном.
9 Температура медленно начнет понижаться до 5-11 градусов (зависит от внешней температуры воздуха), гайки и вентиль оттаивают ото льда (инея).
10 В конце процесса заправки, Вы должны наблюдать увеличение эффективности охлаждения испарителя (внутренний блок), при этом перегрев должен составлять 4-7 градуса. Значение перегрева зависит от окружающей температуры (см. табл. Зависимость значения перегрева от окружающей температуры).
11 В процессе заправки также надо проанализировать вот эту диаграмму:
Еще может пригодиться вот эта таблица:
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ НА СОСТОЯНИЕ ХЛАДАГЕНТОВ
Соотношение между температурой и давлением является одним из основных факторов, определяющих состояние хладагента как в испарителе, так и в конденсаторе, а также в обычной емкости с хладагентом. Ниже приведены более подробные объяснения влияния температуры и давления на состояние хладагента.
Кипение воды при понижении давления.
Известно, что для начала кипения воды при нормальном атмосферном давлении нужно нагреть воду до 100С. При вакуумировании фреоновой трассы кондиционера, с целью удаления паров, содержащих воду, вода, которая может находиться в трубках и испарителе, имеет температуру окружающей среды, то есть гораздо ниже 100С.
С помощью несложного опыта, можно пояснить действие вакуумирования на процесс закипания воды.
Пусть в прозрачной емкости будет вода, ее температура 30 С, емкость находится при атмосферном давлении. Понятно, что вода не кипит. Но, при подключении емкости к мощному вакуумному насосу, после начала вакуумирования видно, что вода начинает кипеть, несмотря на то, что ее температура составляет только 30С.
Это явление можно объяснить:
До тех пор, пока силы Fi и Fe уравновешены, они взаимно нейтрализуются и в сосуде ничего не происходит.
*Модель процесса кипения, не является строrо научной, но помогает в доступной форме объяснить процессы кипения и конденсации.
СОСТОЯНИЕ ФРЕОНА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ
Вакуумирование (понижение давления) внутри сосуда вызывает кипение воды.
Подогрев воды вызывает её кипение. Подогрев yвeличивает внутреннюю cилу Fi, действуюшую в жидкости.
В результате подогрева сила Fi становится больше силы Fe, внешная сила больше не может удерживать воду в сосуде и начинается ее кипение.
Итак, чтобы вызвать кипение жидкости нужно повысить внутреннюю силу (noдoгревая жидкость), или nонuзumь внешнее давление над ее свободной поверхностью (вaкумируя сосуд).
Как вызвать кипение, поливая сосуд холодной водой?
В предыдущем примере мы вскипятили воду, вакуумируя сосуд и нарушая тем самым равновесие между силами Fe и Fi.
Когда вода закипит, закроем изолирующий вентиль сосуда. Кипение полностью прекратиться.
Потому что молекулы пара, образующиеся в процессе кипения жидкости, скапливаясь над ее поверхностью, увеличивают давление в сосуде. Когда давление становится достаточным для установления нового состояния равновесия между силами Fe и Fi кипение останавливается. Кипение начинается снова, если сосуд nолить холодной водой.
СОСТОЯНИЕ ХЛАДАГЕНТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ
Небольшая масса водяных паров, содержащихся в емкости, охлаждается значительно быстрее, чем большая масса воды.
В результате пары воды сжимаются быстрее, чем жидкость, и внешняя сила Fe (действующая в паровой фазе) уменьшается быстрее, чем внутренняя сила Fi (действующая в жидкости).
Когда сила Fе становится меньше силы Fi равновесие нарушается и кипение возобновляется.
Разница в удельной массе жидкости и ее пара.
Удельная масса тела это масса едиицы объема данного тела (например, 1 литр воды имеет массу 1 килограмм).
Один литр жидкого R22 при температуре 20°С имеет массу 1,2 кг, однако 1 литр паров R22, при той же температуре и атмосферном давлении, имеет массу 0.038 кг, то есть в 1,2/0,038 = 31 раз меньшую.
при 20°С и атмосферном давлении 31 литр паров R22 имеет такую же массу, как литр жидкого R22.
В результате испарения жидкого R22 при 20°С, образующиеся пары занимают объем в 31 раз больший, чем объем жидкости, из которой они образовались.
Поэтому диаметр жидкостных линий в кондиционерах всегда меньше, чем диаметр naтрубков нагнетания (всасывания), хотя давления в двух магистралях почти одинаковы.
Соотношение между давлением и температурой.
Попробуем представить, что происходит внутри сосуда, содержащего R22 в жидкой фазе, когда его температура растет.
В первом сосуде жидкий R22 находится при температуре 20°С и манометр показывает. что давление в емкости составляет 8 бар. Если температура возрастает небольшое количество жидкости испаряется, а сама жидкость при этом расширяется что приводит к повышению уровня жидкости в сосуде и небольшому снижению объема паров.
