دسته های مرتبط

گاز پروپان (R290) و پروپن (R1270) در کمپرسورهای سمی هرمتیک

متن زیر در مورد اطلاعات تکنیکی مقایسه گازهای هیدروکربنی با مبردهای فریونی است. همچنین در مورد کاربرد R290  و R1270 در کمپرسورهای سمی هرمتیک (نیمه بسته) در تبرید صنعتی، تهویه مطبوع و هیت پمپ ها صحبت می کنیم. بیشتر هیدروکربن ها دارای خواص مورد پسند به عنوان مبرد هستند هر چند شعله ور شدن سریع این گاز را نیز باید در نظر گرفته شود. برای کارکرد با این سیستم ها باید اطلاعات کافی در مورد مبردهای گروه A3 داشت و نکات ایمنی را در نظر گرفت.

اطلاعات این متن برای کاربرد گاز ایزوبوتان R600a نیز است. R600a یک گاز مناسب به ویژه برای کاربردهای دما بالا برای مثال هیت پمپ ها با دمای کندانس تقریبی 110 درجه سانتی گراد است. هر چند به دلیل کاربرد ویژه باید در انتخاب کمپرسور نیز دقت کافی داشت.

به دلیل ایمنی بالای گازهای فریونی (HFC و HCFC) این مبردها کاربرد زیادی پیدا کرده و کاربردهای چیلر تراکمی و صنعتی توسعه پیدا کردند. مبردهای هیدروکربن به دلیل قدرت آتش پذیر بودن تنها در سیستم های ویژه استفاده می شوند. به دلیل تقاضا برای مبردهایی که دارای آسیب به لایه ازون نباشند و دارای خواص ترمودینامیکی مناسبی نیز باشند. همچنین به دلیل سازگاری با مواد و روغن ها، این مبردها وارد رقابت با مبردهای HFC شدند. در مقایسه با بیشتر مبردهای HFC، قابلیت شعله وری هیدروکربن ها یک عیب است.

ویژگیهای R290  و R1270  و طراحی سیستم

خواص شیمیایی و فیزیکی R290 و R1270

  • بدون هالوژن هستند.
  • بدون پتانسیل آسیب به لایه ازون هستند.
  • سمیت پائین دارند (TLV 100 PMM).
  • آتش پذیر هستند.

محدودیت بالا/ پائین آتش پذیری: برای R1270

2.0/ 11.1% حجم در هوا

  • در زمان تماس با فلزات معمول و الاستومرها با این مواد ترکیب نمی شوند. در استفاده از آلیاژ دارای منیزیم و زینک با بیش از 2% خودداری کنید.
  • برای ایزوبوتان (R600a)، الاستومرها ممکن است باعث مشکل شوند.
  • قابلیت انحلال بسیار بالا برای تمام روغن های معمول ممکن است باعث کاهش ویسکوزیته روغن به ویژه در کاربردهای دما پائین و فشار ساکشن با V شود.

نکات

  • از روغن با ویسکوزیته بالا و ویژگی های خوب روغنکاری استفاده کنید.
  • شارژ گاز را تا حد امکان کم انجام دهید.
  • از هیتر کارتر با سایز بزرگ استفاده کنید.
  • در صورت نیاز شیر برقی در خط مایع و شیر یکطرفه در خط دیسچارج گاز داغ جهت جلوگیری از مخلوط شدن روغن و گاز و مایع شدن گاز در اواپراتور و ساکشن و سرسیلندرها استفاده کنید.
  • کمپرسور را در محیط با دمای مناسب نصب کنید یا آن را عایق کنید.
  • در موارد افزایش فشار ساکشن در هنگام خاموشی کمپرسور و خاموشی های طولانی مدت:
  • کنترل فشار پائین یا لوپرشر (cut out) را مقدار کمی پائین تر از فشار تبخیر در هنگام کارکرد تنظیم کنید.
  • سیستم پمپ دان اتوماتیک را ترجیحا برای سیکل استفاده کنید.
  • از کارکرد کمپرسور در حالت وکیوم (خلا) خودداری کنید.

برای اطمینان از سوپرهیت ساکشن مناسب (دمای گاز دیسچارج باید حداقل 20k بالاتر از دمای کندانس باشد) برای کاربردهای دما متوسط، چیلر تراکمی و هیت پمپ ها، از یک مبدل حرارتی بین گاز ساکشن و خط مایع استفاده کنید.

