Длинная трасса кондиционера что делать
Минимальная длина трассы: мифы и реальность
Минимальная длина трубопровода существует, если производитель это оговаривает в инструкции по монтажу! Не ленимся заглядывать в инструкцию!
Каких негативных моментов опасаются СОЗНАТЕЛЬНЫЕ монтажники при получении короткой трассы 1..1,5 м:
• Передача вибраций от наружного блока к внутреннему
• Возможность гидроудара компрессора при определенных температурах при использовании
• Возможность обмерзания испарителя при определенных температурах, степени загрязнения либо скорости вращения фан-вентилятора
Насколько удалось собрать информации, у Fujitsu, например, это 3 метра для наружных блоков мощностью выше 5. 7 кВт. Для кондиционеров с мощностью ниже, а также инверторных, допускает 0 м (т.е. в инструкции попросту не указывается).
Снизить скорость движения фреона в жидкостной трубе нужно для того, чтоб жидкий фреон, входя в испаритель, успевал полностью превратиться в газ (чтоб в испарителе значение перегрева было оптимальным) и тем самым исключалась возможность попадания жидкого фреона через линию всасывания в компрессор при определенных неблагоприятных условиях (например, когда прохладно в помещении).
Теперь рассмотрим, такой важный параметр как количество фреона.
Существует утверждение, что не так важна длина трассы, как количество фреона.
Чисто математически, если трасса меньше расчетной 5-ти метровой, то наружный блок фактически перезаправлен, т.к. жидкостная труба исходя из расчетной 5-ти метровой длины должна вмещать в себя определенный объем фреона. Получается, что при ее укорочении неизменившийся объем жидкого фреона (т.к. объемная производительность компрессора у старт-стопных моделей является неизменной жидкости – вещества несжимаемые) заполнит часть испарителя, тем самым уменьшив и так небольшую зону перегрева, фактически несколько приближая точку начала образования обмерзания. Получается, что при постоянном объеме жидкого фреона объем «сосуда» (холодильного трубопровода) уменьшен – отсюда вытекают последствия и их тяжесть определяется величиной этой перезаправленности.
Сколько лишнего фреона остается при укорочении трассы (например, трасса = 1,5 м, а блок заправлен на 5 м = 700 гр фреона), можно высчитать:
Т.е. перезаправка составляет около 10%. А если это будет не настенный сплит, а полупромышленный кондиционер, заправленный из расчета на 15 м трассу, а реально трасса будет 2 м, что тогда?
Не закапываясь в термодинамику и компрессионный цикл, можно сказать, что это не очень хорошо. Да, это не будет причиной мгновенной смерти компрессора, но и здоровья это ему точно не прибавит. При неблагоприятном стечении обстоятельств, а они бывают довольно часто (например, трасса короткая, а кондиционер эксплуатируется долгое время с грязным внутренним блоком, или с малой скоростью внутреннего вентилятора при не высокой температуре в помещении, или вдобавок еще и подобран с хорошим запасом холодопроизводительности), есть шанс, что не испарившийся в испарителе фреон в жидком состоянии устремится через линию всасывания в компрессор и спровоцирует гидроудар и, как следствие, клин компрессора.
Вывод – при аномально короткой трассе повышается вероятность резкого сокращения ресурса вплоть до выхода кондиционера из строя! Это относится к системам с капиллярной трубкой в качестве дросселирующего элемента, к системам с электронным регулирующим вентилем (ЭРВ) это не относится, т.к. такая система может регулировать степень заполнения испарителя жидким фреоном и имеет инверторное управление производительностью компрессора.
