Сервисное обслуживание систем кондиционирования

Центральные системы кондиционирования с внутренним размещением блоков могут проработать несколько десятилетий, но им нужно соблюдение технологического режима, профилактика, мелкий ремонт. Всем эти должен заниматься квалифицированный постоянный эксплуатационник, желательно техник или даже инженер. Для тех объектов, в которых сложные климатические системы работают постоянно, потребуется дежурный персонал

Эксплуатация и техническое обслуживание кондиционеров

Хотя кондиционеры сравнительно долговечны, им зачастую не уделяют достаточного внимания, что необходимо для эффективного и результативного функционирования.

Затраты на эксплуатацию обычного 35 кВт агрегата составляют примерно 2000 долларов США в год, а на его замену - 10000 долл. Реализация мероприятий по техническому обслуживанию в пересчете на год обходится очень недорого, предоставляя взамен такие преимущества, как снижение эксплуатационных затрат, повышение комфорта для пользователей и удлинение срока службы оборудования.

Резервы усовершенствования

Техническое обслуживание агрегатов - это постоянный процесс, и "наладку" необходимо производить ежегодно. Возможные направления эксплуатации и технического обслуживания агрегатов можно классифицировать в зависимости от двух их внутренних контуров, а именно: воздушного контура и контура хладагента. Техническое обслуживание и ремонт на воздушной стороне следует проводить перед тем, как заниматься системой охлаждения, так как большую часть проблем, связанных с охлаждением, нельзя успешно решить до тех пор, пока не будет правильно налажен воздушный поток. Например, измерение объема хладагента даст неточные результаты, если воздушный поток ограничен из-за загрязнения фильтров.

Фильтры

Фильтры выполняют две важные функции: они помогают поддерживать нужное качество воздуха в помещении, а также защищают расположенные в "нижней" части технологической схемы элементы системы кондиционирования воздуха (испарительный змеевик и вентилятор) от отложения грязи.

Карманные фильтры, изготовленные из хлопка или синтетической ткани, стоят дороже, но их рабочие характеристики лучше, чем у плоских фильтров из стекловолокна или ковриков из крученого полиэфира. Ткань способствует тому, что кпд фильтрации повышается с уровня ниже 20% примерно до 30%, а складки увеличивают эффективную площадь фильтров, уменьшают падение давления и продлевают срок полезной службы. Например, использование 2-дюймовых волоконных или полиэфирных фильтров в 35 кВт крышном агрегате обойдется примерно в 100 долл. в год в виде затрат на материал и стоимость рабочей силы, в то время как при использовании 2-дюймовых фильтров из гофрированной ткани затраты составят около 60 долл. в год. Более длительный срок службы карманных фильтров (шесть месяцев против двух месяцев) перевешивает их более высокую продажную стоимость.

Фильтр-рамы крышных имеют толщину (25 или 50 мм). Двухдюймовые (50 мм) карманные фильтры лучше, так как большее количество материала увеличивает площадь поверхности, задерживающей загрязняющие вещества, а снижение их скорости в сечении уменьшает величину падения давления. Некоторые 1-дюймовые (25 мм) рамы можно переделать на 2 дюйма (50 мм) и тем самым легко усовершенствовать систему фильтрации агрегата, для чего нужно просто повернуть направляющую, которая удерживает фильтры в нужном положении.

Промежутки времени между заменой фильтров можно определять в зависимости от величины падения давления на фильтре, на основании календарного графика или результатов визуального осмотра. Хотя два последних способа в случае крышных агрегатов применяют чаще всего, самым надежным способом оценить, насколько засорен фильтр, является измерение падения давления на воздушной стороне. Техник может установить штуцер для отбора давления, а затем проверить состояние фильтра с помощью ручного манометра; когда падение давления превысит установленный уровень, который обычно составляет примерно от 0,5 до 0,75 дюймов водяного столба (от 125 до 188 Па) выше уровня падения давления, характерного для нового фильтра,- фильтры пора менять. На установках, где засорение фильтров происходит через регулярные промежутки времени, можно измерить давление, чтобы определить соответствующие временные интервалы между заменой фильтров, после чего их замену можно производить по календарному графику. Такие промежутки времени по графику должны составлять от одного до шести месяцев в зависимости от степени засорения фильтров загрязняющими веществами, которые содержит воздух внутри и вне помещения, а также от типа фильтра.

Грязные фильтры, помимо прочего, снижают общий расход воздуха на 23% и сокращают производительность по охлаждению на 7%.

