简体中文
Technická poznámka · Dimenzovanie kondenzátora
Chladiace zariadenie vo výške 2 800 m nad morom očakávalo, že jeho vzduchom chladený kondenzátor bude zodpovedať údajovému listu. Nestalo sa tak – pretože údajový list bol napísaný na úrovni mora.
Nadmorská výška mení jednu vec, na ktorej vzduchom chladený kondenzátor najviac závisí: samotný vzduch. Kondenzátor v továrni v nížinách stráca merateľnú časť svojej kapacity na odvádzanie tepla, len čo funguje tam, kde je vzduch redší. Toto je zníženie nadmorskej výšky a malo by sa určiť pred výberom kompresora, motora ventilátora alebo dokonca veľkosti potrubia.
V praxi počítajte so stratou kapacity kondenzátora približne o 3 – 5 % na každých 1 000 m prevýšenia. Výber 200 kW pre odvod tepla pri hladine mora vo výške 2 000 m môže poskytnúť iba 180 – 185 kW a ešte menej vo vyšších nadmorských výškach. Okamžitými príznakmi sú stúpajúca kondenzačná teplota, stúpajúci tlak na výtlaku a kompresor, ktorý spaľuje viac energie pri menšom chladení.
Prečo nadmorská výška mení kapacitu kondenzátora
Vzduchom chladený kondenzátor je výmenník tepla s ventilátorom. Ventilátor pohybuje objemom vzduchu cez rebrované rúrky a cievka odmieta teplo vzduchu, ktorý cez ňu skutočne prechádza. Vo výške 2 000 m váži kubický meter vzduchu zhruba o 18 % menej ako na hladine mora. Ventilátor sa stále pohybuje rovnakými kubickými metrami za hodinu, ale každý kubický meter nesie menej molekúl vzduchu na absorbovanie tepla.
Nižšia hustota vzduchu súčasne znižuje súčiniteľ prestupu tepla na strane vzduchu a súčasne aj hmotnostný prietok vzduchu na otáčku ventilátora. Obidva efekty sa tlačia rovnakým smerom: kondenzátor musí vyvinúť vyšší teplotný rozdiel, aby odviedol rovnakú tepelnú záťaž, alebo kondenzačný tlak stúpne proti každej ďalšej súčiastke.
Pravidlom zvukového poľa je použiť 3–5 % korekciu kapacity na každých 1 000 m nadmorskej výšky a potom pred zadaním objednávky potvrdiť presný faktor u výrobcu cievky.
Vo výške 2 000 m si typický vzduchom chladený kondenzátor zachováva iba 89 – 92 % svojej kapacity na úrovni hladiny mora.
Uvedenie čísel na derate
Nižšie uvedená tabuľka uvádza reprezentatívne rozsahy pre štandardné rebrové a trubicové vzduchom chladené špirály. Hodnoty kombinujú vplyv nižšieho hmotnostného prietoku vzduchu s nižším prenosom tepla na strane vzduchu; špecifické produkty sa líšia obvodmi, hustotou rebier a vzorom trubice.
| nadmorská výška (m) | Pomer hustoty vzduchu vs. hladina mora | Typická zachovaná kapacita | Znížiť použiť |
|---|---|---|---|
| 0 | 1.00 | 100% | žiadne |
| 1 000 | 0.91 | 96 – 95 % | 4 – 5 % |
| 2 000 | 0.82 | 92 – 89 % | 8 – 11 % |
| 3000 | 0.74 | 87 – 83 % | 13 – 17 % |
| 4 000 | 0.67 | 84 – 79 % | 16 – 21 % |
Vo výške 3 000 m – realistická nadmorská výška pre ťažobné a potravinárske závody v Andách, Strednej Ázii a západnej Číne – ignorovanie zníženia nadmorskej výšky pri výbere hladiny mora zvyšuje kondenzačné teploty približne o 6–10 K nad predpoveď, so zodpovedajúcou stratou kapacity a účinnosti systému.
