Oznaczenia LBP, MBP i HBP określają zakres zastosowania sprężarki chłodniczej związany z ciśnieniem ssania oraz odpowiadającą mu temperaturą odparowania czynnika. LBP oznacza pracę przy niskim ciśnieniu ssania, MBP przy średnim, a HBP przy wysokim. Klasyfikacja ułatwia rozróżnienie sprężarek przeznaczonych do instalacji nisko-, średnio- i wysokotemperaturowych.
Skrót na tabliczce znamionowej lub w karcie katalogowej nie zastępuje jednak pełnej charakterystyki urządzenia. Granice poszczególnych zakresów mogą się nakładać, a ich dokładne wartości zależą od konstrukcji sprężarki, zastosowanego czynnika chłodniczego, temperatury skraplania, sposobu chłodzenia silnika i dopuszczalnej obwiedni pracy.
Prawidłowy dobór wymaga więc sprawdzenia nie tylko oznaczenia LBP, MBP albo HBP, lecz także wydajności chłodniczej w rzeczywistym punkcie pracy instalacji.
Czym są zakresy LBP, MBP i HBP?
Skróty pochodzą od angielskich określeń:
- LBP – Low Back Pressure, czyli niskie ciśnienie ssania,
- MBP – Medium Back Pressure, czyli średnie ciśnienie ssania,
- HBP – High Back Pressure, czyli wysokie ciśnienie ssania.
W chłodnictwie ciśnienie po stronie ssawnej pozostaje bezpośrednio związane z temperaturą nasycenia czynnika w parowniku. Z tego powodu oznaczenia LBP, MBP i HBP interpretuje się przede wszystkim jako zakresy temperatur odparowania, do których przystosowano daną sprężarkę.
Nie są to klasy mocy, wielkości ani wytrzymałości mechanicznej. Sprężarka HBP nie musi być większa ani mocniejsza od sprężarki LBP. Oznaczenie informuje o przewidzianym obszarze pracy, a nie o wartości wydajności chłodniczej.
Co oznacza back pressure w sprężarce chłodniczej?
Back pressure w tej klasyfikacji oznacza ciśnienie po stronie ssawnej sprężarki. Jest to ciśnienie par czynnika dopływających z parownika przez przewód ssawny.
Im niższa temperatura odparowania, tym niższe jest ciśnienie nasycenia czynnika. Instalacje zamrażalnicze pracują dlatego zwykle przy znacznie niższym ciśnieniu ssania niż układy chłodzące wodę lub powietrze do temperatur dodatnich.
Nie należy utożsamiać back pressure z ciśnieniem tłoczenia ani z ciśnieniem dopuszczalnym obudowy. Oznaczenie HBP nie informuje o wysokim ciśnieniu po stronie skraplacza. Dotyczy wysokiego — w porównaniu z pozostałymi klasami zastosowania — ciśnienia na ssaniu.
Jakie temperatury odparowania odpowiadają LBP, MBP i HBP?
W katalogach można spotkać następujące orientacyjne przedziały:
| Zakres | Orientacyjna temperatura odparowania | Typowe zastosowania |
|---|---|---|
| LBP | od około –35°C do –10°C | zamrażarki, komory mroźnicze, witryny niskotemperaturowe |
| MBP | od około –20°C do 0°C | chłodziarki, lady chłodnicze, komory chłodnicze |
| HBP | od około 0°C do +15°C | schładzanie cieczy, osuszacze, wybrane urządzenia procesowe i wysokotemperaturowe |
Podane wartości mają charakter orientacyjny. Nie istnieje jedna granica temperatury, która w każdej serii sprężarek bezwzględnie oddziela LBP od MBP albo MBP od HBP. Niektóre konstrukcje obejmują zakresy znacznie szersze i otrzymują oznaczenia łączone, na przykład L/MBP lub MBP/HBP.
Decydującym dokumentem pozostaje karta techniczna konkretnej sprężarki. Podana w niej obwiednia pracy określa dopuszczalne połączenia temperatury odparowania i skraplania oraz dodatkowe wymagania dotyczące temperatury gazu ssawnego, przegrzania lub chłodzenia sprężarki.