  • برای ایمنی در برابر –کارکرد تَر- می توانید از شیرهای انبساط الکترونیک (EEV) و اکومولاتور خط ساکشن استفاده کنید.
  • هیدروکربن ها به خوبی با روغن ها حل می شوند.

مقدار زیاد آلودگی می تواند در کمپرسور و کنترل کننده ها جمع شوند.

  • حداکثر تمیز کردن خطوط مبرد و تجهیزات را انجام دهید.
  • جوشکاری را تحت شرایط ایمن و با استفاده از نیتروژن خشک انجام دهید.
  • تمیز کردن خطوط را مطابق استاندارد DIN8964 یا استاندارهای مشابه انجام دهید.
  • در ساکشن کمپرسور، فیلتر ساکشن نصب کنید.
  • گازهای R290 و R1270 ( با درجه خلوص بالا) بدون وجود ناخالصی تمایل به اسیدی شدن ندارند.

باید به محتوای رطوبت سیکل تبرید نیز توجه کنید.

  • از مبرد با حداقل گازهای غیر قابل تقطیر و بدون ادیتیو (افزودنی ها) استفاده کنید.
  • از ورود رطوبت و گازهای غیرقابل تقطیر به سیکل تبرید خودداری کنید.
  • سایز فیلتر درایر تا حد امکان بزرگ باشد و مطابق دستورالعمل های سازنده رفتار کنید.
  • ترجیحا از نشانگر رطوبت (سایدگلس) استفاده کنید که میزان خشکی سیکل (<50 ppm) را نشان دهد.
  • برای تست نشتی و تست با فشار بالا، استفاده از نیتروژن خشک توصیه می شود.
  • از پمپ های وکیوم دو مرحله ای (5 mbar) با اتصال بزرگ در محل وصل شدن به سیکل تبرید استفاده کنید.

جدول خواص گاز R290 و R1270 در مقایسه با گاز R22 و گازهای HFC

خواص ترمودینامیکی R290

گاز R290 دارای خواص ترمودینامیکی خوب و انرژی کم مورد نیاز در حین کمپرس کردن توسط کمپرسور است. سطح فشار و ظرفیت حجمی مبرد بسیار شبیه به گاز R22 است هر چند تفاوت زیادی در آنتروپی، دانستیه، جرم جریان و دماهای کارکرد است. همچنین دارای تفاوت های زیاد در مقایسه با R404A / R507A ،R134a  و R410A است.

  • آنتالپی تبخیر بالا

( در -10/40 c تقریبا 1.7 برابر در مقایسه با R22 و 2.5  برابر در مقایسه با R404A و R507A است.)

  • جرم جریان مبرد کمتر

(در ظرفیت برودتی ایده آل، تقریبا %55-60 در مقایسه با گاز R22 و %40 در مقایسه با R404A/R507A است.)

  • دارای دانستیه بخار و مایع پائین است.
  • افت فشار در لوله کشی و مبدل های حرارتی کم است.
  • انتقال حرارت خوب، در میان دیگر مبردها به دلیل تشدید جوشش و انحلال خوب روغن (فیلم روغن نازکتر تشکیل می شود)
  • دمای روغن و گاز دیسچارج خیلی پائین است. (انحلال مبرد با روغن در سوپرهیت پائین گاز ساکشن یا کارکر با نسبت تراکم پائین بالا است.)
  • دمای بحرانی بالا (96.7 درجه سانتی گراد)

 

سطوح فشار گاز R290 وR1270  در مقایسه با گاز R22 و گازهای HFC

سطوح فشار گاز R290 و R1270  در مقایسه با گاز R22 و گازهای HFC

ضوابط طراحی

ابعاد یکسان خط مایع با R22  دارد. (حجم مایع در جریان بیشتر اما افت فشار کمتر به دلیل دانستیه کمتر)

  • پتانسیل شارژ گاز حداقل (به 40-60% در مقایسه با مبردهای فریونی)

که به دلیل دانستیه مایع کمتر و امکان کاهش سطح مقطع مبدل ها، لوله گاز ساکشن و لوله دیسچارج گاز داغ است.

