Необходимость испытаний холодильной системы на прочность определяется организацией-разработчиком холодильного оборудования, при этом возможны испытания как отдельных элементов, так и всей холодильной установки.
Ниже приведена последовательность действий при испытании на прочность установки в целом. Отличие испытания всей установки от испытаний отдельных элементов приведены ниже.
Давление для проведения испытаний на прочность указывается в технической документации конкретной холодильной установки и зависит от области её применения и типа хладагента.
При испытаниях холодильной установки на прочность используется следующее оборудование:
- Манометры (2 шт.) класса точности не ниже 1,5 с диаметром корпуса не менее 160 мм и шкалой с максимальным значением, равным 4/3 измеряемого давления;
- баллоны с азотом;
- редуктор с предохранительным клапаном, предназначенный для работы с азотом.
Испытания холодильного контура на прочность проводятся путем заполнения магистралей сухим (точка росы не выше -40 °С) азотом под давлением.
Испытания необходимо проводить в следующей последовательности:
- Установить один манометр после запорного вентиля у источника давления, а второй—в самой удаленной точке системы.
- В холодильном контуре открыть запорные вентили и при необходимости—электромагнитные клапаны—так, чтобы каждый участок контура имел возможность подачи и сброса азота.
- Отключить от контура все приборы КИПиА, а также другие элементы, не рассчитанные на давление испытания.
- Поднять давление в контуре до величины давления испытания. Подъем давления следует осуществлять со скоростью не выше 1 бар в минуту. При достижении давления, равного 0,3 и 0,6 давления испытания, а также при давлении испытания, необходимо прекратить повышение давления и провести промежуточный осмотр и проверку наружной поверхности контура.
- Под давлением испытания система должна находиться не менее 10 мин, после чего давление следует постепенно снизить до расчетного, также указанного в документации. Затем следует осмотреть наружную поверхность сосудов, аппаратов, трубопроводов, арматуры с проверкой герметичности швов и разъемных соединений мыльным раствором.
- Результаты признаются удовлетворительными, если во время испытаний не произошло разрывов, видимых деформаций, падения давления по показаниям манометра.
- При обнаружении утечек, деформаций, разрывов необходимо сбросить давление из контура, выполнить работы по устранению неисправностей и повторить предыдущие операции.
Испытания отдельных элементов холодильного контура проводятся в последовательности, указанной выше, но с учетом следующих мероприятий: - испытываемый элемент холодильного контура (сосуд, аппарат, трубопровод) должен быть отсоединен от других элементов с использованием металлических заглушек с прокладками, имеющими хвостовики, выступающие за пределы фланцев не менее, чем на 20 мм. Толщина заглушки указывается в документации.
- места расположения заглушек на время проведения испытания должны быть отмечены предупредительными знаками, и пребывание около них людей не допускается.
- использование запорной арматуры для отключения испытуемого сосуда (аппарата), трубопровода не допускается.
Контрольные вопросы:
- Кто принимает решение о проведении испытаний на прочность?
- Кто назначает давление для проведения испытаний на прочность?
- В какой последовательности проводятся испытания на прочность?
- Какие особенности существуют при испытании отдельного элемента холодильного контура?
Испытания системы на плотность.
Проверка холодильного контура на плотность (опрессовка) проводится в обязательном порядке для обнаружения мест возможных утечек хладагента, а также после завершения ремонтных работ, связанных с разгерметизацией холодильного контура.
Испытания на плотность проводятся раздельно по сторонам высокого и низкого давления. При равенстве давлений испытания для стороны высокого и низкого давления, например, для установок с воздухоохладителями, допускается проводить испытание на плотность всей системы.
Давление для проведения испытаний на плотность назначается организацией-разработчиком и указывается в технической документации. Оно зависит от области применения установки и типа хладагента.
При испытаниях холодильной установки на плотность используется следующее оборудование:
- Манометры (2 шт.) класса точности не ниже 1,5 с диаметром корпуса не менее 160 мм и шкалой с максимальным давлением, равным 4/3 измеряемого давления;
- баллоны с азотом;
- редуктор с предохранительным клапаном, предназначенный для работы с азотом.