Co oznacza zakres LBP?
Sprężarki LBP są przeznaczone do układów pracujących przy niskich temperaturach odparowania i niskim ciśnieniu ssania. Najczęściej wykorzystuje się je w urządzeniach, które muszą utrzymywać temperaturę produktu lub przestrzeni wyraźnie poniżej 0°C.
Do typowych zastosowań należą:
- zamrażarki skrzyniowe i szafowe,
- komory mroźnicze,
- witryny do produktów mrożonych,
- kostkarki i urządzenia niskotemperaturowe,
- wybrane instalacje technologiczne wymagające ujemnej temperatury parownika.
Niska temperatura odparowania oznacza małą gęstość pary na ssaniu. W jednostce czasu przez sprężarkę przepływa wtedy mniejsza masa czynnika niż przy wyższej temperaturze odparowania. Konstrukcja sprężarki, silnika i układu chłodzenia musi być dostosowana do takich warunków.
Przykładem rozwiązania przeznaczonego do tej grupy zastosowań jest sprężarka LBP z zakresem odparowania od około –40°C do –10°C. Dokładny punkt pracy nadal trzeba dobrać na podstawie tabeli wydajności i parametrów całego układu.
Co oznacza zakres MBP?
MBP obejmuje sprężarki przeznaczone do średniego ciśnienia ssania. Stosuje się je głównie w chłodnictwie średniotemperaturowym, w którym przechowywany produkt ma pozostać schłodzony, ale nie zamrożony.
Zakres ten występuje między innymi w:
- komorach chłodniczych,
- ladach i regałach chłodniczych,
- chłodziarkach gastronomicznych,
- schładzarkach napojów,
- urządzeniach do przechowywania żywności w temperaturach dodatnich,
- wybranych układach chłodzenia procesowego.
Granice MBP bywają szerokie. Jeden z modeli o oznaczeniu MBP dostępnych w sklepie ma deklarowany zakres temperatur odparowania od –20°C do +10°C. Obejmuje on część obszaru często kojarzonego z LBP oraz część zakresu spotykanego w zastosowaniach HBP.
Klasyfikacja MBP nie oznacza zatem jednej temperatury roboczej. Informuje, że konstrukcja może pracować w określonym przedziale średnich ciśnień ssania, którego granice trzeba odczytać z danych danego modelu.
Co oznacza zakres HBP?
Sprężarki HBP są przystosowane do pracy przy wyższych temperaturach odparowania, a tym samym przy wyższym ciśnieniu ssania i większej gęstości zasysanego gazu.
W takich warunkach rośnie strumień masowy czynnika przepływającego przez sprężarkę. Zwiększają się również wydajność chłodnicza oraz obciążenie silnika. Sprężarka HBP musi mieć układ napędowy i elektryczny dostosowany do przewidywanego obciążenia w tym obszarze pracy.
Zakres HBP występuje między innymi w urządzeniach przeznaczonych do:
- chłodzenia wody i innych cieczy,
- osuszania powietrza,
- utrzymywania dodatnich temperatur procesowych,
- pracy z parownikami o stosunkowo wysokiej temperaturze,
- wybranych zastosowań klimatyzacyjnych i technologicznych.
Nazwa HBP nie oznacza, że sprężarka może pracować przy dowolnie wysokiej temperaturze odparowania. Górna granica obwiedni chroni silnik przed przeciążeniem prądowym i termicznym. Przekroczenie jej może nastąpić między innymi podczas rozruchu silnie nagrzanego urządzenia, jeżeli konstrukcja instalacji nie ogranicza chwilowego obciążenia.
Dlaczego zakresy LBP, MBP i HBP nakładają się na siebie?
Oznaczenia opisują grupy zastosowań, a nie sztywne przedziały ustanowione dla wszystkich sprężarek. Dwa modele należące do różnych grup mogą mieć częściowo wspólny zakres temperatur odparowania.