Стоит также поинтересоваться у представителей производителя или в документации, какое влияние оказывают и как учитывать количество поворотов при определении масимальной длины трассы. Не забывайте, что изгибы и повороты увеличивают эквивалентную длину трассы. Для фреона падение скорости под влиянием гидросопротивления от поворота 90 град все равно, что лишние 50..100 см трубы (в основном, это относится к впаиваемым уголкам-соединителям 90 град, плавный же поворот дает гораздо меньшее сопротивление). Некоторые производители дают рекомендации – максимальная длина трассы с поправкой на изгибы, принимая один 90 град. изгиб за 1 м трассы. То есть, если максимальная допустимая длинна трассы 15 м, а по ходу трассы имеется три 90 град. изгиба, то больше 12 м трассы делать не рекомендуется, иначе будут сложности с возвратом масла, компрессор будет тяжело.
Помните, когда указываются параметры длинна Х метров и перепад высот Y метров, то имеется ввиду что-то одно – либо Х, либо Y, а X длинна + Y перепад = все равно что трасса длинной Х х 2, грубо говоря.
А на практике 90 % кондиционеров устанавливаются с длинной трассы 1,5..2 метра, в том числе по схеме «бутерброд», т.е. внутренний и наружный блоки расположены сразу друг за другом через стену, при этом длина трассы при таком монтаже от 80 см до 120 см.
А в курортных домиках, строительных и торговых вагончиках с тонкими стенами из металла или профлиста и того меньше – встречаются трассы 5..10 см – и работает по несколько лет нормально при полном отсутствии ухода. Критических случаев скорого выхода из строя особо не наблюдалось, но все же жизни кондиционеру это никак не продлевает, т.к. думаю, что все-таки небольшие «сгустки», состоящие из жидкого фреона, проскакивают время от времени и компрессор получает небольшие удары, так сказать «микроинсульты».
Еще один момент из термодинамики поведения фреона. При трассе 5 метров, и заправке по шильдику, в случае низкой температуре в помещении (серверная, любое изолированное помещение с минимальными теплопритоками), фреон в жидкой фазе может быть в том же месте трассы, что и при перезаправке при короткой трассе! И ничего с этим не поделаешь, т.к. температура снаружи и внутри может меняться в широких пределах.
На рисунке – 4 шт «бублика».
Не подлежит сомнению одна единственная истина, от которой следует отталкиваться – если придерживаться рекомендаций производителя относительно КОЛИЧЕСТВА фреона, необходимого для качественной работы, то не нужно ломать голову над всеми этими вопросами, гадая, произойдет ли что-то от 10..15% перезаправки или нет, надо ли крутить «бублики» или нет. Нужно всего лишь ОТРЕГУЛИРОВАТЬ КОЛИЧЕСТВО ФРЕОНА!
Короткая трасса – есть шанс передачи вибраций по трубе, имеется факт перезаправки – пусть она небольшая, но есть. А то, насколько критична эта перезаправка, это уже другой вопрос. Понятно, что это уже аномальная ситуация и при холодной погоде шанс не полного испарения фреона увеличивается в разы, особенно на кондиционерах мощнее «12», «18».
Чем короче трасса, тем больше холодопроизводительность испарителя при прочих равных условиях, тем больше шанс обмерзания испарителя при неблагоприятных температурных режимах.
Каким может быть расстояние между наружным и внутренним блоками кондиционера
Наружный и внутренний блоки кондиционера размещают на разном расстоянии друг от друга. От чего зависит этот параметр и насколько он критичен для климатических установок?
Как работает кондиционер
В кондиционере хладагент (фреон) циркулирует по замкнутой системе. Непрерывный процесс его перехода из одного агрегатного состояния в другое обеспечивает охлаждение воздуха в помещении. В газообразном состоянии фреон поглощает тепло, а в жидком – отдает. При этом конденсация хладагента происходит при высоких показателях давления и температуры, а кипение – при низких.
Процесс происходит следующим образом.
В испарителе хладагент находится в парообразном состоянии. Его всасывает компрессор (участок 1-1) и сжимает до 15–25 атмосфер. В результате температура пара повышается до +70÷90 °С.
Из компрессора горячий пар направляется в конденсатор (участок 2-2), где охлаждается до температуры 10÷20 °С выше температуры атмосферного воздуха, конденсируется и превращается в жидкость.
