Техническое описание ciC система

34/1 (07.92)

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

CiC - система

электронного охлаждения одноступенчатых регулируемых герметичных поршневых компрессоров с помощью управляемого впрыска хладагента.
Содержание:

Общие сведения
Описание функций
Область применения
Описание цепей охлаждения
Компоненты (составляющие) CiC
Электрические соединения
Функции выключения
Технические характеристики

1. Общие сведения.

Применение хладагента R22, взамен R502, в низкотемпературных системах предъявляет особо высокие требования к компрессору и системе смазки.

Температура нагнетаемого газа с повышением давления конденсации очень быстро достигает непозволительной величины. При длительной эксплуатации в таких условиях стабильность масла, в смеси с хладагентом, падает и, как следствие, снижается срок службы компрессора.

Снизить температуру нагнетания удается путем применения специальной системы охлаждения, использующей управляемый впрыск жидкого хладагента во всасывающую полость компрессора. Появился надежный способ ограничивать температуру нагнетания в четырех- и шестицилиндровых поршневых компрессорах.

2. Описание функций.

Дальнейшее повышение мощности компрессоров с внешним принудительным воздушным охлаждением, например, с системой VАRICOOL, невозможно. Причина этого – малая благоприятность, при возрастании мощности нагревание двигателя и компрессора до внешней охлаждающей поверхности компрессора. Для охлаждения компрессора до допустимого температурного предела BITZER применяет систему, когда всасываемый газ охлаждается внешним принудительным воздушным охлаждением и дозированным впрыском хладагента в дозированной комбинации.

Центральное устройство этого комбинированного метода охлаждения – электронная CiC-система с управляющим модулем (2), датчиком температуры (3) и импульсным клапаном впрыска (5). Основная функция этого устройства – непрерывный контроль температуры нагнетаемого газа и оценка (измерение) его управляющим модулем.

Когда определяется превышение величины, жидкий хладагент впрыскивается во всасывающую магистраль компрессора (после двигателя) и направляется против горячих стенок цилиндров при помощи специальной форсунки (4). Импульсный инжекционный клапан (5) обеспечивает точное дозированное количество (точную дозировку).

Жидкий хладагент охлаждает зону цилиндров, причитающуюся испарению, и в то же время снижает температуру (перегрев) всасывающего газа, поступающего от двигателя. Этот метод комбинируется с принудительным воздушным охлаждением, когда так же поддерживается температура нагнетания одноступенчатой компрессии на уровне расчетном (допустимом) для практических условий. С понижением температуры впрыск прекращается и возобновляется, когда требуется.

В случае недостаточного охлаждения и чрезвычайных условий работы компрессор отключается для безопасности. Неисправность может быть зарегистрирована при помощи потенциально свободного релейного выхода.

Жидкий хладагент

Рис.1 Поршневой герметичный компрессор с CiC системой и дополнительным вентилятором.

Компрессор.
Блок управления системой CiC.
Датчик температуры.
Форсунка впрыска хладагента.
Импульсный электромагнитный клапан впрыска жидкого хладагента.
Дополнительный вентилятор.

3. Область применения.

Несмотря на высокую степень развития этой системы охлаждения, область (границы) применения должна быть более узкой, чем для двухступенчатых компрессоров подобной мощности, в соответствии с техническими условиями. Должно быть принято во внимание, что впрыск хладагента для охлаждения компрессора эффективнее при специфических условиях.

С большим количеством инжекции, ожидаемом при особенно высоких температурах охлаждения (экстремальные условия работы) возрастает опасность существования смывания масляной пленки на поверхности цилиндров, ожидаемой пропорционально выпариванию хладагента. В дополнение вместимость потока от испарителя уменьшается и соответственно мощность охлаждения и коэффициент полезного действия уменьшается.

Следующий BITZER девиз "максимум эксплуатационной надежности и эффективности", эта система может быть рекомендована когда температура конденсации есть функция непрерывного плавающего управления. У всасываемого газа перегрев должен быть возможно малым, а температура испарения не должна достигать малой величины. Впрыск хладагента должен быть периодическим и, следовательно, влияние уменьшения мощности и опасность большого износа движущихся частей значительно уменьшаются.

Следующая диаграмма показывает зону применения. Наиболее экстремальные условия ограничиваются пунктирной линией.

