راهنمای طراحی و ساخت
لوله کشی سیستم های تبرید لینوکس
مقدمه
طراحی لوله کشی سیستم های تبرید لینوکس بر روی راندمان، هزینه کاربری و قابلیت اطمینان سیستم تاثیر می گذارد. طراحی لوله کشی سیستم های تبرید لینوکس شامل ظرفیت، قابلیت اطمینان، مدیریت روغنکاری، شارژ مبرد، سطح صدا، کنترل مایع مبرد و هزینه است. بنابراین ضروری است که تاثیر لوله کشی را بر سیکل تبرید بدانیم.
در بیشتر لوله کشی های معمول زیر 50 فوت، لوله کشی بر اساس سایز خروجی یونیت انجام می شود. هرچند برای مواردی که طول لوله کشی زیاد است و تفاوت ارتفاع بین یونیت خارجی و داخلی وجود دارد، باید دقت لازم صورت گیرد. با سایز زنی بهینه شده میتوان راندمان سیستم را بهبود بخشید.
محدودیت های لوله کشی سیستم های تبرید لینوکس
HFC-410A
مجموع طول معادل= 240 فوت (لوله کشی و تمام اتصالات)
توجه_ طول ها ممکن است کم یا زیاد باشد که وابسته به فاکتورهای طراحی سیستم است.
حداکثر طول خطی واقعی= 200ft
حداکثر طول خط مایع = 60ft
حداکثر طول رایزر= 125ft
تا 50 فوت: از سایز مجاز یونیت یا دستورالعمل نصب استفاده کنید.
مسیر خطی 51 تا 80 فوت: به هیتر کارتر نیاز است و TXV، non-bleed ترجیحا استفاده کنید.
مسیر خطی 81 تا 200 فوت: به هیتر کارتر و شیر انبساط non-bleed نیاز است.
بیشتر از 200 فوت: پیشنهاد نمی شود.
نکات شیر انبساط (TXV) :
(A شیرهای انبساط (TVX) باید سوپر هیت را در یونیت های هوای آزاد کمتر از 25F نگه دارند (سوپر هیت برای کارکرد درست کمپرسور بسیار مهم است).
(B در صورت نیاز شیر انبساط (TVX) را بر اساس شرایط کارکرد تعویض یا تنظیم کنید (دستورالعمل تنظیم شیر انبساط در کاتالوگ شیر انبساط موجود است).
استفاده از فیلتر درایر خط مایع ضروری است.
پیشنهاد می شود از کنترل فشار بالا و پائین (high & low switch) استفاده شود.
برای مبرد HFC-410A پیشنهاد می شود شارژ روغن بر اساس مقدار شارژ گاز باشد. (نیاز به اضافه کردن روغن به سیستم های کمتر از lbs20 نیست و برای سیستم های بیشتر از 20 پوند – 1 انس به ازای هر 5 پوند از مبرد اضافه شود)
HCFC-22
مجموع طول معادل=240 فوت (لوله کشی و تمام اتصالات)
توجه: طول ها ممکن است کم یا زیاد باشند که وابسته به فاکتورهای طراحی سیستم است.
حداکثر طول خطی200ft =
حداکثر طول خط مایع = 50ft
توجه: حداکثر ارتفاع رایزر = 125ft
تا 50 فوت: از سایز مجاز یونیت و یا دستورالعمل نصب استفاده کنید.
مسیر خطی 51 تا 80 فوت: به هیتر کارتر نیاز است و TVX ، non-bleed ترجیحا استفاده شود .
مسیر خطی 81 تا 200 فوت: به هیترو TVX ، non-bleed نیاز است.
بیش از 200 فوت: پیشنهاد نمی شود.
نکات شیر انبساط (TVX):
نکات شیر انبساط گاز R-410A را ببینید.