Однако, принимая во внимание то, что для размещения объема паров, образовавшихся в результате выкипания некоторого объема жидкости, требуется пространство, примерно в 30 раз большее, чем объем, который занимала испарившаяся жидкость, пары в сосуде сжимаются и давление в нем повышается по мере того, как растет температура.
Поэтому во втором сосуде, температура которого составляет 27С манометр показывает давление 10 бар.
Если температура продолжает расти и доходит, например, до 34°С, количество паров увеличивается гораздо быстрее по сравнению с повышением уровня жидкости и давление достигает 12,2 бар.
Таким образом, при росте температуры жидкости внутренняя сила Fi увеличивается, что приводит к испарению определенного количества жидкости. Высвобождающийся за счет этого объем оказывается слишком малым для образовавшегося количества паров, происходит их сжатие, давление растет одновременно растет внешняя сила Fe, и так до тех пор, пока не установится равновесие сил Fi и Fe.
Итак, в замкнутом сосуде состояние смеси паров с порождающей их жидкостью (их называют насыщенными парами или парожидкостной смесью в состоянии насыщения) подчиняется очень точному соотношению (зависящему от природы жидкости) между температурой жидкости и давлением насыщенных паров.
Что происходит с перегревом?
Отметим, что перегрев должен быть минимально допустимым, не провоцирующий пульсаций давления на входе из испарителя. Как на испарителе охлаждения жидкости, так и на испарителе воздухоотделителя с непосредственным охлаждением воздуха, величина перегрева позволяет дать оценку степени заполнения воздухоотделителя. Проводя диагностику любой холодильной машины, основным показателем является величина перегрева (рис.83.6).
Следует всегда быть внимательными, поскольку недопустимое снижение перегрева свидетельствует о заливе испарителя жидким хладагентом, что может стать причиной возникновения губительных для компрессора гидравлических ударов. Аналогичный риск имеет место и в охладителях жидкости.
Что касается водоохлаждающих машин, то для них перегреву пара на выходе из испарителя свойственно меняться от 4 К до 8 К (рис.83.7). Если речь идет о моноблочных агрегатах, то они имеют заводскую настройку ТРВ, которую изменять не рекомендуется.
В холодильных машинах высокой производительности, компрессор, как правило, оборудуют регулятором производительности. В данных агрегатах может быть установлено несколько параллельных компрессоров. Если в одном холодильном контуре работает три компрессора, то расход хладагента меняется в зависимости от количества работающих компрессоров: 100% — 3 действующих компрессора, 66% — 2 действующих компрессора, 33% — 1 компрессор и 0% — компрессоры отключены.
Поскольку ТРВ один, то ему необходимо подавать хладагент в испаритель независимо от режима работы централи. Номинальную холодопроизводитеьность определяют тогда, когда расход хладагента составляет 100%. Исходя из этого следует, что ТРВ необходимо адаптироваться к изменениям расхода. Ему нужно поддерживать перегрев пара в указанных пределах, когда холодопроизводительность составляет 100%, 66% и 33%. При регулировании холодопроизводительности (меняется число работающих компрессоров) перегрев не остается постоянным.
По мере снижения температуры воды на входе в испаритель, датчик температуры подает команду на включение одного, а после — двух других компрессоров. ТРВ оказывается переразмеренным и испаритель начинает переполняться жидким хладагентом. Иногда ТРВ может стать причиной возникновения пульсаций давления в испарителе, соответственно, и на входе в компрессор.
В нашем случае (сравниваем рис.83.8 и рис.83.9) перегрев снижается с 6 К (производительность 100%) до 9 С – 4 С=5 К (минимальная производительность).
Теперь отрегулируем ТРВ на перегрев 6 К. При увеличении производительности перегрев снова измениться. Поэтому не следует менять заводскую настройку ТРВ самостоятельно, не понимая последствий такого вмешательства.
Если необходимо произвести настройку ТРВ на определенную величину перегрева в централи по производству ледяной воды, то выполнять ее следует при максимальной производительности централи (100%) и температуре воды на входе в испаритель равной 12 С. Не нужно настраивать ТРВ на малый перегрев, поскольку при снижении холодопроизводительности он будет уменьшаться. Необходимо всегда проверять величину перегрева, поскольку при пониженной холодопроизводительности перегрев не должен опускаться ниже 4 К.
Данная проблема не возникнет, если в централи установлен электронный ТРВ, поскольку встроенный процессор постоянно поддерживает перегрев на оптимальном уровне.
Вернемся к рисунку 83.8. Централь работается с максимальной холодопроизводительностью (задействованы все три компрессора), и перепад температур по воде равен 5 К. Известно, что расход воды через испаритель является постоянной величиной, поэтому если компрессор работает, то перепад температур по воде не может быть больше 5 К.