  • مبدل های حرارتی (اواپراتور، پخش کن، طول لوله و سایز لوله ها و شیرهای انبساط) و دیگر اجزا براساس نسبت جرمی و نسبت حجم انتخاب شود.
  • ترجیح داده می شود از مبدل های حرارتی بین خط مایع و خط گاز ساکشن استفاده شود. سوپرهیت گاز ساکشن (ورودی کمپرسور) تفریبا 20k در شرایط طراحی سیستم در نظر گرفته شود.
  • ترجیح داده می شود که ظرفیت، ضریب عملکرد (cop) و تمرکز مبرد در روغن در دماهای بالاتر کاهش یابد.

ظرفیت سرمادهی حجمی مبردهای مختلف در مقایسه با R290

ظرفیت سرمادهی حجمی مبردهای مختلف در مقایسه با R290جریان حجمی گاز ساکشن مبردهای مختلف در مقایسه با R290

خواص ترمودینامیکی R1270

گاز R1270 همچنین دارای خواص ترمودینامیکی مورد قبولی است و انرژی مورد نیاز برای کمپرس کردن گاز در کمپرسور پائین است. هر چند در مقایسه با R290 و R22، سطوح فشار و ظرفیت حجمی مبرد بالاتر است.

  • آنتالپی تبخیر بالا

(در -10/40 c تقریبا 1.7 برابر بیشتر نسبت به R22 و 2.5 برابر نسبت به R404A/R507A است)

  • جرم جریان مبرد کم است.

(در مقایسه با R22 دارای 55-60% و در مقایسه با R507A/R404A  دارای %55-60 در شرایط ظرفیت برودتی برابر است.

  • دانسیته های مایع و بخار پائین است.
  • افت های فشار در لوله کشی ها و مبدل های حرارتی پائین است.
  • مقادیر انتقال حرارت در مقایسه با دیگر مبردها بهتر است و دارای انحلال خوب روغن است (فیلم روغن نازکتر).
  • دمای گاز دیسچارج و روغن در مقایسه با R22 پائین تر است اما از R404A/R507A بالاتر است. ریسک رقیق شدن مبرد در روغن با سوپرهیت پائین گاز ساکشن یا کارکرد با نسبت های فشار کم بالا می رود.
  • دمای بحرانی بالاتر (1 c) هر چند کمی کمتر از R22 است.

جریان حجم مایع مبردهای مختلف در مقایسه با R290 ص 7 شکل 6- جرم جریان مبردهای مختلف در مقایسه با R290

جریان حجم مایع مبردهای مختلف در مقایسه با R290
جرم جریان مبردهای مختلف در مقایسه با R290 ضوابط طراحی

  • در مقایسه با گاز R22 (جریان حجمی خط مایع بیشتر است اما افت فشار کمتر است زیرا دانستیه کمتر است)
  • شارژ مبرد حداقل تقریبا %40-60 در مقایسه با مبردهای فریونی است که به دلیل دانسیته پائین تر مایع و امکان کاهش سطح مقطع مبدل حرارتی و خطوط ساکشن و دیسچارج.
  • مبدل های حرارتی (اواپراتور،طول لوله و سایز لوله ها) اکسپنشن ولوها و دیگر تجهیزات را بر اساس نسبت جرمی و نسبت حجمی انتخاب کنید.
  • ترجیح داده می شود که از مبدل های حرارتی بین خط مایع و خط ساکشن در کاربردهای دما متوسط، چیلرهای تراکمی و کاربردهای هیت پمپ استفاده کنید.

در ظرفیت و ضریب عملکرد (COP) و کاهش تمرکز مبرد در روغن در کاربردهای دما بالا بهینه است.

  • به دلیل بالا بودن دمای نقطه بحرانی، R1270 برای استفاده در دماهای کندانس بالاتر نسبت به R410A، R407A/F،R404A/R507A  مناسب است اما به خوبی R290 یا R22 نیست.
مقدار تقریبی تغییرات جریان حجمی برای کاربردهای مختلف

مقدار تقریبی تغییرات جریان حجمی برای کاربردهای مختلف

تکنولوژی کمپرسور

کمپرسورهای سیلندر پیستونی و کمپرسورهای اسکرو بیتزر برای گاز پروپان (R290) و پروپن (R1270) با hazardous zone2 مشخص می­ شوند و مشخص کننده این است که سیستم مطابق با قوانین استاندارد طراحی شده است.