Температура кипения [ºС]

Рис.2 Область применения системы CiC в одноступенчатых компрессорах.
Систему CiC можно применять и при более высоких температурах кипения (t₀_max=-5ºC). Границы области ее использования в одноступенчатых поршневых компрессорах соответствуют температуре всасывания не выше 25ºC.
4. Описание цепей охлаждения.

Цепь охлаждения в основном идентична другим обычным технологиям. Наиболее важное отличие – дополнительное трубное соединение жидкостной линии на импульсный клапан впрыска (5) на компрессоре (1).

Чтобы исключить образование паровых пузырей в жидкости на входе в клапан 5, дополнительную трубку врезают в жидкостную магистраль снизу на горизонтальном участке (рис.3).

Перед клапаном 5 устанавливают фильтр тонкой очистки 8 и смотровое стекло 7 для визуального контроля за процессом впрыска. Трубка, соединяющая жидкостную магистраль с клапаном впрыска, должна иметь диаметр 10 мм (3/8").

Цепи наблюдения и управления имеют высокое влияние на процесс впрыска и, следовательно, на общую эффективность работы. Вследствие этого перегрев всасываемого пара, так же как и разность между давлениями конденсации и всасывания, должны поддерживаться по возможности на минимальном уровне.

Рекомендации:

Изоляция общей линии всасывания (короткая длина труб).
Регенеративный теплообмен по возможности должен быть исключен
Малое давление конденсации (каплеобразования) в трубах и компонентах.
Малая разность температур в испарителе и конденсаторе.
"Интеллигентное" управление (контроль) конденсатором минимально возможная плавающая температура конденсации.

Рис.3 Схема установки с одноступенчатым поршневым компрессором и

оборудованным системой CiC

Обозначения к рис.3:

Компрессор
Блок управления системой CiC
Датчик температуры нагнетания
Форсунка впрыска жидкого хладагента.
Импульсный электромагнитный клапан
Дополнительный вентилятор обдува головки
Смотровое стекло
Фильтр тонкой очистки
Конденсатор
Жидкостной ресивер
Терморегулирующий вентиль (ТРВ)
Испаритель

* элементы относящееся к системе CiC
5. Составляющие компоненты CiC.

Когда компрессор поставляется в комплекте с CiC-системой, управляющий блок (2), температурный датчик (3) с соединительным кабелем и форсунка (4) всегда смонтированы. Форсунка (две форсунки для 6-цилиндровых компрессоров) запечатана наружной гайкой и колпачком.

Импульсный клапан впрыска (5) с трубным соединителем, упакован отдельно во избежание поломок при транспортировке и должен быть смонтирован перед опрессовкой (см. п. 5.5).

В случае повторной сборки CiC-системы все компоненты поставляются отдельно упакованными и должны быть смонтированы в соответствии с последующим описанием.

5.1. Подготовка к установке.

Внимание! Компрессор под избыточным давлением (защитный газ). Сбросьте давление до нормальной величины перед началом работы с компрессором.
5.2. Управляющий блок (2).

Фиксирующая (крепежная) скоба (2а) должна быть сначала закреплена к корпусу двигателя. Для этого винты (2с) на рис. 4 должны быть удалены. Крепежная скоба затем крепится с применением более длинных винтов (из комплекта поставки), которые должны быть закреплены с усилием 125 Нм.

Управляющий блок должен быть закреплен на скобу винтами М4х8. Крепежные отверстия в управляющем блоке доступны после снятия крышки.

Как альтернатива стандартного положения, на корпусе двигателя блок может быть расположен в другом месте, т. е. на раме.

Рис.4 Крепежная скоба для крепления блока управления системы CiC на компрессорах.

2а - крепежная скоба; 2с - удлиненные крепежные болты.
5.3. Температурный датчик (3).

Расположение температурного датчика для каждого случая показано на рис. 5. Защитная пробка (1/8"NPTF) должна быть откручена и заменена температурным датчиком. Для обеспечения удовлетворительной защиты резьбы температурного датчика элемент должен быть обмотан тесьмой (лентой). Усилие затягивания – 10-13 Нм.

Кабель датчика проложен к контрольному блоку (2) через предварительно установленный сальник и соединен с контактами Т21/Т22. Экран должен быть соединен с контактами РЕ/2. Остальные детали электрических соединений см. п.6 рис. 9 и 10.

Обратите внимание на соединение кабеля и удостоверьтесь в удовлетворительном контакте и прочности соединения.
5.4. Форсунка (4).

