Ämne: Vakuumsugning av kylanläggningar och värmepumpar

[PerJ]

Vakuumsugning teorier och praktik.

Har följt diskussionen på forumet i flera månader och länge tänkt skriva några rader om vakuumsugning för att höja nivån och kunskapen ett snäpp.

Det är två saker man vill uppnå vid vakuumsugningen nämligen att man får ett system som är helt fritt på andra gaser än köldmediet samt även helt torrt från vatten.

De flesta gaser man kan tänka sig, luft, kvävgas mm, kommer om de finns kvar i systemet orsaka försämrad verkningsgrad pga att de kommer att samlas i kondensorn och blockera delar av den värmeöverförande ytan då de ej kondenserar och följer med runt i systemet, sko kondenserbara gaser. Det blir ungefär som luft i vattenradiatorer. Om man får ansamling av icke kondenserbara gaser i kondensorn så kommer man få en förhöjd kondenseringtemperatur och därmed försämrad verkningsgrad som följd eftersom anläggningen får arbeta med ett onödigt högt kondenseringstryck vilket försämrar verkningsgraden.

När det gäller vatten i systemet så är det två anledningar som gör att man inte vill ha det i systemet. En kortsiktig orsak och en långsiktig anledning. Den kortsiktiga orsaken är att om det finns fritt vatten i anläggningen så kommer vattnet att frysa om förångningstemperaturen ligger under noll grader. Vanligen fryser det i expansionsventilen vilket gör att vätsketillförseln till förångaren blockeras och kompressorn bryter på lågtryck. Det går i praktiken inte att köra anläggningen alls.
Den långsiktigare anledningen är att vatten bryter ned kompressorns smörjolja och bildar syror som angriper lacken på motorlindningen vilket gör att man riskerar kortslutning i lindningen. Dessutom så kan man få problem med sk kopparplättering i kompressorn vilket innebär att man på lagerytor m fl ställen får plättering av koppar och man riskerar att kompressorn skär.
Att en anläggning innehåller så mycket vatten att det fryser i expansionsventilen är nog mycket ovanligt. Det krävs så pass mycket vatten att det i praktiken har kommit dit av ren försumlighet vid installationen, det har tex. regnat in i öppna anläggningsdelar, eller av haveri på värmeväxlare. Att torka en vattendränkt anläggning kräver speciella kunskaper och min erfarenhet är att kylmontörer inte har den kunskap om hur man ska göra samt vad som krävs för att lyckas inom rimligt tid och kostnad. Anledningen är att det är ytterst ovanligt att man ställs inför problemet att torka en anläggning som innehåller MYCKET vatten, många gånger skrotar man anläggningen eftersom man tror att det är svårt/dyrt att få ordning på anläggningen igen, man saknar helt enkelt kunskapen och erfarenheten.

Vad ska man tänka på vid vakuumsugning?
Först och främst MÅSTE man ha en ABSOLUT-vakuumeter för att mäta resultatet vid vakuumsugningen. En absolutvakuumeter mäter trycket mot absolut vakum och inte mot atmosfärstryck som billigare vakuumetrar gör. Problemet man får om man inte använder en absolutvakuumeter är att lufttryckets förändring är betydligt mycket större än det tryck man vill mäta i anläggningen för att kunna avgöra om anläggningen är fri från vatten. Men vilket tryck måste man uppnå för att förvissa sig om att det inte finns vatten kvar i anläggningen? Trycket som man måste uppnå måste stadigvarande vara lägre än vattnets kokpunkt vid den temperature som den kallaste anläggningsdelen har vid vakuumsugningstillfället.

