Vysoká jistota při vakuování chladicích a klimatizačních zařízení

Přesné měření vakua

Než je možné uvést do provozu chladicí či klimatizační zařízení, ale také tepelná čerpadla, jejichž činnost je založena na využití odpařování a kondenzace chladiva, je nutné zajistit, aby z jejich chladicího okruhu byly, před jeho naplněním chladivem, odstraněny nežádoucí látky. Z tohoto důvodu provádějí technici chladicích zařízení, nebo specializovaní pracovníci, tzv. vakuaci. Při vakuaci se z pracovního okruhu zařízení odstraňuje vzduch, plyny, vlhkost, zbytky olejů i chladivo v případě opravy zařízení atp. Používá se k tomu vakuové čerpadlo, které snižuje tlak v prázdném zařízení. Pokles tlaku snižuje nejen obsah plynů, ale i vypařovací teplotu vody, mazacích olejů a jiných cizorodých látek pod teplotu prostředí. Pak se tyto látky odpařují a společně s ostatními plyny jsou ze zařízení odsávány. Proces odpařování trvá určitou dobu, a to je příčinou, proč nepostačuje pouhé dosažení požadovaného stupně vakua, ale jeho trvání po určitou dobu.

Pro kontrolu kvality vakua během tohoto procesu nabízí trh nejrůznější přístroje. Následující příspěvek popisuje přístroje, které při vaukaci zajistí vysokou jistotu měření, účelné funkce a způsoby, jak si v praxi tuto práci usnadnit.

Obr. 2 • Pro zaručeně správné provedení vakuace zobrazuje nejnovější vývojový produkt firmy Testo AG, vakuometr testo 552, k hodnotám absolutního tlaku a teploty prostředí na displeji poprvé i aktuální teplotu odpařování vody a rozdíl teplot DT

Pro kontrolu vakuace je nutné měřit absolutní tlak uvnitř zařízení. Podle hodnoty tohoto tlaku a doby trvání vakuace lze posuzovat stupeň odstranění nežádoucích látek. Odhad většinou vychází jen ze zkušeností, nepodléhá tedy žádným, přímo měřitelným, fyzikálním souvislostem, a proto jeho výsledkem nemusí být nejlepší podmínky pro činnost zařízení. Přesné měření aktuálního absolutního tlaku a spolehlivá kontrola vakuace má velký význam. Pokud není vakuace zcela ukončena, nebo není správně provedena, zbylá vlhkost a zbytkové cizí látky v zařízení negativně ovlivňují jeho funkci. Například olej vytváří společně s vlhkostí kyseliny, které v nejhorším případě mohou poškodit kompresor. Proto mnozí výrobci doporučují pro vakuaci orientační hodnoty a požadují dokumentaci konkrétních výsledků měření procesu vakuace. Orientační hodnoty většinou zahrnují požadovaný minimální tlak a dobu, po kterou musí být jeho velikost udržována jako stabilní. Správné provedení vakuace, s předem stanovenými hodnotami, je většinou předpokladem pro poskytnutí záruky na testovaný systém.

Spolehlivost výsledku podpoří doplňkové informace

Přesné měření minimálních tlaků umožňují digitální měřiče vakua. Protože požadavky na přesnost a spolehlivost výsledků měření závisí i na konkrétním případě a místních rámcových podmínkách, lze podstatně spolehlivější údaje o správně probíhajícím procesu vakuace získat tehdy, má-li přístroj k dispozici další informace. K těm patří například údaje o odpařovací teplotě vody (T H₂O), která závisí na aktuálním absolutním tlaku. Při normálním tlaku prostředí Pamb = 760 mmHg, respektive 1013 mbar, činí odpařovací teplota vody 212 °F, respektive 100 °C.

Jestliže tlak v zařízení klesá, klesá i teplota odpařování. Pro úspěšnou vakuaci by rozdíl (delta T, DT) mezi teplotou prostředí a fyzikální teplotou odpařování, závislou na tlaku, měl činit nejméně 30 stupňů Kelvina. Proto například německý výrobce Testo AG přistoupil k tomu, že ve svém novém vakuo­metru testo 552 k měření absolutního tlaku a teploty prostředí jako první na trhu přidává i měření odpařovací teploty vody a teplotní rozdíl DT se záznamem těchto údajů na displeji. Tím je zajištěno, že vakuace bude po dosažení doporučeného rozpětí okolní a odpařovací teploty probíhat trvale bezvadně, že tedy dojde k odpaření nežádoucích látek a jejich odsátí vakuovým čerpadlem.