برای سیستم هایی که از گاز HFC-22 با خط ساکشن بیش از 50 فوت با سایز 8/7 اینچ یا کمتر استفاده می کنند، 3 انس روغن به ازای هر 10 فوت لوله کشی بیشتر از 50 فوت اضافه کنید. برای سیستم هایی با سایز خط ساکشن 8/1 1 اینچ یا بزرگتر ، 4 انس روغن به ازای هر 10 فوت سایز بیشتر از 50 فوت استفاده کنید.
اندازه گیری فشار
باید در ورودی و خروجی کویل های داخلی برای اندازه گیری فشارها برای محاسبه مقادیر سوپر هیت و سابکول، اتصال 4/1 اینچ نصب شود.
محافظت در برابر روشن شدن- برای جلوگیری از استارت های پیاپی کمپرسور از یک تایمر 5 دقیقه ای استفاده کنید.
توجه- بعضی از ترموستات ها دارای تایمر هستند.
ساید گلس– از سایدگلس برای مشاهده وضعیت خط مایع استفاده می کنند و مشخص کننده حباب در خط مایع یا مایع کامل در خط مایع است.
انتخاب سریع خط مایع
جدول 1 برای محاسبه سایز خط مایع استفاده می شود. روش زیر را برای سایز زنی خط مایع دنبال کنید:
- یونیت خود را در جدول سمت چپ پیدا کنید.
- با سایز خط مایع یونیت نصب شده شروع کنید.
- طول خط را از بالای جدول بخوانید.
- آیا حداکثر ارتفاع، نیازهای شما را برآورده می کند؟ اگر بله، ازاین سایز خط مایع استفاده کنید.
- اگر نه، سایز لوله بزرگتر را از جدول 1 انتخاب کنید.
برای ظرفیت های متغیر به جرئیات سایز زنی لوله مراجعه کنید.
| Unit | Unit
Tons |
Line
Size |
Maximum Liquid Lift − Feet | |||||||
| 012 | 1 | 5/16”
3/8” |
25
25 |
50
50 |
50
50 |
50
50 |
50
50 |
49
50 |
47
50 |
45
50 |
| 018 | 1.5 | 5/16”
3/8” |
25
25 |
50
50 |
48
50 |
44
50 |
41
50 |
37
50 |
33
50 |
29
49 |
| 024 | 2 | 5/16”
3/8” |
25
25 |
47
50 |
41
50 |
34
50 |
28
49 |
21
46 |
15
44 |
8
42 |
| 030 | 2.5 | 5/16”
3/8” |
25
25 |
45
50 |
38
50 |
30
46 |
23
43 |
15
39 |
8
36 |
NR
32 |
| 036 | 3 | 3/8”
1/2” |
25
25 |
50
50 |
46
50 |
41
50 |
36
50 |
32
50 |
27
50 |
22
50 |
| 042 | 3.5 | 3/8”
1/2” |
25
25 |
47
50 |
41
50 |
34
50 |
28
50 |
22
50 |
15
50 |
9
48 |
| 048 | 4 | 3/8”
1/2” |
25
25 |
44
50 |
36
50 |
28
50 |
20
50 |
12
49 |
4
47 |
NR
45 |
| 060 | 5 | 3/8”
1/2” |
25
25 |
36
50 |
24
50 |
12
49 |
NR
47 |
NR
44 |
NR
41 |
NR
38 |
| 072 | 6 | 1/2”
5/8” |
25
25 |
50
50 |
49
50 |
46
50 |
42
50 |
38
50 |
35
50 |
31
50 |
| 090 | 7.5 | 5/8”
3/4” |
25
25 |
50
50 |
50
50 |
50
50 |
50
50 |
50
50 |
50
50 |
48
50 |
| 120 | 10 | 5/8”
3/4” |
25
25 |
50
50 |
50
50 |
50
50 |
47
50 |
45
50 |
42
50 |
40
50 |
| 180
2−comp |
15 | 5/8” x 2
3/4” x 2 |
25
25 |
50
50 |
50
50 |
50
50 |
50
50 |
50
50 |
50
50 |
48
50 |
| 240
2−comp |
20 | 5/8” x 2
3/4” x 2 |
25
25 |
50
50 |
50
50 |
50
50 |
47
50 |
45
50 |
42
50 |
40
50 |
جدول 1
طول لوله کشی 100 فوت و بیشتر برای چیلرها توصیه نمی شود.