Конденсатор находится в наружном блоке, его размер подбирается таким образом, чтобы весь поступивший в него пар успел перейти в жидкость.
Из конденсатора жидкий хладагент при высоком давлении и температуре попадает в регулятор потока. Здесь давление резко падает, небольшая часть жидкости испаряется, остальная попадает в испаритель (точка 4), где нагревается от воздуха в помещении, в котором установлен внутренний блок. Жидкость закипает и переходит в парообразное состояние. Далее процесс повторяется.
Что будет происходить в кондиционере при слишком короткой или, наоборот, слишком длинной протяженности фреоновой магистрали?
Короткая протяженность магистрали
Производители далеко не всегда указывают минимально допустимую протяженность фреоновой магистрали, но опытные монтажники рекомендуют делать ее не короче трех метров.
Дело в том, что при более короткой длине трассы фреон в испарителе может не успеть полностью перейти в газообразное состояние. Он продолжит кипеть в трубе магистрали, в жидком состоянии попадет в компрессор, что приведет к гидродинамическому удару. В результате поломаются клапаны и другие детали компрессора.
Есть несколько аргументов «против» магистралей короче трех метров:
Длинная протяженность магистрали
Изготовители указывают производительность своих кондиционеров и максимально допустимую протяженность фреоновой магистрали. Эти параметры тесно связаны: чем выше производительность по холоду, тем большей может быть длина трассы. Так, для моделей производительностью 2,5 кВт предельная протяженность магистрали не превышает 20 м, а для полупромышленных кондиционеров производительностью 8 кВт она может достигать 50 м.
При этом есть одна важная деталь: показатели производительности указывают для оптимальной длины магистрали – 7,5 м. При увеличении протяженности трассы цифры меняются.
Примером падения производительности могут выступить следующие показатели:
Длина магистрали, м
Падение производительности в % для кондиционеров с разными значениями холодопроизводительности
Кондиционеры с длинными трассами
Кондиционеры обладают одним важным параметром – максимальная длинна от наружного блока до внутреннего. Причем в жизни этот параметр часто становится главным при выборе сплит системы. Чем больше производительность кондиционера по холоду – тем большую длину трассы кондиционера допускает производитель.
Что касается максимально допустимой длины трассы, то для большинства кондиционеров 2 кВт (7-12) на 20-35 м2
для отдельных моделей 20 и даже 25 метров,
а для полупромышленных моделей 7 квт (70м2)
и выше – до 50 метров
Для некоторых моделей длина трубопроводов может достигать 100 метров.
Помимо длины нужно также помнить, что изгибы трассы (особенно под острым углом) также повлияют на эффективность работы сплит системы. Поэтому очень желательно не выходить за рамки рекомендаций производителя.
Говоря это забывают об одной не мало важной детали – производительность кондиционера в каталогах указывается при стандартной длине трубопроводов 5 метров, а при максимальной длине производительность кондиционера будет меньше.
Учтите также, что количество фреона в новом наружном блоке рассчитано на длину трассы не более 5 метров. Если у Вас расстояние больше, необходимо дозаправить кондиционер во время монтажных работ в соответствии с инструкцией к Вашей модели.
Как увеличить длину трассы
Бывают случаи, когда внутренний блок удален от внешнего на 30-40 метров. Особенно это актуально в новых домах, где на этаже есть специальные балкончики для установки внешних блоков. Да, один балкон на все квартиры на этаже. От самой дальней квартиры может легко быть 40 метров. Тут можно сколько угодно возмущаться по поводу проектировки, но никуда, к сожалению, не деться.
Для того, чтобы кондиционер работал при такой длине трассы, нужно в ней увеличить диаметр газовой (та, которая более толстая) трубы на один размер, т.е.:
Выводы
Увеличение максимальной длины трассы сплит систем возможно при увеличении диаметра трассы.
