Приложение D (обязательное). Интервал размораживания

Приложение D
(обязательное)

Интервал размораживания

D.1 Общие положения

В настоящем приложении описан метод, предназначенный для определения интервала размораживания холодильных приборов при наличии одного или нескольких циклов управления размораживанием.

Существует три основных типа контроллеров размораживания:

- истекшее время - интервал размораживания в основном не зависит от внешних условий или нагрузки на холодильную систему. Контроллеры этого типа менее распространены, и в них могут использоваться механические или электронные средства управления;

- время работы компрессора - интервал размораживания зависит от количества часов работы компрессора (т.е. соответствует нагрузке на холодильную систему). Эти системы довольно распространены, в них обычно используются механические средства управления, и они эффективно работают только в системах с одной скоростью компрессора;

- переменные - интервал размораживания корректируется при обычном использовании с помощью автоматического процесса, который использует переменную (или переменные) рабочего состояния помимо или в дополнение к истекшему времени или времени работы компрессора для наилучшего соответствия холодильной нагрузке на испаритель при обычном использовании. В настоящее время эти системы довольно распространены, и в них обычно используются электронные средства управления.

Примечание - Контроллер размораживания, напрямую измеряющий холодильную нагрузку на испаритель, классифицируют как контроллер переменного размораживания.

Цель настоящего приложения заключается в создании основы для работы системы управления размораживанием и определении типичного интервала размораживания для каждого значения окружающей температуры. Для контроллеров времени работы компрессора на интервал размораживания также будут частично влиять настройка устройства управления температурой при испытаниях при заданной наружной температуре. Затем значение, определенное в соответствии с настоящим приложением, используется для определения энергопотребления в соответствии с пунктом 6.

D.2 Контроллеры истекшего времени размораживания

Для таких контроллеров интервал размораживания остается относительно постоянным (в часах) при разнообразных условиях работы. Хотя такие контроллеры встречаются довольно редко, но на некоторых рынках они присутствуют. В большинстве случаев интервал размораживания составляет менее 24 ч.

При использовании контроллера истекшего времени размораживания можно провести прямые измерения для определения значения фактически истекшего времени на контроллере. Допустимые испытания для прямого определения периода истекшего времени размораживания контроллера включают:

- прямое измерение параметров работы контроллера в приборе (т.е. измерение времени, в течение которого подается напряжение);

- работа контроллера времени в рабочем режиме на стенде отдельно от прибора.

Значение, помеченное на контроллере истекшего времени может быть неактуальным, например, если номинальная частота контроллера составляет 60 Гц, а рабочая частота устройства - 50 Гц. Контроллеры истекшего времени с одним номинальным значением могут отличаться, но поскольку в них обычно используется синхронный мотор, работающий на частоте сети, после определения интервала данные для каждого контроллера должны быть в большей степени единообразными.

Если контроллер истекшего времени недоступен (или если неизвестно, относится ли контроллер к этому типу), или если лаборатория не может провести прямые измерения работы контроллера, значение должно оцениваться посредством испытаний в соответствии с приложениями В и С, и во время испытаний должно быть собрано достаточно данных, чтобы определить типовой средний интервал размораживания, как указано ниже. Первоначально интервал размораживания определяют для одного состояния испытаний, которое затем может браться при любой наружной температуре и любой уставке настроек температуры. Затем определят два дополнительных интервала размораживания при других значениях окружающей температуры и/или установках настроек температуры. Необходимо определить значения не менее, чем для трех интервалов размораживания, в том числе как минимум одно значение для окружающей температуры 16 °С и одно значение для окружающей температуры 32 °С.

Вне зависимости от того, проводят ли для контроллера истекшего времени размораживания прямые измерения или полные испытания устройства, необходимо провести дополнительные испытания при других значениях окружающей температуры и/или настройках устройства управления температурой. Во время этих испытаний холодильный прибор может быть подвергнут пользовательским нагрузкам, таким как открывание дверец, и небольшим обрабатываемым загрузкам. Наблюдаемый интервал размораживания должен соответствовать измерениям истекшего времени. Если это не так, контроллер классифицируют как контроллер переменного размораживания.

Примечание - Цель этих испытаний заключается в том, чтобы определить, является ли какой-либо другой механизм более приоритетным, чем контроллер истекшего времени, при нормальной эксплуатации.