Испытания холодильного контура на плотность проводятся путем заполнения магистралей сухим (точка росы не выше минус 40 °С) азотом под давлением.
При равенстве давлений испытания для стороны высокого и низкого давлений, последовательность испытаний такова:
- Установить один манометр был установлен после запорного вентиля у источника давления, а второй—в самой удаленной точке системы.
- В холодильном контуре открыть запорные вентили и, при необходимости, электромагнитные клапаны так, чтобы каждый участок контура имел возможность подачи и сброса азота.
- Поднять давление в контуре до величины давления испытания. Подъем следует осуществлять со скоростью не выше 1 бар в минуту. При достижении давления, равного 0,3 и 0,6 давления испытания, необходимо прекратить повышение давления и провести промежуточный осмотр и проверку наружной поверхности контура.
- Не производить никаких манипуляций с установкой в течение не менее 3 часов для выравнивания температур внутренней и наружной среды. Зафиксировать давление в контуре и температуру окружающей среды.
- Выдержать установку под давлением не менее 12 часов. По прошествии данного времени проверить давление в контуре. Изменений давления, кроме вызванных колебаниями температуры окружающей среды, быть не должно. Эти изменения определяются следующей зависимостью:
P1/P2=T1/T2,
где P1, P2 – абсолютные значения давления газа в контуре, бар, T1, T2 – термодинамическая температура газа в контуре, К.
- Если во время испытаний не произошло разрывов, видимых деформаций, падения давления по показаниям манометра, их результаты признаются удовлетворительными,.
- При обнаружении утечек, деформаций, разрывов необходимо сбросить давление из контура, выполнить работы по устранению неисправностей и повторить предыдущие операции.
Контрольные вопросы:
- В каких случаях проводят испытания на плотность?
- Кто назначает величину давления для проведения испытаний?
- Какова последовательность действий при проведении испытаний на плотность?
Испытание на вакуум (вакуумирование холодильного контура)
Вакуумирование холодильного контура проводится для удаления воздуха из агрегатов и трубопроводов и осушения холодильного контура после завершения ремонтных работ, а также после проведения испытаний на прочность и/или плотность.
Вакуумирование проводится до восстановления теплоизоляции, нарушенной при проведении ремонтных работ.
Использовать для вакуумирования компрессор холодильной установки категорически запрещено. Подавать напряжение на компрессор и проверять целостность его цепей в процессе выполнения работ по вакуумированию запрещено.
Исходное состояние холодильной установки перед вакуумированием зависит от вида выполненного ремонта и характеризуется изолированностью участка холодильного контура, на котором выполнялись ремонтные работы, от остальной схемы холодильной установки. В этой связи выбор сервисных штуцеров для подключения вакуумного оборудования, используемого в процессе вакуумирования, производится оператором в зависимости от участка, который требуется вакуумировать.
Для проведения вакуумирования применяют следующее оборудование:
- манометрический коллектор*;
- комплект гибких шлангов*;
- вакуумный насос;
- вакуумметр.
Оборудование, помеченное *, должно быть предназначено для работы с применяемыми в установке хладагентом и маслом и иметь соответствующую маркировку.
Порядок действий при ваккумировании:
- Произвести сборку схемы вакуумирования с таким расчетом, чтобы расстояние между вакуумным насосом и холодильной установкой было как можно меньшим, а диаметр соединительных шлангов как можно большим.
- Подключить манометрический коллектор к контуру и убедиться в отсутствии избыточного давления. При наличии избыточного давления, понизить его до атмосферного и проконтролировать его рост.
- Подключить вакуумный насос к сервисным штуцерам вакуумируемого участка холодильного контура.
- Подключить вакуумметр в наиболее отдаленной от места установки вакуумного насоса точке.
- Открыть вентиль перед вакуумным насосом и, при необходимости, электромагнитные клапаны так, чтобы каждый участок подлежащего вакуумированию контура имел возможность подключения вакуумного насоса.