حداکثر طول خط مایع50ft= برای R-22 / 60ft برای R-410A
4/2 زانو به ازای هر 50 فوت
مثال 1:
سایز زنی خط مایع
داده شده: 10 تن، R-22، کندانسور بر روی سطح زمین نصب شده و یک اواپراتور 10 تن بالای سطح زمین قرار دارد (40 فوت بالاتر) و مجموع لوله کشی 100 فوت (خطی) است.
شکل 1
سایز خط مایع را از جدول 1 پیدا کنید.
راه حل:
یونیت 10 تن را از جدول سمت چپ پیدا کنید. با سایز خط مایع 8/5 شروع کنید که بر روی یونیت است. طول لوله بیش از 100 فوت است.
50 فوت ارتفاع برای این لوله کشی خط مایع مجاز بوده بنابراین 40 فوت میزان مجاز است. در صورتی که نیازهای شما را برآورده نمی کرد، نیاز به سایز برزگتر خط مایع برای یک یونیت 10 تن در جدول دارید.
انتخاب سریع خط بخار مبرد
جدول 2 برای سایز زنی خط ساکشن استفاده می شود. این دستورالعمل را برای سایز زنی خط ساکشن استفاده کنید:
- یونیت خود را در سمت چپ جدول پیدا کنید (برای گازهای R-22 و R-410A).
- این سایزها بر اساس محاسبات سریع در سمت چپ برای دستگاه های نصب در بیرون (outdoor unit) ارائه شده است.
موارد مورد نیاز برای خطوط طولانی
برای سیستم های نصب در هوای آزاد به فاصله 5-50ft فاصله عمودی از محل نصب تجهیزات داخل ساختمان، یک تله روغن باید در پائین رایزر ساکشن نصب گردد. برای ساکشن های با طول 50-100gt (تنها سیستم های خنک کننده و خط بخار مبرد بالای 50 فوت برای سیستم های هیت پمپ مجاز نیست)، تله روغن را در نیمه راه بالای رایزر نصب کنید تا سرعت ها افزایش یابد.
نکته: حداکثر ارتفاع رایزر خط بخار مبرد = 125feet
اطلاعات ارائه شده در مورد تله های روغن این متن براساس منابع قدیمی است.
جدول 2_ انتخاب خط ساکشن را ساده کرده است و انتخاب براساس تناژ، افت فشار و سایز انجام می گیرد. برای محاسبه افت ظرفیت به دلیل افت فشار در خط بخار مبرد میتوان از اطلاعات موجود در این متن استفاده کرد. فرض کنید برای هر 50ft دو زانو استفاده شده است.