Увеличение диаметра газового трубопровода возможно только на горизонтальных участках.
Необходимо при этом проводить дополнительную заправку хладагента на увеличенную длину жидкостного трубопровода.
Дозаправка кондиционера при длине трассы более 5 метров
После установки кондиционеров, вычитал в мануале про необходимость их дозаправки при длине трассы более 5 метров. Задал вопрос мастеру, тот сообщил, что они не нуждались в дозаправке 
вопросы к нему отпали, потому пришел к Вам за советом, что делать дальше. Кондиционеры на данным момент работают, ничего плохого сказать не могу.
Подскажите, можно ли на данном этапе сделать дозаправку или нужно теперь стравливать весь имеющийся, вакуумировать и заправлять весь заново? Или вообще ничего не делать?
Большое спасибо за развернутый ответ! Не уверен, что смогу найти мастера с таким чудо-прибором, но хочу для себя понять логику, если по весам получается все ОК, а по прибору не совсем, то чему отдавать приоритет?
в инструкции, если я правильно понял, дозаправка происходит до запуска кондиционера, потому и решил уточнить.
Именно так, «я никогда никому не дозаправлял и никто не жаловался»
samsined написал:
Не уверен, что смогу найти мастера с таким чудо-прибором,
samsined написал:
в инструкции, если я правильно понял, дозаправка происходит до запуска кондиционера,
samsined написал:
если по весам получается все ОК, а по прибору не совсем, то чему отдавать приоритет?
Просто быстросплитчикам надо быстро рубить бабло, и не заниматься «высшей математикой» таская лишние баллоны, хотя повторюсь, что при небольшом увеличении длины трассы, действительно особых проблем нет и «никто не жалуется»
Максимальная длина трубопроводов сплит-систем кондиционирования
Прежде чем рассматривать такую, казалось бы, простую тему, как максимальная длина трубопроводов (открывай каталог производителя и смотри, какая там максимальная длина), я хочу задать один вопрос: «А что такое инженер в нашей специальности?» Тот, который смотрит в каталог и выдаёт то, что там написано? Но это может сделать и обычный менеджер, знаний гидравлики и термодинамики для этого не нужно. Наверное, инженер — это специалист, который видит немного глубже цифр каталога. Специалист, который может объяснить, откуда взялись эти цифры.
Помню, был спор с уважаемым человеком, который в защиту рекламных каталогов сказал следующую фразу: «Если у меня на руках будет инструкция, как строить синий домик, то красный домик я по ней построить не могу, так как это будет нарушение инструкции…»
Так вот, инженер — это человек, который может построить «домик» любого цвета: понимая, что такое фундамент, несущие стены, перекрытия и кровля здания. При этом неважно, какой при этом у домика будет цвет.
Сплит-системы кондиционирования обладают одной важной характеристикой — максимальным расстоянием от наружного блока до внутреннего. Причём на реальных объектах этот параметр часто становится определяющим при выборе кондиционера.
Чем больше производительность кондиционера по холоду, тем большее расстояние допускает производитель (что наглядно иллюстрирует табл. 1).
Для моделей 2 кВт холода максимальная длина трубопроводов составляет, как правило, 15 м, а для полупромышленных моделей 7 кВт и выше — до 50 м. Для некоторых моделей длина трубопроводов может достигать 100 м.
Однако часто забывают об одной важной детали — производительность кондиционера в каталогах указывается при стандартной длине трубопроводов 7,5 м, а при максимальной длине трубопроводов производительность кондиционера будет меньше. Насколько меньше — посмотрим на данные табл. 2.
В принципе, потери мощности небольшие — для 71-й модели при длине 30 м (эквивалентной длины) потери при работе на холод составляют всего 3, 2 % мощности. С другой стороны, для модели 140-й потери для 50 м длины составляют уже 1 7 %.
Теперь нужно обратить внимание на теорию.