- Включить насос и отвакуумировать холодильный контур до остаточного давления
- Остаточное давление следует принять 1 кПа (8 мм рт.ст.).
Вакуумирование рекомендуется проводить при нормальных температурных условиях в помещениях (20°С), в крайнем случае, при температуре в помещениях с холодильным оборудованием не ниже 5°С.
При низких температурах (ниже 2°С) рекомендуется проводить обогрев помещения, в которых размещен вакуумируемый участок контура.
При протяженных трассах трубопроводов рекомендуется разбить подлежащий вакуумированию участок на несколько подучастков (с помощью запорных вентилей) и проводить вакуумирование по подучасткам.
Запрещается подогревать участки холодильного контура открытым пламенем.
После достижения величины остаточного давления, следует продолжить вакуумирование в течении 18 часов. После этого следует закрыть вентиль и выключить вакуумный насос.
Если при низких температурах не удается достичь необходимой величины остаточного давления, то процесс вакуумирования следует чередовать с процессом наддува сухим азотом (отсоединяя насос) до абсолютного давления 2…3 бар.
При проведении испытаний холодильная установка должна находиться под вакуумом в течении 18 часов, при этом изменение давление в контуре должно фиксироваться не реже, чем через 1 час. Допускается повышение давления до 50% за первые 6 ч. В остальное время давление должно оставаться постоянным.
Если по окончании вакуумирования заправка установки хладагентом не планируется, то установку необходимо заполнить сухим азотом до абсолютного давления 2…3 бар.
Если в первые 3 часа выдержки под вакуумом давление резко повышается до уровня давления насыщенных паров воды, соответствующего температуре окружающей среды в помещении, а затем стабилизируется, то, значит, система герметична, но не достаточно осушена. Необходимо продолжить вакуумирование.
Если за 18 часов рост давления превысил 500 Па (5 мбар), давление не стабилизируется на уровне давления насыщенных паров воды при температуре окружающей среды и продолжает расти, то установка негерметична. Следует произвести поиск и устранить причину негерметичности контура. После этого повторить работы по вакуумированию.
Ниже приведена таблица зависимости давления насыщенных паров воды от температуры окружающей среды.
| T,°C | 0 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 | 28 | 32 |
| Р, Па | 610 | 812 | 1072 | 1401 | 1817 | 2337 | 2982 | 3778 | 4753 |
Контрольные вопросы:
- В каких случаях проводят вакуумирование холодильного контура?
- Какова последовательность действий при вакуумировнии?
- Какова величина остаточного давления при вакуумировании?
- Какова допустимая величина остаточного давления после завершения испытаний? В каких случаях оно превышает необходимую величину?
Заправка маслом
Большинство герметичных компрессоров не имеют средств определения уровня масла. Такие типы компрессоров проектируются для установки в системах, заправляемых определенным количеством масла при сборке на заводе. В случае небольшой утечки, когда количество потерянного масла может быть рассчитано, недостающее масло заправляется в компрессоре. При утечке большого количества масла компрессор должен быть демонтирован из системы, использованное масло необходимо слить и добавить строго определенное количество нового.
Слив масла из герметичного компрессора
Полугерметичные и открытые (сальниковые) компрессоры оснащаются смотровыми окнами на картерах; во время работы уровень масла должен находиться в центре или немного выше центра смотрового окна. Низкий уровень масла может привести к недостаточному смазыванию деталей; а высокий – к масляным пробкам, повреждениям клапанов компрессора или переизбытку масла в системе.
Уровень масла может существенно варьироваться при запуске, когда жидкий хладагент находится в картере, поэтому проверять уровень масла следует во время работы компрессора после выхода холодильной установки на режим.
Некоторые виды хладагентов поглощаются маслом, и, чтобы избежать выделения хладагента, следует установить нагреватель масла или применять устройство для слива хладагента перед сливом масла.