Секция охлаждения

Загрязнение секции охлаждения порождает две проблемы: 1, снижает расход воздуха в системе и напрямую снижает кпд теплопередачи змеевика, что приводит к существенному сокращению производительности по охлаждению.

Имеет смысл проводить осмотр змеевика не реже одного раза в год, чтобы проверить, справляются ли фильтры с работой. Проверяйте чистоту змеевика, измеряя силу тока на подающем вентиляторе и величину падения давления на фильтре/змеевике (при новых фильтрах). Если сила тока меньше, а падение давления больше, чем это было год назад (также при использовании новых фильтров), то расход через змеевик стал меньше - значит, змеевик загрязнен и требует очистки. Чистить испарительный змеевик следует с помощью электрического промывного устройства.

Подающий вентилятор

Вентиляторы агрегатов имеют муфтовые подшипники, которые представляют собой смазываемые беговые поверхности контакта "металл-металл". Их следует легко смазывать два-три раза в год рекомендованным для этой цели смазочным материалом. Полезно поместить рядом с подшипниками табличку с указанием периодичности смазки и типа смазочного материала, а также журнал обслуживания.

Более новые вентиляторы оснащены самосмазывающимися подшипниками в виде герметичных кассет, предварительно заправленных густой смазкой. Сменить густую смазку в этих подшипниках невозможно, так что когда они, наконец, выходят из строя - обычно через несколько лет службы - кассету с подшипниками необходимо заменить. О скором выходе подшипников из строя предупреждает чрезмерный шум, вибрация или выделение подшипником тепла.

В агрегатах время от времени можно встретить и обычные шарикоподшипники с густой смазкой. Самой распространенной проблемой, возникающей в связи с этими подшипниками, является избыток смазки, что может нанести такой же вред, как и ее недостаток.7 Правильный порядок действий здесь состоит в том, чтобы открыть сливную пробку и вводить густую смазку через наливной фитинг до тех пор, пока чистая смазка не начнет вытекать из сливного отверстия. Будьте внимательны, чтобы густая смазка или смазочное масло не попало на маховик или ремень шкива, так как это приводит к заеданию.

Центробежные вентиляторы будут все равно подавать какую-то долю обычного объема воздуха, даже работая в обратную сторону (примерно 50% расчетного расхода воздуха), так что подобная ситуация может не сразу стать очевидной. Наиболее распространенная причина работы вентилятора в обратную сторону - это переключение кабельных выводов на электродвигателе. Чтобы избежать этой проблемы, может оказаться полезным поместить таблички с четкими пояснениями на корпусе вентилятора, шкивах, электродвигателе и кабелях.

Вентиляторный ремень

Слабо натянутые ремни проскальзывают на маховиках шкива, что приводит к потере крутящего момента и быстрому износу ремней, в то время как слишком туго натянутые ремни создают чрезмерную боковую нагрузку на электродвигатель, приводя к быстрому износу подшипников. Правильного натяжения ремня можно добиться с помощью тензодатчика деформации, однако большинство технических специалистов регулируют натяжение, просто нажимая на ремень пальцем. И тот, и другой способ хороши, если соблюдать последовательность в их применении. Ремни также следует выравнивать с помощью поверочной линейки.

Некоторые специалисты отстаивают идею замены ремней один или два раза в год, другие оставляют ремни в работе до тех пор, пока они не порвутся. Обычный комплект ремней для подающего вентилятора 10-тонного (35 кВт) агрегата стоит от 5 до 10 долл., а вызов специалиста по техническому обслуживанию для замены порванного ремня стоит не меньше 65 долл., поэтому представляется целесообразным заменять ремни по графику, не дожидаясь, пока они порвутся. Хорошим способом повысить кпд приводного агрегата на 2-10% является замена стандартных ремней на зубчатые клиновые ремни.8 Дополнительные затраты на зубчатые клиновые ремни составляют около 20%.

Электродвигатель вентилятора

Электродвигатели подающих вентиляторов, которые монтируют сами изготовители оборудования, - это обычно асинхронные двигатели со стандартным кпд. Для новых агрегатов или для замены вышедших из строя устройств в существующем оборудовании стоит заказывать двигатели с повышенным кпд. Например, применив лучший из доступных асинхронный двигатель мощностью 2 л.с. (1,5 кВт) (с кпд 89,5% вместо 81,5%) в 10-тонном (35 кВт) агрегате, можно сэкономить на эксплуатационных затратах около 60 долл. в год при дополнительных вложениях в размере примерно 85 долл., то есть эти вложения окупятся за 17 месяцев.