На рис. 1 изображён классический цикл фреона в контуре кондиционера. Обращаю внимание читателя, что это цикл для любых систем на фреоне R410a, и от производительности кондиционера или марки цикл не зависит. Начнём с точки D, в которой с «начальными» параметрами (температура +7 5 °C, давление 27,2 бара) фреон попадает в конденсатор наружного блока. Фреон в данный момент — это перегретый газ, который сначала остывает до температуры насыщения (около +4 5 °C), затем начинает конденсироваться и в точке А полностью переходит из газа в жидкость. Затем происходит переохлаждение жидкости до точки А (температура +4 0 °C). Считается, что оптимальная величина переохлаждения составляет + 5 °C. После теплообменника наружного блока хладагент поступает на устройство дросселирования [это терморегулирующий вентиль (ТРВ) либо «капиллярка»], и его параметры меняются до точки B (температура + 5 °C, давление 9,3 бара).
При этом важно, что после дросселирования в жидкостный трубопровод поступает именно смесь жидкости и газа. Чем больше величина переохлаждения фреона в конденсаторе, тем бóльшая доля жидкого фреона поступает во внутренний блок, тем выше КПД кондиционера.
В-С — процесс кипения фреона во внутреннем блоке с постоянной температурой около 5 °C, С-С´ — перегрев фреона до +1 0 °C.
С´-L — процесс всасывания фреона в компрессор и потери давления при этом. Аналогично — процесс D´-M.
L-M — процесс сжатия газообразного фреона в компрессоре с повышением давления и температуры.
Потери давления на гидравлическом сопротивлении по длине трубопровода выражаются вариацией широко известной формулы Дарси-Вейсбаха:
где P1 и P2 — давления на входе и выходе из трубопровода, Па; l — длина трубопровода, м; d — внутренний диаметр трубопровода, м; λ — безразмерный коэффициент потерь на трение по длине; V — скорость потока, м/с; kгидр — гидравлическая характеристика сети; ρ — плотность жидкости, кг/м³. Как видно, потери давления в системе зависят от скорости фреона V и гидравлической характеристики сети kгидр.
Рекомендуемая скорость движения хладагента: для жидкостного трубопровода — от 0,3 до 1,2 м/с; для газового трубопровода — 6–12 м/с.
Что будет происходить с кондиционером при увеличении гидравлической характеристики сети (вследствие повышенной длины или большого количества местных сопротивлений)? Повышенные потери давления в газовом трубопроводе приведут к падению давления на входе в компрессор. Компрессор будет захватывать хладагент меньшего давления и, значит, меньшей плотности. Расход хладагента упадёт. На выходе компрессор будет выдавать меньшее давление и упадёт температура конденсации. Пониженная температура конденсации приведёт к пониженной температуре испарения и обмерзанию газового трубопровода.
Если повышенные потери давления будут происходить на жидкостном трубопроводе, то процесс окажется даже более интересным, поскольку мы выяснили, что в жидкостном трубопроводе идёт фреон в насыщенном состоянии, а точнее — даже смесь жидкости и пузырьков газа, и любые потери давления будут приводить к небольшому вскипанию хладагента и увеличению доли газа. Увеличение доли газа будет приводить к резкому увеличению объёма парогазовой смеси и возрастанию скорости движения по жидкостному трубопроводу.
Повышенная скорость движения снова будет вызывать повышенные потери давления, поэтому процесс будет «лавинообразный».
Условный график удельных потерь давления в зависимости от скорости движения фреона в трубопроводе представлен на рис. 2. Его можно рассматривать и как график потерь давления по длине. Если, к примеру, потери давления при длине трубопроводов 15 м составляют 400 Па, то при увеличении длины трубопроводов в два раза (до 30 м) потери давления увеличиваются не в два раза до 800 Па, а в семь раз — до 2800 Па.
Поэтому простое увеличение длины трубопроводов в два раза относительно его стандартных длин становится фатальным для кондиционера.
Как правильно увеличивать длину трасс больше стандартно допустимых величин?