Рекомендуется провести следующие процедуры:
- Закрыть запорные вентили на компрессоре,
- Включить нагреватель масла,
- Откачать газообразный хладагент (с помощью устройства слива хладагентов)
- Слить масло в специальные промаркированные емкости (при необходимости—с помощью азота.)
Заправка масла в герметичный компрессор
Перед заправкой масла компрессор необходимо отключить от системы с помощью запорных вентилей, масло должно быть удалено из отверстия на линии всасывания путем наклона компрессора. Перед процедурой следует точно отмерить необходимое количество масла. Тип и количество заправляемого масла можно узнать из инструкции по эксплуатации. Чтобы избежать чрезмерного поглощения хладагента маслом или выпускания хладагента, следует установить нагреватель для масла.
Заправка масла в полугерметичные и открытые (сальниковые) компрессоры
Метод для открытой системы
Если компрессор оснащен отдельным отверстием для заливки масла в картер, самый удобным способом заправки масла является отключение компрессора от системы и залив в картер необходимого количества масла. При отсутствии хладагента в холодильной системе, или если компрессор открыт для проведения ремонта, не требуется специальных мер предосторожности. После залива масла в картер, компрессор должен быть отвакуумирован во избежание попадания грязи и влаги в масло.
При наличии хладагента в компрессоре, следует закрыть всасывающий клапан компрессора и снизить давление в картере до уровня немного менее 0 бар. Затем отключить компрессор и закрыть его запорные вентили.
Существуют небольшие насосы для закачки масла в компрессоры. При необходимости закачка в работающий компрессор осуществляется через рабочее отверстие; можно использовать насос для заливки масла напрямую в картер, где не всегда возможна подача самотёком. Во время работы компрессора обратный клапан насоса препятствует утечке хладагента, позволяя создать достаточное давление для преодоления давления всасывания и закачать масло. В ситуации, когда отсутствует масляный насос и невозможно произвести заправку масла в картер, масло можно залить в компрессор с помощью сервисного клапана на линии всасывания.
Необходимо соблюдать максимальную осторожность, чтобы в компрессор не попал воздух.
Метод с применением азота и вакуума
Другим методом замены масла при ремонте, обслуживании или монтаже компрессора является использование азота и вакуумного насоса для заливки масла. Далее следует описание этого метода:
Замена масла (слив):
Проверить систему на наличие утечек и при необходимости устранить их.
- Отключить компрессор от холодильного контура, используя функцию откачки или закрыв запорные вентили.
- При необходимости откачать оставшийся хладагент, используя подходящий метод откачки.
- Открыть отверстие картера для залива масла.
- Вставить 6-миллиметровую трубку из мягкой меди и опустить ее до дна картера.
- Заклеить отверстие клейкой лентой и придерживать медную трубу.
- Запустить в картер небольшое количество азота под низким давлением.
- Масло переместится в отдельную емкость.
- Утилизировать масло в соответствии с правилами по защите окружающей среды.
Замена масла (заправка):
Подключить вакуумный насос к запорному вентилю или к сервисному штуцеру компрессора.
- Вставить свободный конец 6-миллиметровой медной трубы и/или шлангового соединения в канистру с маслом
- Включить насос.
- Масло поступит в компрессор через картер благодаря низкому давлению.
- Следить за уровнем масла в смотровом окне.
- Прекратить подачу масла.
- Измерить количество заправленного масла.
- Отвакуумировать компрессор
- Открыть запорные вентили компрессора
- Запустить компрессор
- Проверить уровень масла в смотровом окне
- Проверить систему на наличие утечек.
| Примечание: Так как масла (особенно полиэфирные) поглощают влагу, необходимо использовать малые емкости с маслом. Запрещается хранить в открытом состоянии канистры с полиэфирными маслами, предназначенными для дальнейшего использования. |
Контрольные вопросы:
- Как заправлять масло в герметичный компрессор?
- Как производится заправка в полугерметичный и открытый (сальниковый) компрессоры?
Заправка хладагентом и хладоносителем
Заправка хладагентом.