Чтобы контроллер можно было классифицировать как контроллер истекшего времени, коэффициент вариации (стандартное отклонение, деленное на среднее значение) всех измеренных интервалов размораживания должен составлять менее 10 % для трех или более определенных интервалов размораживания. Если прибор не соответствует данному требованию, его классифицируют как контроллер переменного размораживания.

Необходимо аккуратно проверять, действует ли контроллер истекшего времени при включенном нагревателе для размораживания. Это может зависеть от конструкции отдельных приборов.

Примечание - Одни и те же таймеры можно использовать в качестве контроллеров времени работы компрессора или контроллеров истекшего времени. Это зависит от их конфигурации холодильного прибора.

D.3 Контроллеры времени работы компрессора при размораживании

Для этих контроллеров интервал размораживания определяют только временем работы компрессора (или в некоторых случаях время работы компрессора плюс время работы нагревателя при размораживании). Для этих контроллеров используют компрессор с одной скоростью. Таким образом, интервал размораживания приблизительно обратно пропорционален общей тепловой нагрузке на холодильную систему (наружная температура и пользовательская загрузка). Наиболее распространенные контроллеры времени работы компрессора при размораживании работают в диапазоне от 6 до 12 ч работы компрессора (обычно это соответствует интервалам размораживания на уровне от 12 до 30 ч (истекшее время) при повышенной наружной температуре и немного большим интервалам при более низкой наружной температуре).

При использовании контроллера времени работы можно провести прямые измерения для определения значения фактического времени на контроллере. Допустимые испытания для прямого определения периода контроллера времени размораживания включают:

- прямое измерение параметров работы контроллера в устройстве (т.е. измерение времени, в течение которого подается напряжение);

- работа контроллера времени работы в рабочем режиме на стенде отдельно от устройства.

Значение, помеченное на контроллере времени работы компрессора может быть неактуальным, например, если номинальная частота контроллера составляет 60 Гц, а рабочая частота прибора - 50 Гц. Контроллеры времени работы с одним номинальным значением могут отличаться, но поскольку в них обычно используется синхронный двигатель, работающий на частоте сети, после определения интервала данные для каждого контроллера должны быть в большей степени единообразными.

Примечание - Одни и те же таймеры можно использовать в качестве контроллеров времени работы компрессора или контроллеров истекшего времени. Это зависит от их конфигурации в холодильном приборе.

Если контроллер времени работы недоступен (или если неизвестно, относится ли контроллер к этому типу), или если лаборатория не может провести прямые измерения работы контроллера, значение следует оценивать посредством испытаний, как указано ниже.

Испытания следует проводить в течение всего цикла управления размораживанием, не менее чем по одному для каждого значения окружающей температуры. Это необходимо для подтверждения того, что контроллер является контроллером времени работы, и для оценки значения . Выбранный период должен соответствовать следующим требованиям:

- первое размораживание должно удовлетворять требованиям к действительности, указанным в С.3;

- период испытаний должен включать по меньшей мере часть последующего периода размораживания и восстановления температуры, запускаемого автоматически без какого-либо вмешательства;

- в период испытания настройки устройства управления температурой не изменяются;

- во время испытания в прибор не добавляют обрабатываемую загрузку, дверцы прибора не открывают.

Приблизительное время работы компрессора для контроллера времени работы компрессора при размораживании для заданного набора данных испытаний, соответствующего данным требованиям, определяют по следующей формуле:

,

(25)

где - приблизительное время работы компрессора для контроллера времени работы компрессора при размораживании для периода испытаний, начинающегося с периода размораживания и восстановления температуры j, ч;

- измеренное время работы компрессора в часах с момента начала периода размораживания и восстановления температуры j до момента начала следующего периода размораживания и восстановления температуры j + 1;

- если таймер работает во время периода размораживания и восстановления температуры j - время в часах с момента остановки компрессора до его перезапуска в течение этого периода размораживания и восстановления температуры; если таймер не работает во время периода размораживания и восстановления температуры - нулевое значение.

Необходимо аккуратно проверять, действует ли контроллер времени работы компрессора при включенном нагревателе для размораживания. Это может зависеть от конструкции отдельных приборов. Если контроллер доступен, в этом можно убедиться посредством измерения напряжения на моторе контроллера времени работы при включенном нагревателе для размораживания.