Для этого нужно решить две проблемы. Проблема №1 — проблема повышенных потерь давления по длине в трубопроводах системы.
Как мы выяснили, повышенные потери давления приводят к резкому снижению мощности кондиционера по холоду, уменьшению расхода фреона и перегреву компрессора. Что, в свою очередь, приведёт к заклиниванию или сгоранию обмоток двигателя. Чтобы этого не происходило, мы должны уменьшить удельные потери давления путём уменьшения скорости движения в трубопроводах. То есть просто увеличить диаметры трубопроводов. Уменьшение скорости движения фреона в два раза уменьшает потери давления в четыре раза — формула (1) — и, соответственно, во столько же раз позволяет увеличить длину трубопроводов.
Чтобы проверить это на реальном оборудовании, давайте ещё раз посмотрим на табл. 2:
Значит, потери давления уменьшились в 17,1/6 = 2,85 раза.
То есть при уменьшении скорости фреона в два раза потери давления также уменьшаются как минимум в два раза (на практике даже больше, чем в два).
Теперь давайте посмотрим ещё раз на табл. 1. Диаметр жидкостного трубопровода 6,35 мм работает как на системе мощностью 2 кВт, так и на системе 7,1 кВт. На модели 7 кВт длина труб может достигать 30 м, значит никаких критичных потерь давления при такой длине нет. Располагаемое давление компрессора, как мы уже выяснили, не зависит от мощности кондиционера. Поэтому одинаковые жидкостные трубопроводы для моделей от 2 до 7 кВт объясняются отсутствием труб меньшего диаметра. Для моделей от 2 до 5 кВт жидкостный трубопровод взят «с запасом». А вот диаметр газового трубопровода подобран ближе к реальным величинам, поэтому его сечение меняется от 9,52 до 15,88 мм.
Учитывая всё вышеизложенное, можно составить следующую табл. 3.
Потери мощности при указанной максимальной длине будут от 10 до 1 5 %. Как следует из табл. 2, потери мощности допускаются до 2 0 %.
Проблема №2 — возврат масла в компрессор. Увеличивая диаметр газового трубопровода, мы уменьшаем скорость движения хладагента, а значит может возникнуть эффект отделения масла и застаивание его в трубопроводах и «масленых ловушках». Чтобы этого не происходило, в некоторых наружных блоках предусмотрены специальные устройства — маслоотделители. Но на большинстве «наружек» маслоотделителей нет. С другой стороны проблема отделения масла была больше характерна для фреона R22. Во-первых, потому что вязкость минерального масла, применяемого с фреоном R22, больше, чем полиэфирного для фреона R410a. Во-вторых, плотность R410a выше, располагаемое давление выше, поэтому диаметры трубопроводов на один-два типоразмера меньше.
В любом случае увеличение диаметра газовых трубопроводов допускается на горизонтальных участках. То есть на вертикальных участках трубопровода необходимо применять стандартный (каталожный) диаметр, а на горизонтальных можно переходить на диаметр бОльшего сечения.
Пример — в жилом комплексе города Перми на каждом этаже здания выделены специальные помещения для наружных блоков кондиционеров (рис. 3). Но длина трубопроводов, которая возникает при этом, достигает 40 м. Максимальная длина для бытовой серии любого производителя — 25 м. Однако в случае увеличения диаметра газового трубопровода до ½ длина трубопровода может достигать 40 м. Смонтирована бытовая модель RAC35.
По такой схеме было смонтировано уже более десяти кондиционеров. Самый первый — более пяти лет назад. Все кондиционеры работают нормально.
Выводы
1. Увеличение максимальной длины трубопроводов возможно при увеличении диаметра трубопроводов. Рекомендации приведены в табл. 3.
2. Увеличение диаметра газового трубопровода возможно только на горизонтальных участках.
3. Необходимо при этом проводить дополнительную заправку хладагента на увеличенную длину жидкостного трубопровода согласно табл. 4.