В зависимости от установки, заправку холодильным агентом производят из цистерн или баллонов. Для этого в системе предусматриваются заправочный коллектор, специальный вентиль или ниппель. Заправку производят в линейный ресивер, жидкостный ресивер или в конденсатор.
Чиллеры, сплит-системы и моноблоки обычно заправляются маслом и холодильным агентом на заводе. Для проверки заправки, следует присоединить к ниппелю манометр и, учитывая температуру окружающего воздуха, проверить давление в системе. Установка находится при температуре окружающего воздуха, поэтому холодильный агент внутри находится при температуре окружающего воздуха. Температурная шкала соответствующего хладагента на манометре должна показать температуру окружающего воздуха. Если значения температуры, отличаются, то машина либо не заправлена, либо заправлена инертным газом.
Перед заправкой необходимо проверить, все ли манометры и приборы автоматизации на месте, сняты ли заглушки на сторонах нагнетания и всасывания компрессора. Смесевые неазеатропные и псевдоазеатропные холодильные агенты (R404A) заправлять можно только в жидкой фазе, баллон подключают к жидкостному ресиверу и установку заправляют жидким холодильным агентом.
Холодильные агенты, являющиеся моновоеществами (R134A, R22), и азеатропные смеси (R507) можно заправлять в жидкой и газовой фазах. При этом баллон присоединяют к всасывающей линии работающей холодильной установки, и компрессор отсасывает из баллона пары агента в систему.
Запрещается для ускорения заправки греть баллон газовой горелкой или ставить баллон в горячую воду. Холодильные установки заправляют по массе, для чего используют весы или, что менее предпочтительно, зарядные цилиндры. В документации по оборудованию должна быть указана масса заправки.
Для заправки из баллона, на резьбовой штуцер навинчивают заправочный шланг, второй конец шланга присоединяют к системе, но гайку до конца не завинчивают и ставят баллон на весы. Перед заправкой необходимо продуть шланг от воздуха, для чего открывают на баллоне вентиль, и воздух выдавливается холодильным агентом из шланга, после чего гайку завинчивают. Заправочные вентили или ниппели на холодильной установке открывают, и по шлангу холодильный агент перетекает из баллона в систему, по весам контролируют массу заправленного агента. Более грамотно использовать заправочный коллектор и заправочные весы.
При заправке большого количества хладагента массу заправки контролируют приблизительно. Например, если необходимо заправить 500 кг хладагента, то общую массу заправки делят на массу хладагента в баллоне и получают необходимое количество баллонов. При этом считается, что если заправлены все баллоны, то масса заправки составляет требуемую величину.
Примерная схема заправки выглядит следующим образом:
Перед заправкой хладагента необходимо поместить баллон на весы для контроля массы заправки хладагента
| Заправка хладагента (жидкого и газообразного) в систему, находящуюся под вакуумом | |
|---|---|
| A,B,C,D | Закрыты |
| 1,2,4 | Подключить согласно изображению |
| 3 | Подключить к H или R |
| L, H или R | Открыть (в среднем положении), L для заправки в газообразной фазе, R для заправки в жидкой фазе |
| B | Открыт (вентиль баллона открыт) |
| D | Открыт для заправки в жидкой фазе |
| C | Открыт для заправки в газообразной фазе |
| Запустить компрессор системы | |
| Прекратить заправку | |
| B, C, D | Закрыты (вентиль баллона закрыт) |
| Проверить давление в системе | |
| H, R | Открытое положение (сервисные порты отключены) |
| D, C | Открыты |
| Выравнивание давлениия | |
| L | Открытое положение (сервисные порты отключены) |
| D, C | Закрыты |
При заправке хладагентом удобно пользоваться линейкой для перевода значений давления в температуру насыщения хладагента.
Заправка хладоносителем.
Заправку систем хладоносителем производят через специально предназначенные для этого штуцеры или в бак хладоносителя. В крупных установках предусматривают специальные станции по приготовлению хладоносителя – баки объемом до 5 м3, оборудованные стационарными насосами для перекачивания хладоносителя в систему.