Vattnets kokpunk och volymitet vid olika temperaturer
-25ºC   0,6 mBar   1809 m3/kg
-20ºC   1,0 mBar   1131 m3/kg
-15ºC   1,6 mBar   721 m3/kg
-10ºC   2,6 mBar   467 m3/kg
-5ºC     4,0 mBar   308 m3/kg
0ºC      6,1 mBar   206 m3/kg
5ºC      8,7 mBar   147 m3/kg
10ºC    12 mBar    106 m3/kg
15ºC    17 mBar    78 m3/kg
20ºC    23 mBar    58 m3/kg

Som vi ser är trycket man måste uppnå för att koka bort vattnet relativt lågt samtidigt som att volymen vattenånga är betydande. Tex så ser man att ett kilo vatten som övergår till vattenånga vid 5ºC temperatur ger 147 m3 vattenånga! (det är få som skulle använda en ¼” slang för att fylla poolen…) De flesta kylmontörer använder ¼” eller i bästa fall 3/8” slangar till vakumpumpen samtidigt som de tryck man har tillgängligt för tryckfall i slangarna är ytterligt små. Trycket i anläggningen är i detta fall 8,7 mbar och en oändligt bra vakuumpump ger 0 mbar sugtryck. Man har alltså 0,0087 bar som ska övervinna tryckfallet i slangarna och schraderventil. Dessutom uppstår kritisk strömning i slangarna eftersom tryckförhållandet är så stort. Räknar man på detta så kommer man fram till att med ¼” slangar så kan man bästa fall torka i storleksordningen 10 g/h vatten ur anläggningen…. Alltså så litet tryckfall mellan anläggning och vakuumpump som möjligt.

För att vara säker på att anläggningen är torr så ska man kräva att montörer har en absolutvakumeter att mäta trycke med innan man fyller anläggningen med köldmedium. Trycket man ska nå ned till vid vakuumsugningen ska minst ligga  5ºC under den kallaste anläggningsdelens temperatur vid tillfället. Tex vakuumsuger man vid 0ºC utetemperatur ska man minst ned till 4 mBars tryck i anläggningen. Observera att detta tryck ska man hålla UTAN att vakuumpumpen är ansluten, vakuumet ska inte stiga på 30 minuter med avslagen vakuumpump.
Trycket ska inte stiga i anläggningen när vakuumpumpen stängs av, gör den det beror det på att det antigen finns en läcka eller att det finns vatten som fortfarande förångas och höjer trycket i den vakuumsugna anläggningen.
(Dåliga slangar mellan vakuumeter/manometerställ/anläggning gör ofta att trycket stiger eftersom luft diffunderar genom slangarna in i anläggningen, eller läckande packningar)

Kan man vakuumsuga vid en utetemperatur under 0ºC?
Ja!

Men det sluttryck man måste uppnå är som vi tidigare sett i tabellen tämligen lågt vilket förlänger och försvårar vakuumsugningen. Finns det vatten i anläggningen som is så kommer den att börja sublimmera, övergå från fast till gasfas, när mättnadstrycket runt isen är lägre än isens temperatur, så visst går det.

PerJ

[Janne El-Energi]

När man läser detta inlägg kan jag förstå att för att klara av att installera en VP eller kyl maskin med dess komponenter är inget som en lekman kan klara av utan det är stor kunskap bakom och praktisk erfaren het för att systemet skall bli bra och tillförlitligt.

Samtidigt säljer varuhusen L/L VP för under 10000:- med inst kit för att var man skall kunna installera sin VP själv. Med det priset blir det som det blir och hållbarheten / livslängden kan ej bli så lång som med proffsig installation som har aggr komplett färdig för lite mer men även det idag för överkomliga priser.

Man brukar säga -Skomakarn bli till din läst.
Men mitt ordspråk är - Bra man klarar sig själv.

Men om man ger sig på sådant man ej har full kontroll eller kunskap till kan man lätt gräva en grav för sig själv som är svår att komma upp från.

[oddman]

Hej
Jag blåste Argon igenom systemet i 10min (för att torka ut)  sedan vakumsög jag (1tim) och sedan fyllde jag med Argon till 10bar (kollade täthet efter 1tim) sedan vakumsög jag igen(2tim).
(Det var 16grader ute den dagen)
Fråga: Kan kvarvarande argon skada kompressorn?