کمپرسورهای نیمه بسته (سمی هرمتیک) بیتزر برای گاز R290 یا R1270 به صورت ویژه طراحی شده اند تا بتوانند با گازهای هیدروکربن کار بکنند. این کمپرسورها با کمپرسور گازهای HFC و HCFC در تجهیزات الکتریکی و تجهیزات ایمنی و شارژ روغن و سیستم روغنکاری دارای تفاوت هستند. این کمپرسورها با کمپرسورهای هیدروکربنی با حرف P در سریال آنها مشخص می شود.

  • کمپرسورهای سیلندر پیستونی نیمه بسته (سمی هرمتیک) بیتزر

برای مثال: 6FEP-50P

  • کمپرسورهای اسکرو نیمه بسته (سمی هرمتیک) کمپکت بیتزر

برای مثال CSH8573-140P

روغن های کمپرسور

به دلیل قابلیت بالای انحلال پذیری R290 و R1270  در روغن های معمولی، کمپرسورهای BITZER R290/R127 با یک روغن ویژه شارژ می شوند که دارای خواص ویسکوزیته بالا باشد.

انحلال پذیری، طراحی و حالت های کارکرد و کنترل کمپرسور و سیستم نیاز به توجه ویژه دارد. سوپرهیت پائین یا ناکامی در کارکرد و گرمای ناکافی هیتر کارتر در حین خاموشی کمپرسور باعث کاهش ویسکوزیته روغن در کمپرسور می شود. این پدیده باعث کاهش راندمان، خوردگی سنگین قطعات متحرک، افزایش فرار روغن و فوم شدن روغن می شود. دمای گاز دیسچارج باید حداقل 20K بالاتر از دمای کندانس باشد.

  • از کاهش دمای روغن و افزایش فشار ساکشن در هنگام توقف کمپرسور جلوگیری کنید.
  • از نصب هیتر کارتر و در صورت ضرورت، سیستم پمپ دان اطمینان حاصل کنید.
  • از تغییرات فشار ساکشن سریع جلوگیری کنید. در صورت مخلوط شدن مبرد و روغن، خوردگی قطعات مکانیکی بوجود خواهد آمد.
  • از تغییرات سریع فشار ساکشن جلوگیری کنید. ریسک فوم شدن روغن در جداکننده روغن!
مقایسه راندمان R290/R22  (T=20kΔ) با کمپرسورهای نیمه بسته خنک شونده با گاز ساکشن (suction gas cooled) مقایسه راندمان R22/R1270 (T=20kΔ) با کمپرسورهای نیمه بسته خنک شونده با گاز ساکشن (suction gas cooled)

مقایسه راندمان (R290/R22 T=20kΔ) با کمپرسورهای نیمه بسته خنک شونده با گاز ساکشن (suction gas cooled)
مقایسه راندمان (R22/R1270 T=20kΔ) با کمپرسورهای نیمه بسته خنک شونده با گاز ساکشن (suction gas cooled)

رفتارهای راندمان و محدودیت های کاربرد

ظرفیت برودتی R290 کمتر از R22 است. در مقایسه با R1270 دارای ظرفیت برودتی بیشتر و در یک سطح با R507A/R404A است. ضریب عملکرد (COP،R290 و R1270) تنها مقدار کمی با R22 دارای تفاوت است بنابراین برای دماهای متوسط، سردخانه و چیلر تراکمی بهتر از R404A/ R507A است. هر چند تاثیر سوپرهیت گاز ساکشن در R290 و R1270 بیشتر از R22 است و به این دلیل است که از مبدل حرارتی بین خط ساکشن و خط مایع استفاده می شود. هر چند در کاربرد گاز R1270، دمای گاز دیسچارج و روغن بالاتر بدست می آید و نسبت های فشار افزایش می یابد (که برای کاربردهای دما پائین و دمای کندانس بالا مناسب است.)

محدوده کاربرد R290 برای کمپرسورهای نیمه بسته سیلندر پیستونی محدوده کاربرد R1270 برای کمپرسورهای نیمه بسته پیستونی

محدوده کاربرد R290 برای کمپرسورهای نیمه بسته سیلندر پیستونی
محدوده کاربرد R1270 برای کمپرسورهای نیمه بسته پیستونی

نکات ایمنی

جعبه ترمینال باید به صورتی طراحی گردد که دارای کلاس حفاظتی IP54 یا بالاتر باشد.