Заслонка для наружного воздуха

Неправильное функционирование заслонки агрегатов - весьма распространенная проблема. Эта проблема может иметь серьезные энергетические последствия в регионах, где можно извлечь преимущества из использования экономайзера, а также, независимо от климата, оказать потенциально серьезное влияние на качество воздуха в помещении. Обслуживание заслонок состоит в очистке, смазке и проверке перемещения заслонки и обходится, в смысле затрат времени техника, в сумму примерно от 10 до 20 долл. Если речь идет о сокращении времени работы одного из 5-тонных (17 кВт) компрессоров 10-тонного (35 кВт) агрегата на 500 часов в год, то это сэкономит примерно 185 долл. в год.

После очистки и смазки заслонку следует проверить на возможность перемещения по всей ее траектории. После этого следует проверить уставку экономайзера. Несмотря на то, что многие экономайзеры настраивают примерно на 60 oF (16 0C), уставка может быть выше, достигая уровня температуры обратного воздуха (около 74 oF [23 oC]), чтобы обеспечить особо хорошую вентиляцию. Однако в высоковлажном климате или там, где наружный воздух сильно загрязнен, максимизировать приток наружного воздуха при низких температурах по сухому термометру может быть неоправданно.

Целоcтность корпуса

Из многих агрегатов дорогостоящий охлажденный воздух утекает через корпус. Беспроводная дрель и гайковерт с правой резьбой делает доступ к панели быстрым и легким и создает хорошие условия для замены винтов. Техникам, кроме того, следует иметь под рукой мешочек с винтами для замены отсутствующих винтов. Потеря 200 фут3/мин. (94 л/с) в случае 10-тонного (35 кВт) крышного агрегата снижает производительность по охлаждению и расход воздуха примерно на 5% и означает лишние энергетические затраты в размере свыше 100 долл. в год.10

Зарядка хладагентом чиллера

Существует целый ряд методов для проверки и корректировки заряда хладагента в системах охлаждения непосредственного расширения, начиная от измерения протяженности той части трубопроводов, где выступил конденсат, и кончая наблюдением через смотровое стекло. При осмотре 25 контуров хладагента на 18 крышных агрегатах выяснилось, что в 10 (40%) имел место избыточный, а в 8 (32%) - недостаточный заряд.11 Недостаточный заряд системы - это чаще всего результат утечек, в то время как причиной избытка заряда может быть то, что техник заправил агрегат в холодный день или ввел дополнительное количество хладагента, желая "исправить" ситуацию, если произошло обледенение испарительного змеевика, что, вероятнее всего, явилось следствием низкого расхода воздуха. На Рис. 4 показано, как отклонение от правильного объема зарядки хладагентом влияет на производительность агрегата.

Самый точный способ проверить и исправить зарядку хладагентом состоит в измерении перегрева и (или) недоохлаждения (либо, если агрегат снят с крыши, в том, чтобы точно отвесить нужное количество хладагента). Однако измерять перегрев и недоохлаждение имеет смысл только тогда, когда они коррелируют с нагрузками на конденсатор и испаритель. Техникам следует иметь толстую ткань или иное средство для блокирования воздушного потока через конденсатор в целях моделирования расчетных условий окружающей среды, либо справочную таблицу от изготовителя, содержащую данные о допустимом перегреве для различных температур окружающего воздуха. Величина перегрева для большинства систем непосредственного расширения должна находиться в диапазоне от 10 до 20 oF (от 6 до 11 oC).

Идея перегрева состоит в том, чтобы защитить компрессор, и поэтому теперь некоторые изготовители указывают в спецификации значения перегрева, замеренные на входе во всасывающую линию компрессора, а не там, где это традиционно делалось, т.е. у шарика термометра терморегулирующего вентиля. Разница в величине перегрева между двумя этими точками может достигать нескольких градусов-этого достаточно для серьезной ошибки при зарядке агрегата хладагентом.

Терморегулирующий расширительный вентиль

Некоторые специалисты по техническому обслуживанию возлагают вину за неисправности системы на терморегулирующий расширительный вентиль (ТРВ), однако пытаться отрегулировать винты внутренней пружины следует только после того, как исключено возможное влияние прочих факторов. Для крепления температурного датчика вентиля к всасывающей линии всегда должны применяться медные скобы (а не стальные хомуты или пластиковые застежки типа "молния"), чтобы обеспечить полную теплопередачу между шариком термометра и трубой.12

Компрессор чиллера

В девяноста процентах случаев замену агрегатов производят из-за отказа герметичного электродвигателя-компрессора.13 Замена компрессора - это очень серьезная операция, которая стоит от 1500 до 5000 долл. или даже больше в зависимости от его производительности по охлаждению. В ходе ежегодных проверок крышных агрегатов следует проводить электрические испытания и проверку масла.