Odd

[Ann O'Nym]

Hmm,
en liten fråga, mest av nyfikenhet:
Hur kommer det sig att du skickade in Argon i rören, om du såhär i efterhand tvivlar på att det är OK?

[oddman]

Jag pratade med en instalatör han använde kvävgas men sa att Argon fungerade lika bra.
Jag är inte orolig bara nyfiken

Odd

[PerJ]

Hej,

Först frågan om argonet kan skada kompressorn. troligtvis inte. Detta beroende på två olika orsaker.  Argon är en ädelgas som inte reagerar med andra ämnen, för det andra så om lyckades du med den sista vakuumsugningen så finns det i princip inget kvar i systemet.
Tex når man till 1 mbar tryck, så om anläggningen innehållt ren luft, så skulle den kvarvarande luften väga 1,2 g/m3 istället för som vid atmosfärstryck innehålla 1200 g/m3, det är alltså 1/1000-del av ursprungliga gasmängden kvar i systemet. Detta om man anser att luft och att luft beter sig som en ideal gas. Skulle volymen på systemet vara 10 liter (mycket för en DX-split) så innebär det att det skulle vara 0,012 g luft kvar i systemet och det torde vara försumbart. Exakt vad argon har för densitet vid atmosfärstryck har jag inte orkat leta reda på men det borde vara i samma storleksordning som luft. Absolutvakuum innebär att det inte finns några molekyler av någon gas eller vätska kvar i systemet.

Men den intressanta frågan är VARFÖR installatören rekommenderade att blåsa systemet och även göra en första vakuumsugning för att sedan fylla systemet med kvävgas för att sedan vakuumsuga på nytt.  Jag skulle bli förvånad om det finns någon teori som verkligen håller, och att den förklaring som eventuellt finns beror på att man försöker lösa ett symptom som man igentligen kunde lösa på ett enklare sätt. För varför förespråkas att man ska vakuumsuga flera gånger?

Det borde ju vara så att kommer man ned till erforderligt vakuum första gången så är ju systemet torrt. Kommer man ned till 1 mbar och dessutom man haft vatten i systemet så kommer den kvarvarande volymen i anläggningen vara fylld med vattenånga, men hur mycket blir det då? Om vi antar att systemet håller 15 grader och vi har 1 mbar och har en volym av 10 liter så är densiteten av den kvarvarande vattenångan att vara mindre än 1 g/m3, alltså har vi mindre än 0,01 g vatten kvar i vår anläggning. Detta kan torkfiltret som finns i anläggningen med lätthet klara.

Varför förespråkas då kvävgasfyllning och annat krångel?
Jag tror att det beror på att de gånger kylmontörerna råkat ut för vatten i anläggningarna har de haft stora problem att komma ned i vakuum. Detta i sin tur beror nog på att de inte vet hur en vakuumpump fungerar. Problemet man får när vattnet kokar av i  anläggningen är att när vattenångan når vakuumpumpen så späds oljan i vakuumpumpen ut, och vakuumpumpen slutar att suga och man kommer inte ned i tryck.

Men vad är det som verkligen händer i vakuumpumpen, varför slutar den att suga?
Om drifttemperaturen på vakuumpumpen är 70 grader och man suger in vattenånga vid lågt tryck och höjer trycket på ångan så kommer vattnet att kondensera, Eftersom vakuumpumpen håller 70 grader så kommer vattnet att kondensera vid 0,31 bar absolut alltså vid 0,7 bars undertryck jämfört med atmosfärstryck. Alltså kan inte vakuumpumpen blåsa ut vattenånga till fria luften som håller atmosfärstryck. Vattnet blir kvar i pumpkammaren, när kammaren öppnas mot sugsidan så förångas vattnet igen och med andra ord så suger inte pumpen in nåt nytt vatten och vakuumpumpen står och snurrar utan att utföra något vettigt arbete.