Unit |
UnitTons |
Suction /VaporLine Size |
R−22PressureDropPSI/100 FT. |
R−410APressureDropPSI/100 FT. |
Preferred forVerticalVaporRisers |
Preferred forHorizontalRuns |
| 012 | 1 | 1/2”
5/8” |
13.0
3.1 |
7.8
1.9 |
X | X |
| 018 | 1.5 | 5/8”
3/4” |
6.5
2.4 |
3.9
1.4 |
X | X |
| 024 | 2 | 5/8”
3/4” |
12.0
4.2 |
7.2
2.5 |
X | X |
| 030 | 2.5 | 3/4”
7/8” |
6.0
3.1 |
3.6
1.9 |
X | X |
| 036 | 3 | 3/4”
7/8” |
8.5
4.6 |
5.1
2.8 |
X | X |
| 042 | 3.5 | 7/8”
1−1/8” |
5.9
1.4 |
3.5
0.8 |
X | X |
| 048 | 4 | 7/8”
1−1/8” |
7.8
1.9 |
4.7
1.1 |
X | X |
| 060 | 5 | 7/8”
1−1/8” |
12.0
2.8 |
7.2
1.7 |
X | X |
| 072 | 6 | 1−1/8”
1−3/8” |
4.0
1.4 |
2.4
0.8 |
X | X |
| 090 | 7.5 | 1−3/8”
1−5/8” |
2.0
0.9 |
1.2
0.5 |
X | X |
| 120 | 10 | 1−3/8”
1−5/8” |
2.4
1.4 |
1.4
0.8 |
X | X |
| 180
2−comp |
15 | 1−3/8” x 2
1−5/8” x 2 |
2.0
0.9 |
1.2
0.5 |
X | X |
| 240
2−comp |
20 | 1−3/8” x 2
1−5/8” x 2 |
2.4
1.4 |
1.4
0.8 |
X | X |
جدول 2
مثال 2:
سایز زنی خط بخار مبرد
اطلاعات داده شده: 2/1_7 تن مبرد R-22 با کندانس هوایی و محل نصب اواپراتور با 112 فوت لوله کشی، پائین تر از کندانسور است. لوله کشی شامل 20 فوت عمودی و 22 فوت حرکت افقی.
پیدا کنید: سایز خط بخار مبرد (ساکشن) را انتخاب کنید.
راه حل: 8/3_1 اینچ بر اساس جدول سایز خط ساکشن است که در جدول 2 آمده است.
جدول 2 بزرگترین سایز خط ساکشن را برای این سیستم مشخص کرده است. می توانید سایز خط افقی را به 8/5_1 اینچ افزایش دهید. این افزایش سایز خط افقی باعث کاهش افت فشار و افزایش راندمان سیکل تبرید می شود. افزایش سایز خط ساکشن برای خطوط عمودی توصیه نمی گردد.
موارد ضروری برای چیلرهای تراکمی
زمانی که طول خط مایع بیش از 80 فوت باشد باید از شیر برقی خط مایع استفاده کرد. زمانی که از شیر برقی استفاده می کنید نباید سرعت از 300 فوت بر متر تجاوز کند تا ضربه مایع در زمان بستن شیر بوجود نیاید. سایزهای خط مایع لیست شده در جدول 1 میزان سرعت 100-300 fpm را تضمین می کند.
موارد ضروری برای هیت پمپ ها
برای موارد با طول بیش از 50ft، باید هیتر کارتر کمپرسور نصب گردد (در مواردی که هیتر نصب نیست).
یک شیر انبساط (در یونیت داخل خانه) و اکومولاتور باید نصب گردد. اکومولاتور باید به درستی سایز زنی گردد و خط ساکشن بین شیر معکوس کننده و کمپرسور قرار می گیرد.
حداکثر طول رایزر خط مایع نباید از 50ft برای گاز R-22 و یا 60ft برای R-410A تجاوز کند. افت فشار در خط مایع می تواند باعث افت فشار تا حداکثر 30psi برای گاز R-22شود. (برای سیستم های R-410A ، 40-45psi) حداکثر ارتفاع خط ساکشن نباید از 50 فوت برای R-22 و یا 60ft برای R-410A تجاوز کند. باید سایز زنی به صورتی انجام گیرد که سرعت مناسب برای برگشت روغن در نظر گرفته شود .
تئوری
برای طراحی لوله کشی تبرید باید 3 نکته اولیه را در نظر بگیرید:
- قابلیت اطمینان سیستم
- راندمان سیستم
- هزینه
ویژگی های قابل انتظار برای هر چیلر تراکمی در جدول زیر لیست شده است:
جدول 3
راه های زیادی برای طراحی لوله کشی سیستم های تبرید لینوکس وجود دارد که می تواند بر قابلیت اطمینان کمپرسور تاثیر بگذارد. بسیاری از کمپرسورها در معرض رقیق شدن روغن در اثر برگشت مایع و یا ضربات مایع مبرد هستند. بزرگ انتخاب کردن خطوط مایع باعث افزایش مقدار مبرد در سیستم شده که باعث افزایش پتانسیل این مشکل ها می شود.