Расположение форсунок для каждого случая показано на рис. 5:

4-х цилиндровые модели – 1 форсунка (поз. 4)

6-ти цилиндровые модели – две форсунки с разных сторон (поз. 4 и 4а)

Перед установкой форсунок проверить, что они свободны от загрязнений.

Должны быть использованы только предназначенные для определенного компрессора отверстия.

Транспортная пробка (1/8"NPTF) должна быть удалена и заменена подходящей форсункой. Для обеспечения удовлетворительной защиты резьба должна быть обмотана лентой (тесьмой). Усилие затягивания – 10-13 Нм.

3 – отверстие для датчика температуры; 4 – отверстие для форсунки

Вид сбоку (со стороны противоположной смотровому стеклу)

3 – отверстие для датчика температуры; 4 – отверстие для форсунки размером 1.65”;

4а – отверстие для форсунки размером 1.2”

Рис.5 Места крепления датчика температуры и форсунки (форсунок) впрыска для компрессоров.

5.5. Импульсный инжекционный клапан (5).

Позиция установки показана на рис. 6, 7, 8 в соответствии с моделью компрессора. Клапан всегда устанавливается с необходимой соединительной трубой (в том числе – наружная гайка) для форсунок (4). Для 6-ти цилиндровых компрессоров труба разветвленная.

Когда форсунка (две форсунки для 6-ти цилиндровых компрессоров) фабричной сборки, первое незначительное разжимание изоляционной (защитной) гайки и сброс избыточного давления защитного газа, затем гайка (гайки) могут быть удалены. Следующий шаг – соединение присоединительной трубы к форсунке и подтягивание гайки, используемой второй открытый конец соединителя к замку форсунки.

Входящая в комплект крепежная скоба (5а) и зажимной хомут (5b) должны быть установлены на 4-х цилиндровом компрессоре (см. рис. 6/7).

Перед установкой крепежного скобы и зажимного хомута вначале припаивают к входному патрубку клапана впрыска трубопровод отбора жидкого хладагента. Во время пайки клапан нуждается в защите от перегрева, которую осуществляют с помощью соответствующих приемов, обеспечивающих охлаждение клапана. Точно такие же приемы следует использовать и для снижения температуры других деталей, находящихся в зоне пайки и чувствительных к перегреву.
5.6. Монтаж крепежной скобы (5а) и зажимного хомута (5в) для импульсного инжекторного клапана.

Для предотвращения вибрации и напряжений (натяжения труб) импульсный инжекционный клапан защищается при помощи крепежной скобы.

Крепежная скоба устанавливается в каждом случае болтами с цилиндрическими головками. Болты показанные на рис. 6, 7, 8 должны быть удалены и эта процедура должна быть подобрана к соответствующей модели компрессора:

типы 4Z-5.2 до 4N-12.2 (рис.6)

Крепежная скоба должна быть установлена совместно с крепежной стойкой (В) для добавочного вентилятора. Для этого вначале отвинчивают один из шестигранных болтов головки блока цилиндров и на его место ввинчивают до упора шпильку (С), входящую в комплект поставки дополнительного вентилятора. Крепежную скобу надевают на шпильку взамен плоской шайбы болта головки блока и прикручивают гайкой М10, зажимая тем самым одновременно не только угольник, но и крышку головки блока. Момент затяжки гайки 80 Нм.

Подготовка остальных компонентов должна быть сделана в соответствии с рис. 6. Импульсный инжекционный клапан удерживается скобой (5а), зажимным хомутом (5b), прикрученным к скобке (болтами и гайками 5с/5d).

Для частей воздушного охлаждения, без добавочного вентилятора, монтажная скоба крепится нормальными болтами с цилиндрическими головками.

типы 4J-13.2 до 6F-40.2 (рис.7/8)

В этих моделях крепление выполнено нормальными болтами с цилиндрической головкой (В). Болты, показанные на рис. 7/8 должны быть убраны, а затем установлены с монтажной скобой. Усилие затяжки 80 Нм.

Подготовку остальных компонентов выполнять в соответствии с рис. 7/8. Импульсный инжекторный клапан крепится трубной арматурой и фиксируется к скобе (болты и гайки 5с/5d).

