Защита от замерзания чиллера: уставка, причины и зимний режим

Защита от замерзания чиллера останавливает компрессор, когда вода или гликоль на выходе из испарителя остывает до уставки — на воде ориентировочно 3–4 °C. Лёд в узких каналах пластинчатого испарителя разрывает пластины, поэтому защиту не отключают и не занижают. Срабатывает она чаще всего из-за малого протока, слишком низкой уставки, малой нагрузки, нехватки хладагента или разбавленного гликоля, а зимой — ещё и от мороза у стоящего чиллера.

Как работает защита от замерзания

Датчик температуры стоит на выходе воды из испарителя. Когда температура опускается до уставки защиты, контроллер останавливает компрессор, а насос продолжает гнать воду. После нескольких срабатываний подряд контроллер обычно блокирует чиллер до ручного сброса.

Защита срабатывает выше нуля, потому что датчик видит среднюю температуру воды, а стенка пластин холоднее: с другой её стороны кипит хладагент. Насколько холоднее, показывает разница температур испарителя:

t_кип = t_вых − ΔT_и

t_кип — температура кипения хладагента, °C; t_вых — вода на выходе из испарителя, °C; ΔT_и — разница температур испарителя, при полной нагрузке ориентировочно 4–6 °C. Если защита сработала при 3,5 °C, а ΔT_и = 5 °C, хладагент кипит при −1,5 °C: стенки уже холоднее нуля, и лёд в каналах с медленной водой начинает расти. Поэтому на воде рабочую температуру на выходе не задают ниже 5 °C.

Рядом стоят ещё две защиты испарителя: реле протока останавливает компрессор, когда воды мало, а реле низкого давления — когда хладагент кипит слишком холодно. Как найти причину низкого давления, разобрано в справочнике о низком давлении в чиллере.

Уставка защиты для воды и гликоля

На воде уставку защиты ставят ориентировочно 3–4 °C, и при рабочей температуре 7 °C между ними остаётся место для дифференциала регулирования. На гликоле уставку ставят на 3–4 °C ниже рабочей температуры на выходе, а сам раствор выбирают так, чтобы он замерзал на 10 °C ниже неё. Тогда от защиты до льда остаётся 6–7 °C — больше, чем разница температур испарителя.

Пропиленгликоль (ПГ) и этиленгликоль (ЭГ) указаны в процентах по массе, температуры замерзания — как в расчёте концентрации гликоля. Точную уставку для своего чиллера берут из инструкции к нему.

Если контур перевели с воды на гликоль или поменяли концентрацию, уставку защиты меняет сервис. Как устроены уставки и кто их меняет, описано в справочнике о настройке чиллера.

Почему срабатывает защита от замерзания

• Мало воды через испаритель. Забит фильтр, воздух в контуре, прикрыты краны, двухходовые клапаны потребителей перекрыли воду. Вода в испарителе остывает сильнее расчётного, и защита срабатывает раньше реле протока.
• Низкая рабочая уставка. На воде задали ниже 5 °C: вода на выходе в конце каждого цикла опускается к уставке защиты.
• Малая нагрузка и мало воды. Компрессор охлаждает небольшой объём быстрее, чем контроллер успевает его остановить, и температура проскакивает ниже уставки. Объём добирают баком — расчёт объёма бака-аккумулятора.
• Нехватка хладагента. Давление кипения падает, хладагент кипит холоднее, и вода у стенок остывает раньше, чем на датчике.
• Разбавленный гликоль. После утечек контур подпитали водой, концентрация упала, а уставка осталась прежней. Концентрацию проверяют рефрактометром раз в сезон и после каждой подпитки.
• Датчик. Вынут из гильзы, стоит без теплопроводной пасты или неисправен. Его показания сверяют с термометром на выходе из испарителя.

Защита зимой, когда чиллер стоит

Чиллер на улице с водой в контуре может замёрзнуть и без работы компрессора: испаритель и трубы остывают от воздуха. У многих чиллеров есть зимняя защита — электрообогрев испарителя и пуск насоса, когда вода остывает ориентировочно до 4 °C. Она работает, только пока на чиллер подано питание и в контуре есть проток: при отключении электричества в мороз вода замерзает.

• Гликоль в контуре. Самый надёжный вариант: раствор выбирают по самой низкой температуре воздуха, чтобы он замерзал на 5 °C холоднее неё. Если в здании нужна вода, её отделяют промежуточным теплообменником — схемы в справочнике о теплообменниках чиллера.
• Слив на зиму. Чиллер, который зимой не нужен, сливают и продувают — порядок в справочнике об обслуживании чиллера.
• Обогрев и циркуляция. Подходят, только если питание резервировано, а трубы на улице утеплены и обогреваются кабелем.

Что делать по порядку

1. Не сбрасывать аварию сразу: сначала проверить, идёт ли вода через испаритель и какая у неё температура на входе и выходе.
2. Если проток упал или перепад давления на испарителе вырос, в каналах мог намёрзнуть лёд. Оставить насос работать с остановленным компрессором, пока тёплая вода его не растопит.
3. Проверить фильтр, краны, воздух в контуре, рабочую уставку и уставку защиты.
4. На гликоле проверить концентрацию и сравнить её температуру замерзания с уставкой защиты.
5. Если авария повторяется, вызвать холодильщика: давление кипения, заправка, датчик.

После того как испаритель однажды замёрз, его проверяют на герметичность: трещина в пластине пускает воду в контур хладагента и выводит из строя компрессор. Признаки — пузыри газа в воздухоотводчиках, масляная плёнка в воде, падение давления хладагента. Перемыкать защиту или опускать её уставку, чтобы чиллер доработал, нельзя. Остальные аварии собраны в справочнике об ошибках и неисправностях чиллера.

Что из этого следует для подбора

• Вода холоднее 5 °C — это гликоль, другая уставка защиты и индивидуальный подбор.
• Работа и стоянка зимой на улице указываются в задании на подбор: от этого зависят хладоноситель, обогрев испарителя и схема с промежуточным теплообменником.
• Объём воды и насос закладывают с запасом: малый объём и недостаточный проток — частые причины срабатывания защиты.