Приходящий в бочках гликоль следует наливать в указанной в технической документации пропорции во временную чистую емкость (бочку, бак). Затем на бочку навинчивают специальный ручной бочковой насос (например «Biltema») или используют обычный бытовой насос типа «Малыш», который применяют для добавки в емкость чистой воды, хорошо размешивают и тем же насосом по шлангам заправляют в систему. При необходимости добавки ингибиторов, их необходимо внести в раствор, строго следуя указаниям технической документации.
При разведении гликолей следует руководствоваться следующими правилами:
- нельзя закачивать в систему гликоль, а потом воду, закачивать можно только готовый раствор;
- необходимо предусмотреть меры по защите площадки от проливов гликолей, не допускать проведения работ вблизи открытого пламени и курения, приготовить средства пожаротушения,
При заправке системы растворами солей, таких как СаС12 , следует соблюдать следующие правила: - Приготовленному раствору необходимо дать отстояться;
- Отбор готового раствора не следует делать из нижней точки во избежание попадания загрязнений, оставшихся после отстаивания.
- Насос для заполнения требуется обеспечить фильтром на всасывании.
- Необходимо применять насос, пригодный для работы с агрессивной средой.
Контур оборотного водоснабжения заполняют из водопровода по подпиточной трубе. Как правило, на трубопроводе подпитки устанавливается система водоподготовки. При заполнении в зимнее время системы оборотного водоснабжения обогреватели поддонов конденсаторов и градирен, встроенных в испарительные конденсаторы насосов, необходимо включить заранее.
Контрольные вопросы:
- Как производится заправка холодильной системы хладагентом?
- Как производить заправку системы хладоносителем?
Литература
- Полевой А. А. Монтаж холодильных установок: Учеб. Пособие для вузов. – СПб.: Политехника, 2005. – 259 с.: ил.
Проверка электрооборудования.
После завершения монтажа электрооборудования необходимо проверить правильность подключения согласно технической документации.
Проверка осуществляется методом прозвонки. Как правило, данную проверку осуществляют два человека – один устанавливает временную перемычку в щите управления, второй, находясь непосредственно у компонента, проверяет, замкнуты ли кабели. В случае, если кабели подключены от соответствующего агрегата или прибора в нужные клеммы, временную перемычку снимают и переходят к следующим кабелям.
После проверки правильности подключения, проверяют правильность направления вращения валов трехфазных электродвигателей. У крупных компрессорных агрегатов в щитах предусмотрена защита от неправильного направления вращения, но на этом этапе муфты компрессора и электродвигателя разъединены, электродвигатель запускают отдельно. В документации изготовителя оборудования всегда указано правильное направление вращения электродвигателя, в случае, если при пробном запуске двигатель крутится в обратную сторону, следует перекинуть фазы в щите или в клеммной коробке электродвигателя и внести изменения в монтажную документацию. Направление вращения особенно важно для винтовых и спиральных компрессоров, для поршневых компрессоров направление вращения не имеет значения.
Направление вращения вентиляторов определяется при кратковременном пуске, для определения направления вращения электродвигателя герметичного насоса необходимо снять пластиковую защитную муфту в месте стыковки вала насоса и электродвигателя. Кратковременный пуск без среды не повредит центробежному насосу. Подав напряжение, по вращению вала определяют, крутится ли двигатель в направлении, указанном производителем насоса.
При проверке направления вращения полугерметичного винтового компрессора следует руководствоваться следующей последовательностью действий:
- Установить манометры на всасывании и нагнетании.
- Замкнуть магнитный пускатель (контактор) компрессора вручную и удерживать не более 2 с. Если после ручного отключения катушки контактора компрессор продолжает работать, немедленно отключить питание установки.
- Во время краткого пуска контролировать давление по манометрам. Если давление по манометру всасывания падает, а по манометру нагнетания увеличивается, то компрессор подключен правильно. В противном случае необходимо поменять направление вращения.
Контрольные вопросы:
- Какие проверки электрооборудования необходимо проводить?