Рекомендации крепления добавочного вентилятора см. в Техническом описании № 32.
5.7. Кабельное соединение между управляющим блоком (2) и импульсным инжекторным клапаном (5)

Эта часть не входит в комплект CiC-системы. Соединение должно быть выполнено обычным трехжильным кабелем, рассчитанным на 230В. Защита должна быть сделана таким образом, чтобы кабель не касался горячих частей компрессора. Остальные детали, относящиеся к электрическим соединениям см. п.6.

Рис.6 Положение импульсного инжекторного клапана при установке на 4-х цилиндровые компрессора мод. 4Z-5.2…4N-12.2 (катушка условно не показана).

Форсунка
Импульсный инжекторный клапан

5а. Крепежная скоба

5b. Зажимной хомут

5с. Болт М6х12

5d. Гайка М6

А. Головка цилиндров

В. Крепежная стойка для дополнительного вентилятора

С. Шпилька

D. Гайка М10

Е. Пружинная шайба

Рис.7 Положение импульсного инжекторного клапана при установке на 4-х цилиндровые компрессора мод. 4J-13.2 bis…4G-20.2 (катушка условно не показана).

4. Форсунка

5. Импульсный инжекторный клапан

5а. Крепежная скоба

5b. Зажимной хомут

5с. Болт М6х12

5d. Гайка М6

А. Головка цилиндров

В. Болт головки цилиндров

Рис.8 Положение импульсного инжекторного клапана при установке на 4-х цилиндровые компрессора мод. 6J-22.2 bis…6F-40.2 (катушка условно не показана).

Форсунка “1.65”

4a. Форсунка “1.2”

5. Импульсный инжекторный клапан

5а. Крепежная скоба (2-х типов)

5b. Зажимной хомут

5с. Болт М6х12

5d. Гайка М6

А. Головка цилиндров

В. Болт головки цилиндров

6. Электрические соединения.

Электрические соединения двигателя, а так же устройств защиты и дополнительных компонентов не изменяется при применении CiC-системы. В дополнение – добавочная защита по температуре нагнетаемого газа не требуется: функция этой защиты так же встроена в CiC-систему.

Компоненты СiС полностью готовы к работе они должны быть соединены в соответствии со следующей схемой (рис.9). Обобщенные цепи управления показаны на схеме рис. 10

1 2 3

1 кОм

Рис.9 Схема подключения элементов CiC к блоку управления:

Контакт клапана впрыска
Контакт аварийной сигнализации
Контакт предохранительной цепи
Клеммы подключения электропитания
Ручное включение системы CiC

А1/А2 – аварийная сигнализация (напряжение на клеммах отсутствует)

М1/М2 – цепь управления контактором компрессора (напряжение на клеммах отсутствует)

L/N – напряжение электропитания

PE – клеммы для подключения заземления

PE/1-PE/2 – клеммы для подключения экранирующей оплетки кабеля датчика температуры

R10 – датчик температуры

Y5 – клапан впрыска (нормально закрытый)

K1 – контактор компрессора

F14 – предохранитель блока управления системы CiC, рассчитанный на ном. силу тока 4А

Рис.10 Схема подключения системы CiC для одноступенчатых герметичных поршневых компрессоров.

Обозначения к рис.10:
Bl Управление термостатом

B6 Управление модулем CiC

F1 Главный предохранитель

F2 Предохранитель компрессора

F3 Предохранитель системы управления

F4 Устройство защиты двигателя INT69VS

F5 Защита по давлению масла

F6 Низкотемпературный выключатель

F7 Высокотемпературный выключатель

F12 Предохранитель цепи нагрева масла

F13 Предохранитель дополнительного вентилятора

F14 Предохранитель модуля CiC (4A)

H1 Сигнальная лампа «Неисправность двигателя»

H2 Сигнальная лампа «Неисправность по давлению масла»

H3 Сигнальная лампа «Неисправность CiC

K1 Контактор 1PW

K2 Контактор 2PW

K6 Контактор дополнительного вентилятора

K5 Встроенный контактор

K1T Реле времени "PW-start" (0.5сек)

K2T Реле ограничения частоты пусков - (300сек)

M1 Компрессор

M4 Дополнительный вентилятор

Q1 Главный выключатель

R1-6 ПTC-датчик (двигатель)

R8 Нагреватель картера

R10 PT 1000-датчик «температура нагнетания»

S1 Переключатель «возврат INT69VS»

S2 Возврат CiC

Y1 Соленоидный вентиль «разгрузка при пуске»

Y2 Соленоидный вентиль «жидкостная линия»

Y5 Импульсный инжекторный клапан «CiC –системы»