Přídavné informace poskytují, díky své vypovídací schopnosti, větší jistotu a dovolují získávat přesné a spolehlivé výsledky měření při různých teplotách prostředí a různých povětrnostních podmínkách. Pokud se vakuace provádí například v místě, kde jsou velmi nízké teploty, typicky venku v zimě, ale například i v chlazeném prostoru chladíren, mohou se údaje výrobce nebo hodnoty získané na základě zkušeností lišit od skutečně potřebných parametrů. Je-li teplota prostředí nízká, je třeba snížit i absolutní tlak v zařízení nebo prodloužit dobu vakuace. Pokud nejsou tyto rámcové podmínky vzaty v úvahu, nelze zaručit, ani při dodržení orientačních pokynů výrobce, že zařízení bude zbaveno nežádoucích látek.

Mimořádně výhodné je, pokud je měřicí přístroj vybaven funkcí alarmu. Je-li naměřený absolutní tlak stanoven jako prahová hodnota poplachu, zobrazí se jeho překročení přímo na displeji. Pracovník nemusí měřené hodnoty během vakuace, která za určitých okolností trvá poměrně dlouhou dobu, osobně průběžně sledovat, ale může mezitím provádět jiné práce na zařízení. Jakmile je vakuace ukončena, pohledem na displej zjistí, zda proces proběhl správně.

Bezúdržbové, trvale spolehlivé snímače

Většina vakuometrů zjišťuje absolutní tlak ve stanoveném bodě měření výpočtem prováděným na základě fyzikálních souvislostí mezi teplotou a tlakem za pomoci tzv. termistorového senzoru. Dnes jsou k dispozici i přístroje, které absolutní tlak měří velmi přesně přímo pomocí membrány (tzv. snímač absolutního tlaku). To má četné výhody. Patří k nim skutečnost, že tento snímač je mimořádně odolný vůči stárnutí a únavě materiálu a nevyžaduje žádnou údržbu. Odpadá jeho čištění, které se jinak musí provádět v předepsaných intervalech, nebo dokonce po každém měření, aby získané výsledky byly trvale spolehlivé.

Snímače absolutního tlaku nejsou, na rozdíl od termistorových senzorů, závislé na konkrétním druhu plynu nebo určité teplotě, takže poskytují přesné a spolehlivé výsledky po celou dobu své životnosti, a to při provozních teplotách mezi –4 až 122 °F (–20 až 50 °C) bez ohledu na rámcové podmínky. Za zmínku nepochybně stojí i mimořádně malý příkon těchto snímačů, který extrémně prodlužuje výdrž baterie v přístroji až na 2400 hodin, tedy asi 100 dní trvalého provozu.

Vysoká využitelnost v praxi

Kromě uvedených aspektů přicházejí pro výběr přístroje, vhodného pro každodenní používání, v úvahu i další kritéria. Mezi ně patří například komfortní obsluha, možnost dalšího efektivního zpracování naměřených údajů a rovněž životnost technického vybavení v provozních podmínkách. Kvalita vakuometru, stejně jako u jakéhokoli jiného přístroje, se posuzuje v neposlední řadě i podle toho, zda je vhodný pro drsné podmínky v běžné praxi. Vysoce přesné digitální vakuo­metry, jako nedávno na trh uvedený přístroj testo 552, tyto požadavky splňují svou stabilní a robustní konstrukci. Přístroj se vyznačuje i mimořádnou odolností vůči nečistotám, nárazům a proti vlhkosti má zajištěno ochranné krytí IP 42. To znamená, že spolehlivé výsledky poskytuje i při práci venku, za mírného deště nebo i po pádu přístroje.

