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.
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:
В замкнутой системе кондиционера при увеличении длины магистрали снижается давление в газовом и жидкостном трубопроводах. И оба эти явления дают негативный эффект.
В первом случае падает давление на входе в компрессор. В результате он захватывает хладагент меньшей плотности и его расход снижается. На выходе компрессор тоже выдает меньшее давление, вследствие чего падает температура конденсации, затем понижается температура испарения и обмерзает газовый трубопровод. Из-за этого компрессор может перегреться и выйти из строя.
При потере давления в жидкостном трубопроводе в хладагенте увеличивается доля газообразного фреона. И чем его больше, тем выше скорость движения хладагента по магистрали. А чем выше скорость движения фреона в магистрали, тем больше потеря давления. В результате процесс нарастает лавинообразно. Это можно увидеть на графике ниже.
Как видно, зависимость вовсе не линейная. Так, при длине магистрали 15 м потеря давления составит 400 Па. Если увеличить длину трассы в два раза – до 30 м, то потеря давления увеличится в 7 раз – до 2 800 Па. Поэтому увеличение длины магистрали кондиционер может не пережить.
Как можно нивелировать последствия удлинения магистрали
На практике нужно решить одну важную проблему: уменьшить потерю давления в трубопроводах. Для этого необходимо увеличить диаметр труб газовой магистрали, чтобы снизить скорость движения в них хладагента. Для расчетов можно воспользоваться формулой:
где ΔР – падение давления;
λ – коэффициент гидравлического трения;
d – диаметр трубопровода;
ρ – плотность хладагента;
V – скорость хладагента.
Из формулы видно, что, уменьшив скорость движения фреона в два раза, мы в 4 раза уменьшим потерю давления, а значит, во столько же раз можем увеличить длину магистрали. На практике цифры несколько скромнее и уменьшение скорости фреона в два раза приводит примерно к такому же уменьшению потерь давления.
Изменение производительности кондиционеров при изменении диаметра газового трубопровода можно проследить на следующем примере:
Максимальные перепады высот
С этим показателем все одновременно и проще, и сложнее. Проще, потому что производители всегда его указывают. А сложнее, потому что изменить его не получится.
Современные модели бытовых кондиционеров могут работать при перепаде высот между наружным и внутренним блоком до 5–10 м. Для полупромышленных кондиционеров этот показатель выше – до 15–20 м. Новейшие промышленные климатические системы типа VRV допускают перепад высоты между внутренним и наружным блоками почти до 90 метров.
Заключение
При установке кондиционеров логично придерживаться рекомендаций производителя по максимальной длине фреоновой магистрали и не делать ее короче трех метров. Искусственно увеличивать длину трубопровода можно только на горизонтальных участках за счет изменения диаметра газовых труб. Заявленный производителем перепад высот не удастся изменить в бо́льшую сторону.