Вне зависимости от того, проводят ли для контроллера времени работы компрессора при размораживании прямые измерения или полные испытания прибора, необходимо провести дополнительные испытания при других значениях окружающей температуры и/или настройках устройства управления температурой. Во время этих испытаний холодильный прибор может быть подвергнут пользовательским загрузкам, таким как открывание дверец, и небольшим обрабатываемым загрузкам. Наблюдаемый интервал размораживания должен соответствовать измерениям времени работы. Если это не так, контроллер классифицируют как контроллер переменного размораживания.

Примечание - Цель этих испытаний заключается в том, чтобы определить, является ли какой-либо другой механизм более приоритетным, чем контроллер времени работы, при нормальной эксплуатации.

В случае прямого измерения времени работы контроллера времени работы компрессора при размораживании в последующих расчетах используют измеренное значение .

В противном случае, для классификации контроллера как контроллера времени работы компрессора при размораживании, коэффициент вариации (стандартное отклонение, деленное на среднее значение) приблизительных значений времени работы компрессора должен составлять менее 10 % для рассмотренных интервалов размораживания. Если контроллер не соответствует данному требованию, то его классифицируют как контроллер переменного размораживания. При использовании оценочного времени работы значение , используемое в последующих расчетах, должно представлять собой среднее от всех измеренных значений.

После подтверждения это значение можно будет использовать для расчета фактического интервала размораживания для любой настройки устройства управления температурой, окружающей температуры и состояния обработки нагрузки в виде функции времени работы компрессора. Для всех холодильных приборов с контроллерами времени работы компрессора при размораживании процент времени работы следует указывать для условий стабильного состояния согласно приложению В, а дополнительное время работы компрессора (в часах) следует рассчитывать для периодов размораживания и восстановления температуры (согласно приложению С).

Интервал размораживания для каждого из условий испытаний и для каждой настройки устройства управления температурой определяют по формуле

,

(26)

где - приблизительный интервал размораживания (истекшее время) для каждой настройки устройства управления температурой и каждого значения окружающей температуры при испытаниях в часах, с учетом воздействия размораживания и восстановления температуры;

- указанное, измеренное или оценочное время работы контроллера времени работы компрессора при размораживании, ч;

- время работы компрессора (в процентах) в стабильном состоянии для каждой настройки устройства управления температурой и каждого значения окружающей температуры при испытаниях в соответствии с определением В.3.3 или В.4.3;

- типичное нарастающее время работы компрессора (в часах) для размораживания и восстановления температуры в соответствии с С.5 приложения С;

- типовое время работы нагревателя для размораживания в часах за период размораживания и восстановления температуры, если во время работы нагревателя для размораживания работает таймер, в противном случае значение равно нулю;

- равняется , если это значение больше нуля, в противном случае - типичное время нахождения компрессора в выключенном состоянии в период размораживания и восстановления температуры.

D.4 Контроллеры переменного размораживания

D.4.1 Общие положения

Для этого типа контроллеров интервал размораживания варьируется пропорционально замораживающей нагрузке на испаритель. Большинство систем не измеряют холодильную нагрузку на испаритель непосредственно (хотя это возможно), и системами этого типа обычно управляет программное обеспечение, которое использует ряд параметров для косвенной оценки холодильной нагрузки и проводят прогрессивную корректировку интервала размораживания. После работы нагревателя для размораживания система изучает соответствующие параметры за предыдущий период использования и при необходимости корректирует следующий интервал размораживания для его оптимизации и минимизации затрат энергии, связанных с размораживанием. Таким образом, прибор может пройти через обучающую последовательность при испытании, при котором выполняется прогрессивная корректировка интервала размораживания.

Цель D.4 заключается в оценке типичного интервала размораживания при нормальной эксплуатации на основе диапазона параметров, заявленного поставщиком.

Средства контроля переменного размораживания должны иметь диапазон возможных интервалов размораживания, отражающих накопление холода на испарителе. Если интервал размораживания постоянно будет слишком маленьким, энергия будет расходоваться впустую. Если интервал размораживания будет слишком большим, энергопотребление системы может быть слишком высоким из-за плохой теплопередачи замерзшего испарителя, и в ней даже могут возникнуть проблемы с удалением инея с испарителя, что приведет к долгосрочному скоплению льда и общему снижению производительности.

Чтобы прибор можно было классифицировать по настоящему стандарту как контроллер переменного размораживания, интервал размораживания должен различаться среди множества значений (или среди значительного числа шагов с надлежащим интервалом), отражающих холодильную нагрузку на испаритель при ряде действий, связанных с нормальной эксплуатацией, с учетом периода обучения контроллера переменного размораживания.

