Чиллер часто включается и выключается: короткие циклы

Чиллер часто включается и выключается, когда вода в системе остывает до уставки быстрее, чем компрессор успевает отработать нормальный цикл: в контуре мало воды, дифференциал регулятора узкий или чиллер намного мощнее нагрузки. Реже короткие циклы дают аварии, которые сбрасываются сами: низкое давление, проток. Каждый пуск нагревает обмотки и смывает масло, поэтому компрессор с короткими циклами изнашивается в разы быстрее. Ниже — как отличить причину по поведению чиллера и как посчитать, сколько воды не хватает.

Сколько пусков допустимо

Производители спиральных компрессоров обычно допускают 10–12 пусков в час, а для надёжной работы сайт считает объём бака на 6 пусков в час: так компрессор работает каждый раз не меньше нескольких минут и успевает вернуть масло в картер. Пауза между пусками в контроллере задаётся отдельно, обычно 3–6 минут; если чиллер постоянно стоит в такой паузе, это уже признак коротких циклов. Как настраивают уставку, дифференциал и задержки, описано в справочнике о настройке чиллера.

Как понять причину по поведению

Аварии, которые сбрасываются сами, разобраны в справочниках о низком давлении и о реле протока. Здесь — о самом частом случае: аварий нет, а циклы короткие.

Как посчитать цикл и нужный объём

Самый короткий цикл получается, когда нагрузка равна половине ступени компрессора. Время цикла при известном объёме воды в контуре:

T = 4 × V × c × Δt / Q_ст

• T — самый короткий цикл «пуск — пуск», с;
• V — объём жидкости в контуре, л; c — теплоёмкость литра, кДж/(л·°C), для воды 4,187;
• Δt — дифференциал регулятора, °C; Q_ст — холодопроизводительность одной ступени, кВт.

Пример: чиллер 50 кВт с двумя ступенями, в трубах и аппаратах 150 л воды, дифференциал 2 °C. Ступень — 50 / 2 = 25 кВт. Цикл: 4 × 150 × 4,187 × 2 / 25 = 201 с, то есть 3600 / 201 = 17,9 пуска в час — в три раза больше нормы. Для 6 пусков в час (T = 600 с) нужно 25 × 600 / (4 × 4,187 × 2) = 447,8 л, значит, в систему добавляют бак около 300 л. Эту же формулу, таблицу на 1 кВт и пример для гликоля даёт расчёт объёма бака-аккумулятора.

Как убирают короткие циклы

• Бак-аккумулятор — главное решение: добавляет объём, не меняя чиллер. Ставят на обратку, перед чиллером.
• Шире дифференциал — с 1 до 2–3 °C, если процесс допускает такие колебания температуры. Вдвое шире дифференциал — вдвое длиннее цикл.
• Больше ступеней — модульная схема или несколько компрессоров: маленькая нагрузка закрывается маленькой ступенью. Подробнее — в справочнике о модульном чиллере.
• Инверторный компрессор снижает обороты вместо остановки и почти не делает пусков при частичной нагрузке — справочник об инверторном чиллере.

Типовые ошибки

• Увеличить паузу между пусками. Пусков меньше, но вода между ними уходит далеко от уставки, и процесс получает то тёплую, то холодную воду.
• Запас «на вырост» 50–100 %. Чиллер почти всегда работает на половине ступени, то есть в худшем режиме по пускам.
• Бак после потребителя по подаче. Холодная вода из бака сразу уходит к потребителю, а чиллер видит малый объём и продолжает тактовать.

Почему частые пуски перегревают компрессор, разобрано в справочнике о перегреве компрессора.

Что из этого следует для подбора

• Объём воды считают вместе с подбором чиллера: если в системе меньше 6–9 л на 1 кВт при двух ступенях (дифференциал 3 и 2 °C), бак закладывают в проект сразу.
• Запас по холодопроизводительности — 10–20 %, а не «с запасом вдвое».
• Нагрузка ночью и в выходные указывается в задании: по ней выбирают число ступеней или инвертор.