Hur kan man komma åt detta problem?
De flesta vakuumpumpar har en ballastventil, Den fungerar på så sätt att först så suger vakuumpumpen in allt den kan från sugsidan, när sugporten stängs öppnas en ny port och man fyller kompressionsrummet med luft från omgivningen. Denna luft kommer sedan att höja trycket i kompressionkammaren så att vakuumpumpen kan blåsa ut gasen och vattenångan till omgivningen. Alltså ska man komprimera vattenånga i en vakuumpump till atmosvärstryck så måste arbetstemperaturen på pumpen antingen hållas över 100°C eller så måste man tillföra en ballastgas i komprimeringen som hjälper till att höja trycket. Jag är ganska säker på att de flesta kylmontörer inte vet vad ballastventilen igentligen har för funktion. De flesta kör med den stängd. Har man sedan vatten i anläggningen får man problem. Man har kommit på att om man fyller kvävgas i anläggningen mellan vakumsugningarna går det lättare. Vad kvävgasen i verkligheten gör är att fungera som ballast i vakuumpumpen och underlättar på så sätt vakuumsugningen. Men det hade ju varit lättare att öppna ballastventilen, då hade man ju sluppit att släpa kvävgastuber...

Sen kan man ju fundera på om inte kylkillarna skulle förstå att vattenånga kondenserar när man höjer trycket på gasen, det är ju i praktiken samma fenomen som sker i en kylanläggning hela dagarna, man höjer trycket på köldmediet som man sedan kyler till vätska. Vatten kokar ju som bekant vid 100°C vid atmosfärstryck

PerJ

[messer]

Hej PerJ.
När kyl-killen monterade min LL-pump så provtryckte ham med kvävgas 27 kg tryck, väntade en viss tid samtidigt som han läcksökte med såpvatten, därefter släppte han ut kvävgasen.
På detta sätt tyckte han att denna läcksökningen var bättre än att testa med vacuum.
Och han sa att kvävgas var att betrakta som väldigt torr luft och därför blåste ut allt vatten.
Efter detta vacummsög han förståss som vanligt c:a 30 min.

Kan du kommentera lite kring tryck-testen och är kvävgasen så torr.

M.V.H
Messer

[kylmicke]

Kan det vara så att "kyl-killen" är van vid lite större anläggningar, då är måste man provtrycka.

[messer]

Hej
Det kan du säker ha rätt i men jag tror det är bättre att testa tätheten med 27 kg tryck än med 1 kg tryck, eftersom det är tryck i pumpen inte vacuum.
M.V.H
Messer

[PerJ]

Tryck och tötshetsprovningen av kylanläggningar av nya anläggningar vid nyinstallation är igentligen en annan fråga som inte hör samman med torkningen av anläggningen.

Tryckprovningen sker för att man ska se att köldmediets alla delar mekaniskt håller för det normala drifttrycket som finns i anläggningen. Är inte helt insatt i dagens regler, men jag tror att man ska provtrycka till ca 1,4 gånger avsäkringstrycket i anläggningen. Detta görs normalt med kvävgas från tuber som hålller 200 bar av praktiska skäl. Kvävgasen är torr samt man kan använda kvävgastuber istället för att släpa på kompressorer och torkutrustning för luft.

Eftersom jag inte är aktiv längre inom kylbranchen så vet jag inte om det finns ett undantag för små anläggningar när det gäller provtryckningen som kylmicke mer eller mindre menar. Men det skulle förvåna mig om ett undantag fanns i regelverket. Men som sagt så vet jag inte. Sista anläggningen jag jobbade med hade sugledning på DN250...

Normal arbetsgång vid installation är:
Montage
Provtryckning till erfoderligt tryck
Läcksökning
Vakuumsugning till erfoderligt tryck
Vakuumtest under lämplig tid med absolutvakuumeter
Fyllning av köldmedium
Uppstart av anläggningen
Driftoptimering

Messer,
I stort så tycker jag din kylkille gjorde rätt, det intressanta är om han använde en absolutvakuumeter. Absolutevakuumeter är den enda garantin som man i praktiken kan ha att ett system är torrt. Dessutom är det så att i praktiken så ser man direkt på vakummetern om man har en liten läcka, det krävs väldigt lite läckage för att trycket ska stiga det minsta. Från helt "tomt" vid vakuum så krävs det inte mycket för att trycket ska stiga.