Ventilátor je súčasťou opravy
Ventilátory sú objemové stroje. Vo výške sa pohybujú takmer rovnaké kubické metre za hodinu, ale množstvo dodávaného vzduchu klesá s hustotou, a tak sa znižuje aj výkon ventilátora. Motor, ktorý je pohodlne zaťažený na hladine mora, je zriedkavo preťažený v nadmorskej výške; tým jemnejším rizikom je chladenie motora a samotná krivka ventilátora. Vzduchový motor s nízkou hustotou vzduchu odoberá z vlastných vinutí menej tepla a rovnaký statický tlak už nevytvára rovnaké prúdenie vzduchu, keď je vzduch ľahší.
Pretože výkon ventilátora klesá pomalšie ako schopnosť prenosu tepla kondenzátora, čistá účinnosť systému skôr klesá ako sa zlepšuje. Ventilátory s premenlivou rýchlosťou pomáhajú jednotke sledovať chladnú nočnú prevádzku a podmienky čiastočného zaťaženia, ale nenahrádzajú korekciu zníženia rýchlosti.
Dizajnový tip: ak výber posunie teplotný rozdiel medzi kondenzovaným a vstupujúcim vzduchom nad približne 15 K pre vzduchom chladenú jednotku, povrch cievky je poddimenzovaný pre nadmorskú výšku. Vyššia rýchlosť ventilátora nie je riešením.
Čo zmeniť pri určovaní veľkosti pre výšku
Východiskovým bodom je vyžiadať si od výrobcu korekčný faktor nadmorskej výšky a aplikovať ho na požadovanú kapacitu skôr ako čokoľvek iné. Odtiaľ postupuje podľa vzoru, ktorý skúsení dizajnéri chladenia rozpoznajú.
- Na kapacitu kondenzátora použite faktor nadmorskej výšky výrobcu – nikdy sa pri konečnom výbere nespoliehajte na všeobecné pravidlo.
- Zväčšite povrch cievky pomocou väčšej čelnej plochy alebo ďalších radov, kým sa korigovaná kapacita nezhoduje s navrhovaným tepelným zaťažením.
- Znovu vyberte ventilátor a motor podľa hustoty vzduchu na mieste a skontrolujte, či je chladenie motora v inštalovanej nadmorskej výške dostatočné.
- Znova skontrolujte pokles tlaku na strane vzduchu pri nižšej hustote a prečítajte si krivku ventilátora v podmienkach na mieste, a nie pri hodnotách hladiny mora.
- Znova skontrolujte kompletnú kondenzačnú jednotku – kompresor, expanzné zariadenie, prijímač a náplň chladiva – pretože okruh sa pri vyššej kondenzačnej teplote správa inak.
- Požiadajte výrobcu o zaznamenané príklady podobných vysokohorských inštalácií a údaje o uvedení do prevádzky, ktoré potvrdili výber.
Semi-Hmetická vzduchom chladená kondenzačná jednotka pre veľké nadmorské výšky Táto polohermetická kondenzačná jednotka je vhodná pre celý rad chladív a obsahuje kľúčové ovládacie prvky. Jeho vzduchom chladená cievka môže byť korigovaná nadmorskou výškou, aby sa zachovala spoľahlivá prevádzka v podmienkach plošiny. Zobraziť produkt → Pre balené systémy platí rovnaká disciplína na úrovni jednotky. Keď porovnáš ako si vybrať vzduchom chladené kondenzátory , model s cievkou s korekciou nadmorskej výšky udržiava obálku výtlačného tlaku a prevádzkový faktor kompresora v rámci svojich limitov po celé roky, namiesto toho, aby v prvé horúce popoludnie leta na náhornej plošine vypadol z vysokého tlaku.
Upozornenie: nekompenzujte nadmorskú výšku iba zvýšením rýchlosti ventilátora. Strata spočíva v schopnosti prenosu tepla cievky a v prietoku vzduchu. Prekročenie otáčok zvyšuje hluk a teplotu motora, zatiaľ čo kondenzátor má nedostatok kapacity.