Dvě přípojky (7/16“ UNF resp. 1/4" SAE) nabízejí značnou flexibilitu při výběru způsobu spojení přístroje s chladicím, resp. klimatizačním zařízením. Přípojku lze provést jako přímou nebo s využitím analogového/digitálního bloku ventilu. Rozhodnutí o variantě napojení přístroje na okruh chladiva, ať již přímého, přímého a samostatného s blokem ventilu nebo mezi blokem ventilu a vakuovým čerpadlem, si technik provede sám podle svých zkušeností, případně doporučení výrobce zařízení.

Ke snadnému použití přispívá i praktické stabilní závěsné zařízení, pomocí kterého lze vakuometr upevnit například na potrubí. V praxi se velmi osvědčil osvětlený displej, přehledně uspořádaná velká tlačítka, při jejichž používání není třeba svlékat rukavice a mimořádně velké zobrazení důležité hodnoty absolutního tlaku. Vybavení, orientované podle potřeb obsluhy, doplňuje funkce Auto-Off, která po dvou hodinách nečinnosti přístroj automaticky vypne.

Pro efektivní zpracování naměřených dat je možné připojit přístroj testo 552 komunikačním kabelem přímo na digitální měřicí přístroj testo 570. Pak lze hodnoty zjištěné při vakuaci ukládat do paměti, elektronicky dokumentovat nebo při měření online vizualizovat. Technik tím současně získá elektronický důkaz o správně provedené vakuaci, na jehož základě může zákazníkovi potvrdit záruku. Odpadá zdlouhavé ruční zapisování výsledků měření do protokolu, zejména u déle­trvajících vakuací větších zařízení, například v průmyslu. Měření online s elektronickým ukládáním a dokumentací naměřených údajů výrazně zvyšuje jistotu při kontrole.

Závěr

Spolehlivá vakuace chladicích a klimatizačních zařízení a tepelných čerpadel je předpokladem jejich dlouhé životnosti a energeticky úsporného provozu a předpokládá používání spolehlivé měřicí techniky. Vysokou spolehlivost nabízejí přístroje vybavené bezúdržbovou technologií snímačů absolutního tlaku, které poskytují po celou dobu své životnosti vysoce přesné a spolehlivé výsledky měření aktuálního tlaku a teploty a navíc se vyznačují mimořádně dlouhou dobou výdrže baterie. Robustní konstrukce, kompaktnost, jednoduchost manipulace i flexibilní možnosti připojení zaručují rychlou a efektivní práci.

Další výhodou je možnost ukládat naměřená data do paměti, dokumentovat a při měření online vizualizovat.

Pro většinu výrobců je takto zdokumentovaný proces vakuace, a dosažení doporučených orientačních hodnot, zásadním požadavkem pro poskytování záruky.

---

Tipy a triky z praxe

Bezvadná vakuace nezávisí pouze na výběru vhodného vakuometru.

V praxi se osvědčily určité postupy, které lze pro provádění vakuace doporučit:

• Měřicí přístroj ukazuje aktuální absolutní tlak na místě, kde je připojen. Přístroj by proto měl být v ideálním případě připojen v bodě co nejvzdálenějším od vakuového čerpadla. To zajistí, že v celém zařízení bude vytvořeno dostatečně hluboké vakuum a dojde ke spolehlivému odstranění vlhkosti a cizorodých látek. V praxi však tento způsob připojení nelze často z technických důvodů realizovat.
• Obecně platí: čím větší průměr zařízení, kterým se vakuace provádí (hadice, potrubí atd.), tím rychlejší vakuace.
• Dobu provádění vakuace ovlivňuje výběr vakuového čerpadla. Čím výkonnější čerpadlo, tím méně času si vakuace vyžádá.
• Při vakuaci se mají používat speciální hadice a závitové přípojky vhodné pro vakuum. Ty spolehlivě vyloučí vznik eventuálních netěsností, které prodlužují čas vakuace, zkreslují výsledky měření, a tím mohou ovlivnit funkci zařízení.
• Vakuometry by obecně neměly být vystavovány příliš vysokému tlaku, protože může dojít k poškození snímače. Přístroj má být proto po ukončení vakuace odpojen dříve, než bude zahájen další pracovní krok, tj. napouštění chladiva.