PerJ

[Hakon]

Att provtrycka är väl aldrig fel, däremot så hoppas jag att "kyl-killen" sänkte
trycket till 0,5-1 bar innan han läcksökte med såpvatten.
 Vid 27 bar blir det inga bubblor,vid 0,5 bar blir det däremot det. och läcker
det så slutar det inte vid 0.5 bar.

27 bar förresten,vilken gas var det?
Vid provtryckning ska man minst ta kondenseringstrycketvid 55°C*1,43.(55° är inte mycket för en vp)
För R407C blir det 33,9 bar.

Ska man trycka så kan man ju göra det ordentligt.

[KOB (anbj)]

Men den intressanta frågan är VARFÖR installatören rekommenderade att blåsa systemet och även göra en första vakuumsugning för att sedan fylla systemet med kvävgas för att sedan vakuumsuga på nytt.  Jag skulle bli förvånad om det finns någon teori som verkligen håller, och att den förklaring som eventuellt finns beror på att man försöker lösa ett symptom som man igentligen kunde lösa på ett enklare sätt. För varför förespråkas att man ska vakuumsuga flera gånger?

Övertygelsen att kvävgas tar med sig fukt ur systemet är nog ursprungligen mera grundad på empiriska erfarenheter än teori. Kvävgas har använts minst de senaste 75 åren för att provtrycka köldmediekretsar. Är alltså inget nytt påfund. Att täthetsprova med kväve är givetvis vettigt (som messer skrev ovan) eftersom tryckskillnaden kan göras avsevärt större än vid vakuumsugning. Dessutom blåser läckorna utåt och kan därför detekteras enkelt och billigt med såpvatten.

Att det blev just kvävgas som betraktas som självklar beror ju inte på annat än att den förenar två starka önskemål. Nämligen att gasen ska vara både torr och billig.

Övertygelsen att kvävgasen drar med sig fukten ur systemet kom för så länge sen att man kan misstänka att de vakuumpumpar som då användes inte kan jämföras med dagens. Är inte ens säker på att det fans ballastventiler på pumparna då.

Om kvävet verkligen tar med sig fukt, kan inte jag belägga. Men jag vet att gamla kyltekniker inte tvivlar. Jag skulle inte bli lika förvånad som PerJ om det skulle dyka upp någon teori som verkligen håller. Frågan är bara om någon i forumet vill ta på sig researchjobbet som behövs för att klarlägga.

/Knut.

[Bertil]

Byter man ut luften mot kvävgas blir man ju fri den fukt som finns i ångform.

Eller?

[Roland]

Argon eller kväve från gasflaskor går på ett ut. Fukthalten är i bägge fallen några ppm (parts per million). I rumsluft är fukthalten ca 1 %. 

Att spola och vakuumpumpa flera gånger är standard när man vill ha ner syre- och fukthalten till väldigt låga värden men handlar det om värmepumpar borde en gång räcka.

Att provtrycka är väl aldrig fel, däremot så hoppas jag att "kyl-killen" sänkte
trycket till 0,5-1 bar innan han läcksökte med såpvatten.
 Vid 27 bar blir det inga bubblor,vid 0,5 bar blir det däremot det. och läcker
det så slutar det inte vid 0.5 bar.

Läckagehastigheten är proportionell mot kvadraten på trycket på högtryckssidan minus kvadraten på trycket på lågtrycksidan (i bägge fallen absoluttryck). Läcksökning vid 10 bar ökar läckaget för en given läcka med ungefär en faktor 100 jämfört med läcksökning vid 0,5 bar övertryck. Fast det kan vara svårt att se läckan om det läcker för mycket. Såpvattnet blåser bort.

[ustyrdal]

När det gäller provtryckning med gas har Arbetarskyddsstyrelsen klara direktiv.
Titta på http://www.av.se/regler/afs/1985_14.pdf
Högst 3 bar utan tillstånd!