Beyond the Condenser: Celosystémové efekty
Deratizácia kondenzátora nezostáva vo vnútri kondenzátora. Vyššia kondenzačná teplota zvyšuje kompresný pomer, čo znižuje objemovú účinnosť, zvyšuje výbojovú teplotu a zvyšuje špecifickú spotrebu energie. Výparník potom poskytuje menšie chladenie, aj keď je umiestnený v bežnom vnútornom prostredí – penalizácia prechádza cez chladiaci okruh.
To je dôvod, prečo by sa na kondenzátore mali aplikovať výškové korekcie a mali by sa kontrolovať oproti prevádzkovej obálke celej kondenzačnej jednotky. Vo výške 2 500 m môže jednotka, ktorá beží len o niekoľko stupňov vyššou kondenzačnou teplotou, stratiť 5 – 8 % čistej chladiacej kapacity a zároveň odoberať viac energie – dvojnásobná pokuta, ktorá sa objavuje na každom mesačnom účte za energiu.
Nebezpečenstvo: Uvedenie nekorigovaného systému do prevádzky v nadmorskej výške riskuje opakované vysokotlakové výlety, degradáciu oleja a predčasné opotrebovanie kompresora. Porucha nie je vždy okamžitá – potichu narúša spoľahlivosť, kým ju neodhalí prvá horúca sezóna.
Výškové projekty a technická podpora
Chladiace zariadenia siahajú ďaleko za výrobné haly. Kondenzačné jednotky končia vo vysokohorských spracovateľských závodoch, baniach a chladiarňach od Ánd po etiópske vysočiny, od miest na náhornej plošine Strednej Ázie po horské provincie západnej Číny. Všade nad 1 000 m mení odpoveď miestna hustota vzduchu – a údajový list sa musí opraviť skôr, ako sa zariadenie postaví, a nie až po jeho príchode na miesto.
Nad touto nadmorskou výškou prestáva byť výber kondenzora vyhľadávaním v katalógu. Výrobca so skúsenosťami s výmenou tepla a zabalenou jednotkou je dôležitý, pretože správne zníženie sa dotýka geometrie cievky, konštrukcie ventilátora, rezerv motora a riadenia tlaku jednotky ako jedného systému. Pre priemyselné chladiarne a spracovateľské zariadenia prenášajú skrutkové kondenzačné jednotky väčšie zaťaženie a rovnaký výškový faktor platí pre každú cievku v závode.
Skrutková kondenzačná jednotka pre veľké priemyselné zaťaženia Skrutkové kondenzačné jednotky zvládajú väčšie chladiace zaťaženie a musia byť znížené vo vysokej nadmorskej výške. Hľadajte modely s cievkami s korekciou nadmorskej výšky a výberom ventilátora, aby ste zachovali výkon pri hustote vzduchu na mieste. Zobraziť produkt → Miera úspechu: správne faktorovaný vzduchom chladený kondenzátor vo výške 3 000 m má rovnakú obálku kondenzačnej teploty ako jeho dvojča na hladine mora. Jediným viditeľným rozdielom je o niečo väčšia cievka a správne dimenzovaný motor ventilátora.
Zrátané a podčiarknuté
Nadmorská výška nie je poznámkou pod čiarou pri dimenzovaní kondenzátora; je to základný vstup. Hustota vzduchu vo výške 2 000 m je zhruba o 18 % nižšia ako na hladine mora a praktické zníženie vzduchom chladeného kondenzátora sa pohybuje okolo 4 % vo výške 1 000 m až 20 % vo výške 4 000 m. Aplikujte korekciu výrobcu, zodpovedajúcim spôsobom zväčšite povrch cievky, znovu vyberte ventilátor na mieste hustoty a overte plný prevádzkový rozsah kondenzačnej jednotky.
Dizajnéri a dodávatelia, ktorí to zvládajú dobre, sa vyhýbajú najbežnejšej sťažnosti vo vysokých nadmorských výškach: systému, ktorý sa hladko spúšťa v chladnom počasí a stráca kontrolu nad tlakom, keď okolité prostredie popoludní dosiahne maximum. Posledným a najužitočnejším krokom je opýtajte sa inžinierskeho tímu továrne pre výber s korekciou nadmorskej výšky pred potvrdením objednávky.