Электрические испытания предназначены для проверки работоспособности двигателя компрессора путем измерения сопротивления заземления обмоток двигателя с помощью мегомметра, для чего требуется прибор стоимостью в 300 долл. и примерно 10 минут времени. Низкие показания мегомметра (обычно менее 100 Мегом) означают необходимость "осушения" системы путем монтажа фильтра-влагоотделителя и (или) обезвоживания системы с помощью глубокой откачки.

Проверку масла выполняют на площадке, вставляя небольшую ампулу-индикатор в служебный порт вентиля Шредера. Если в масле содержится кислота, то ампула-индикатор меняет цвет. Проверочные ампулы стоят около 10 долл. каждая, причем их можно использовать повторно до тех пор, пока проверка компрессора не даст отрицательный результат. Самое важное- проверить масло на наличие кислоты после отказа компрессора, однако это можно делать и в рамках ежегодного испытания. Системы, которые не пройдут такую проверку, следует оснастить одним или несколькими фильтрами-влагоотделителями, предназначенными для очистки системы от кислоты и влаги.

Если электропроводка агрегата выбрана неверно (например, с заниженными параметрами или в ином смысле), то слишком низкое напряжение может привести к повреждению двигателя компрессора (двигатель реагирует на низкое напряжение, потребляя больше тока, что резко увеличивает электрический нагрев в обмотках двигателя). Если есть основания подозревать наличие этой проблемы, а причину проблем, связанных с напряжением, устранить слишком трудно или это требует чрезмерных затрат, то на крышном агрегате прямо перед его главным рубильником можно установить защитный фазоиндикатор, что потребует затрат от 200 до 300 долл.15 Эти устройства отсекают питание от агрегата, когда напряжение выходит за допустимый диапазон (обычно составляющий плюс-минус 10%), и вновь запускают агрегат, когда условия становятся безопасными.

Змеевик конденсатора чиллера

Грязный змеевик конденсатора, повышающий температуру конденсации с 95 oF (35 oC) до 105 oF (41 oC), сокращает производительность по охлаждению на 7% и увеличивает потребление энергии на 10%, приводя к чистому падению кпд (компрессора) на 16%.16 Такое ухудшение рабочих характеристик на 10-тонном (35 кВт) агрегате, функционирующем при EER=9,0 в течение 2000 часов в год, приводит к потерям в виде лишних эксплуатационных затрат в размере около 250 долл. в год.17

Очистка конденсатора с помощью электрического промывного устройства, подающего чистящий раствор в поток воды высокого давления, обходится примерно в 50 долл. в виде затрат на рабочую силу и материалы. (Наносимые распылением чистящие растворы не дадут достаточного качества при очистке змеевиков с помощью щеток и шланга даже несмотря на то, что они способны высветлить наружную поверхность).18 Эти деньги будут потрачены разумно - очистка агрегата в данном примере окупается всего лишь за два месяца с небольшим, давая чистую годовую экономию в размере 200 долл. Серьезная процедура очистки конденсатора включает измерения - до и после очистки-перепада температур на змеевике для проверки результатов работы.

Вентилятор и электродвигатель конденсатора чиллера

Большинство двигателей вентиляторов конденсаторов оснащены шарикоподшипниками в виде герметичных кассет, не требующих смазки. Избыточный шум, вибрация или нагрев на подшипнике указывают на необходимость замены кассеты. Короткий цикл включения-выключения вентилятора конденсатора (три минуты или меньше) ведет к плохому управлению системой охлаждения и, возможно, преждевременному износу двигателя вентилятора. Эта проблема часто является следствием узости "мертвой зоны" регулятора давления на выходе для вентилятора конденсатора. Разумная величина "мертвой зоны" (от 20 до 50 фунтов на дюйм2 [от 138 до 345 кПа] между уставками начала и окончания срабатывания по давлению предотвращает краткость рабочих циклов вентилятора конденсатора.

Все кондиционеры - это сложные машины, которые быстро поглощают свою продажную цену за счет эксплуатационных затрат. Обеспечить техническое обслуживание и эксплуатацию этих агрегатов таким образом, чтобы снизить энергетические затраты и избежать дорогостоящих ремонтов, - это важная техническая и организационная задача, которая заслуживает пристального внимания со стороны управляющих зданиями и сооружениями и поставщиков услуг.