7. Назначение/функции включения (контроля)
7.1. Предварительное измерение/выключение (контроль)

контроль, что постоянный резистор (1кОм) включен между контактами Т11/Т12 контрольного блока;
контроль питающего напряжения и его величины;
контроль правильного соединения выходного релейного контакта;
выключение питающего напряжения.
Релейный выход М1/М2 может быть закрыт примерно через 2 сек после обнаружения неисправности. (Неисправность регистрируется релейным выходом А1/А2 не позднее, чем через 2 сек), обрыва температурного датчика (Т21/Т22) или постоянного резистора Т11/Т12)

7.2. Контроль обрыва в кабеле датчика или короткого замыкания датчика

 Контроль питающего напряжения и его величины.

 Обрыв в кабеле контактов Т21 или Т22

 Включение питающего напряжения

релейный выход М1/М2 остается открытым;
релейный выход А1/А2 (тревога) должен одновременно закрыт.

 Включение питающего напряжения снова (функция возврат).

 Восстановление контакта кабеля датчика в первоначальное положение и соединение контактов Т21/Т22 куском кабеля. Выключатель питающего напряжения.

релейный выход М1/М2 остается открытым;
релейный выход А1/А2 (тревога) должен одновременно закрыт.

 Выключение питающего напряжения (в то же время функция "возврат"). Восстановить перемычку между контактами Т21/Т22 и затянуть контакты с кабелем датчика.
7.3. Проверка функционирования инжекционного охлаждения.

 Выключить питающее напряжение дополнительного вентилятора

 С воздухоохлажденным конденсаторным агрегатом применяется борт (доска, преграда) отдельного компрессора воздушного протока.

 Пускает компрессор/систему в нормальном состоянии.

 Через некоторое время измеряет температуру в линии нагнетательного газа (яркая металлическая поверхность около 10 см после выходного отверстия выключает клапан, а может, выключенного клапана)

Когда температура достигнет 110°С

если давление всасывания уверенно в положительном диапазоне, закрыть входное отверстие клапана до достижения температуры порядка –40°С (градуируется) соответствующие измерения при выключенном клапане
если давление всасывания всегда очень низкое и температура конденсации тоже низкая временно возрастает давление конденсации, т. е. прикрывается впуск воздушного потока или выключается индивидуальный вентилятор

 Еще раз измеряет температуру нагнетания. Когда температура около 120°С±5К релейный контакт 11/12 будет периодически открываться и импульсный инжекционный клапан (рис. 9/10 поз. 5) будет соответственно открываться и закрываться.
Внимание!

Если клапан постоянно открыт и температура постоянно растет или выключается защита (авария регистрируется А1/А2) следующие причины могут быть представлены:

малый расход хладагента (газовые пузырьки в смотровом стекле инжекторного клапана)
процесс снаружи рабочих пределов (температура испарения очень низкая, температура конденсации и/или температура всасываемого газа очень высокая)
многофункциональное или блокирование клапана (засорился фильтр)
засорилась форсунка (рис. 5 поз. 4 или 4а)

 Исправьте неисправность и повторите проверку. Если защита выключена, нажмите кнопку "возврат" или выключите питающее напряжение (в обоих случаях не менее, чем через 2 сек).

 Выключи компрессор и проверь плотность закрытия клапана. Возможный случай – виден поток жидкости в смотровое стекло (рис. 3 поз. 7) или замерзание после клапана или в районе форсунки.

 Найди причину и устрани неисправность.

 Следующие измерения должны быть проведены перед финальной проверкой:

открыть всасывающее отверстие клапана (если в закрытой позиции);
вернуть регулятор давления конденсации (если изменен) в нормальное положение;
включить питающее напряжение на добавочный вентилятор, убрать заслонку с воздушного потока воздухоохлаждаемого конденсатора.

8. Технические характеристики

Питающее напряжение	230±10%
Питающая частота	50/60 Гц
Потребляемая мощность	max 2ВА
Продолжительность включения	100%
Тип датчика	РТ1000
Релейный выход
Напряжение	max 250В
Ток	max 8А
Мощность	max 2000Ва
Предохранитель и выключающий контакт	max 5А
Подключение	винтовое соединение для 1,5 мм²
Рабочая температура	-20°С - +55°С
Относительная влажность	10...95%RH без конденсации
Защита корпуса	1Р54
Вес	450г

Рис .11 Размеры CiC – модуля.