تجهیزات حفاظتی

کمپرسورهای سیلندر پیستونی: SE_BS/SE_B1

کمپرسورهای اسکرو: SE_C2/SE_E2/SE_E1

استفاده از اینورتر فرکانس خارجی (FI) برای کنترل سرعت

FI را در تابلو برق خارجی نصب کنید. از کابل های شیلددار بین FI و کمپرسور و گلندهای کابل پیچی فلزی استفاده کنید.

پرشر سوئیچ روغن/کنترل سطح روغن

کنترل سطح روغن OLC_K1 (کمپرسورهای سریCE45/ CE3 )، پرشر سوئیچ روغن الکترونیک دلتا PII (کمپرسورهای سریCE8/BE6/BE5 )، کنترل سطح روغن چشمی OLC_D1_S (کمپرسورهای اسکرو CSW/ CSH) و OLC_D1_D (جداکننده روغن برای کمپرسورهای اسکرو) به عنوان آپشن وجود دارد. این تجهیزات با IP54 یا بالاتر استفاده می شوند.

کمپرسورهای R290  و R1270 به یک شیر اطمینان مجهز هستند.

نکات نصب و نگهداری

  • برای اتصالات لوله ها از استاندارد EN378_1 استفاده کنید.
  • از لوله مویی استفاده نکنید. لوله های فلزی یا لوله های فلکسیبل را به کار ببرید.
  • در هنگام جوشکاری از نیتروژن خشک با فشار ناچیز در سیکل استفاده کنید.
  • برای تست نشتی از نیتروژن خشک استفاده کنید یا از هوای خشک.
  • در هنگام شارژ گاز در داخل ساختمان از سیستم تهویه مناسب استفاده کنید.
  • به دلیل دانستیه پائین مایع، مقدار شارژ مبرد خیلی کمتر از R22 یا R404A است (نسبت به وزن).

حداکثر مقدار شارژ به ازای هر 1dm3 از حجم ( دردمای مایع 20 درجه)

R22_>1.09kg//R404A_>0.96kg

R290_>0.45kg//R1270_>0.46kg

  • در صورتی که از فیلتر ساکشن استفاده می کنید، بعد از تقریبا 100 ساعت، فیلتر را عوض کنید.

تغییر از (HFC و HCFC) به R290 یاR1270

تغیر سیستمی با گاز R22 یا R404A/R507A به این دو گاز هیدروکربن امکان پذیر است اما باید اجزای سیکل تبرید و تجهیزات و روغن را در نظر گرفت و باید به نکات ایمنی گازها (مبردها) ی گروه A3 توجه ویژه ای کرد.

کاربرد مبرد مطابق DIN8960

جدول مشخصات گازR1270  وR290  مطابق DIN8960

جدول مشخصات گاز R1270 و R290 مطابق DIN8960


منتشر شده در :// نویسنده:mehrspand

contact

شهرک صنعتی چهاردانگه. خیابان ۱۷. پلاک ۱۰
شماره تماس:
09123873563
021-43855203

ایمیل پشتیبانی : info@mehrespand.ir
facebook google instagram twitter aparat pinterest

about us

این شرکت با استفاده از استانداردهای معتبر جهانی تحت عنوان,ASHRAE-15مقررات و ایمنی تبرید مکانیکی ASAB9.1 و قوانین ASMEجهت مخازن تحت فشار در زمینه تاسیسات برودتی توانسته است بهترین راهکارهای تعمیر، سرویس، راهبری و تامین قطعات دستگاههای تهویه مطبوع را ارائه نماید و نیز با بهره گیری از توان علمی و تخصصی و دانش فنی روز دنیا نسبت به ارائه مشاوره و راهنمائی محققین ،دانشجویان و علاقه مندان به این رشته را فراهم نماید. علاقه مندان جهت دریافت هر گونه پاسخ در این زمینه با گروه مشاورین شرکت تماس حاصل نمایند.

mehrspand


تمامی حقوق مادی و معنوی این وبسایت محفوظ است 2008-2015