کوچک گرفتن سایز خط مایع نیز باعث بوجود آمدن گاز فلش قبل از شیر انبساط می شود که نتیجه این اتفاق کمبود مبرد در اواپراتور و کاهش ظرفیت و یخ زدن اواپراتور و یا سوپرهیت بالای ساکشن است.
خطوط ساکشن نیز باید به درستی سایز زنی گردد. بزرگ گرفتن سایز ساکشن باعث کاهش سرعت گاز برگشتی و روغن برگشتی به کمپرسور می شود. کوچک گرفتن خطوط ساکشن نیز باعث کاهش ظرفیت و افزایش سوپرهیت می شود.
خطوط مبرد طولانی باید به دقت انتخاب و طراحی گردد. بیش از اندازه بودن طول باعث کاهش ظرفیت و مشکل در قابلیت اطمینان سیستم می شود.
بزرگترین مشکل افت فشار در خط ساکشن بروز می کند. هر افت فشاری در این قسمت باعث کاهش ظرفیت و راندمان سیستم می شود. افت فشار مورد تائید در خط ساکشن 3psi برای گاز R-22 و 5psi با گاز R-410A است. در خطوط طولانی ، افت فشار می تواند از این مقادیر بیشتر شود.
هرافت فشاری در خط مایع باید در خطوط عمودی در نظر گرفته شود . این افت فشار باید به افت اصطکاک در خط مایع اضافه گردد تا افت فشار کل در خط مایع بدست آید. حداکثر میزان افت فشار مورد قبول در خط مایع 30psi برای R-22 و 35psi برای R-410A است.
روغن
روغن از تمام کمپرسورها خارج و به همراه مبرد در سیکل تبرید، سیرکوله می گردد. روغن باید برای روغنکاری مناسب قطعات به کمپرسور بازگردد. خطوط ساکشن باید به دقت سایز زنی گردد تا مشکلات برگشت روغن ار تعدیل کند.
برای سیستم های با کندانسور خارجی با 5-50ft بالاتر از یونیت داخلی، یک تله باید در پائین ترین قسمت رایزر ساکشن قرا گیرد. برای خطوط ساکشن رو به بالا از 50-100ft (تنها در یونیت های سرمایشی و این مقدار در هیت پمپ ها نباید از 50ft تجاوز کند) یک تله دیگر در نیمه راه نصب می شود. برای ساکشن های بیشتر از 100ft باید در 3/1 مسیر، تله نصب گردد.
برگشت روغن نکته ای اساسی در سیکل های تبرید است.
که همراه مبرد از کمپرسور خارج شده و در اواپراتور جدا میگردد. روغن باید به همراه مبرد بخار به کمپرسور بازگردد. حداقل سرعت باید 800fpm (تقریبا) در خطوط افقی 200fpm (تقریبا) در خطوط عمودی باشد.
در سیستم هایی با گاز R-22 با طول خطوط بیش از 50ft و سایز خط ساکشن 8/7 اینچ یا کوچکتر باید 3 انس روغن به ازای هر 10 فوت طول لوله بیش از 50ft به سیستم اضافه شود.
به سیستم های با گاز R-410A روغن اضافی، اضافه نکنید.
حداقل زمان مجاز کارکرد کمپرسور می تواند به برگشت روغن به کمپرسور کمک کند. در موارد کاربرد هیت پمپ ها، حداقل زمان کارکرد کمپرسور باید 4 دقیقه باشد.
طول معادل
هر شیر، اتصال و انشعابی دارای افت فشاری است. بنابراین می توان با محاسبه افت فشار، طول معادل با آن اتصال را بدست آورد. جداول افت فشار و سایز زنی بر اساس افت فشار در 100ft طول لوله کشی تنظیم شده است. افت فشار اتصالات و شیرهای معمول در جدول زیر نشان داده شده است.