Переменное размораживание - термин, определенный в настоящем стандарте. Существует возможность, что если в приборах со средствами управления размораживанием при нормальной эксплуатации наблюдаются характеристики, значительно отличающиеся от показанных при сопоставимых условиях испытаний, то в этих приборах установлены обходные устройства.

D.4.2 Контроллеры переменного размораживания - заявленные интервалы размораживания

Для целей настоящего стандарта интервал размораживания для этого типа контроллеров определяют на основе расчетов с использованием функции заявленного наименьшего интервала размораживания и заявленного наибольшего интервала размораживания для окружающей температуры 32 °С.

Интервал размораживания для системы переменного размораживания определяют по формуле

,

(27)

где - интервал размораживания для окружающей температуры 32 °С;

- максимальный возможный интервал размораживания для окружающей температуры 32 °С, указанный производителем, в часах истекшего времени;

- минимальный возможный интервал размораживания для окружающей температуры 32 °С, указанный производителем, в часах истекшего времени.

Вне зависимости от инструкций, в отношении исходных переменных и , действуют следующие ограничения:

- обычно превышает 6 ч и не должен превышать 12 ч при наружной температуре 32 °С (истекшее время);

- не должен превышать 96 ч при наружной температуре 32 °С (истекшее время).

- должен быть больше при наружной температуре 32 °С.

Основой заявления о минимальном возможном интервале размораживания должен быть кратчайший воспринимаемый интервал размораживания при тяжелых условиях эксплуатации (например, при высокой нагрузке, частого открывания дверец, высокой влажности) при температуре рабочей среды 32 °С. Могут быть проведены испытания при высокой нагрузке для проверки заявленного значения. Заявленное значение максимального возможного интервала размораживания должно быть достижимо при условиях испытаний при всех температурах отделений на уровне или ниже уровня целевых температур в стабильном состоянии (см. приложение В) при наружной температуре 32 °С. Производители должны указывать все особые условия, требующиеся для достижения заявленного значения.

Испытания при других окружающих температурах с некоторой обрабатываемой загрузки (например, открытия дверец) могут проводиться для подтверждения работы контроллера размораживания в области значений или значительного количества ступенек с подходящими интервалами.

Значение при наружной температуре 16 °С должно в два раза превышать значение .

D.4.3 Контроллеры переменного размораживания - нет заявленных интервалов размораживания (требуется размораживание)

Если система относится к типу переменного размораживания, но производитель не может заявить никакие значения для и , потому что контроллер размораживания работает по требованию на основании толщины намерзания на испарителе, то в таком случае применяют следующие значения по умолчанию:

- - 6 ч при наружной температуре 32 °С (истекшее время);

- - 96 ч при наружной температуре 32 °С (истекшее время).

Это соответствует значениям по умолчанию в 24 ч и в 48 ч согласно формуле (27) и пункту D.4.2 для контроллеров переменного размораживания, относящихся к типу размораживания по требованию.

Примечание - Эту процедуру расчета используют, даже если система запускает размораживание основываясь исключительно на объеме намораживания на испарителе (а не с помощью временного алгоритма).

Чтобы контроллер размораживания можно было классифицировать как систему размораживания по требованию, он должен работать в области интервалов размораживания, реагируя на изменения морозильной нагрузки. Для соответствия использованию этих значений поставщиков могут попросить предоставить техническую информацию по способу работы системы размораживания по требованию.

D.4.4 Контроллеры переменного размораживания - не совместимые

Если система номинально относится к типу переменного размораживания, но при этом:

- производителем не указаны или не предоставлены значения и , и нет никаких свидетельств того, что для контроллера требуется размораживание, или

- прибор не соответствует требованиям к контроллеру с переменным размораживанием, потому что он не работает в наборе интервалов размораживания (или не содержит значительного количества ступенек с подходящим интервалом), или

- определено, что заявленные значения не соответствуют значениям, полученным при испытаниях. В этом случае используют следующие значения и :

- - среднее значение для 3 наблюдаемых интервалов размораживания при наружной температуре 32 °С с не более чем одним открытием дверцы за час, но не более 10,0 ч;

- - среднее значение для 3 наблюдаемых интервалов размораживания при наружной температуре 16 °С с не более чем одним открытием дверцы за час, но не более 20,0 ч.