Przyczyną są różnice konstrukcyjne obejmujące:
- pojemność skokową,
- charakterystykę silnika,
- sposób chłodzenia uzwojeń,
- dopuszczalny prąd pracy,
- temperaturę tłoczenia,
- właściwości zastosowanego czynnika i oleju,
- przewidziane temperatury skraplania,
- wymagane przegrzanie gazu ssawnego.
Oznaczenie L/MBP informuje, że sprężarka została dopuszczona do pracy w części zakresu nisko- i średniotemperaturowego. Analogicznie MBP/HBP obejmuje obszar średniego i wysokiego ciśnienia ssania. Nie oznacza to automatycznie, że urządzenie może działać w całym zakresie od głębokiego mrożenia po chłodzenie wysokotemperaturowe.
Czy temperatura odparowania jest temperaturą w komorze chłodniczej?
Temperatura odparowania nie jest tym samym parametrem co temperatura powietrza w komorze, temperatura produktu ani nastawa sterownika.
Aby parownik mógł odbierać ciepło, temperatura nasycenia czynnika musi być niższa od temperatury chłodzonego środowiska. Różnica zależy od konstrukcji wymiennika, przepływu powietrza lub cieczy, obciążenia cieplnego, oszronienia i sposobu regulacji.
Komora utrzymywana na poziomie –18°C może wymagać odparowania na przykład przy znacznie niższej temperaturze. Nie oznacza to jednak, że każda instalacja dla –18°C pracuje w identycznym punkcie. Dobór temperatury odparowania jest częścią obliczeń cieplnych i konstrukcyjnych urządzenia.
Podobna zależność występuje w chłodnictwie dodatnim. Temperatura powietrza wynosząca +4°C nie oznacza automatycznie odparowania przy +4°C. Czynnik musi odparowywać w temperaturze zapewniającej przepływ ciepła przez powierzchnię parownika.
Dlaczego tego samego zakresu ciśnienia nie można przypisać wszystkim czynnikom?
Każdy czynnik chłodniczy ma własną zależność między ciśnieniem nasycenia a temperaturą. To samo ciśnienie ssania może odpowiadać różnym temperaturom odparowania zależnie od rodzaju czynnika.
Z tego powodu nie można przyjąć uniwersalnej zasady, według której konkretna wartość w barach zawsze oznacza LBP, MBP albo HBP. Przed przeliczeniem ciśnienia na temperaturę trzeba znać czynnik znajdujący się w instalacji i użyć właściwej tabeli lub wykresu ciśnienie–temperatura.
Znaczenie ma również sposób podawania ciśnienia. Nie wolno mieszać wartości bezwzględnych z wartościami manometrycznymi. Jednostki bar(a) i bar(g) odnoszą się do różnych punktów odniesienia, mimo że obie mogą być potocznie zapisywane jako „bar”.
W przypadku mieszanin zeotropowych przy obliczaniu przegrzania na wyjściu z parownika wykorzystuje się temperaturę punktu rosy odpowiadającą zmierzonemu ciśnieniu. Punkt pęcherzykowy znajduje zastosowanie po stronie cieczowej, między innymi przy obliczaniu dochłodzenia.
Jak zakres LBP, MBP lub HBP wpływa na obciążenie sprężarki?
Wraz ze wzrostem temperatury odparowania rośnie ciśnienie oraz gęstość gazu zasysanego przez sprężarkę. Przy zbliżonej objętości przetłaczanej w jednostce czasu oznacza to większy strumień masowy czynnika.
Skutkiem jest wzrost wydajności chłodniczej, ale również wzrost zapotrzebowania na moc i obciążenia silnika. Sprężarka LBP pracująca powyżej dopuszczalnego zakresu może pobierać prąd przekraczający wartość przewidzianą dla uzwojeń i układu zabezpieczeń.
Praca z bardzo niską temperaturą odparowania powoduje z kolei spadek gęstości gazu oraz strumienia masowego. Rośnie stopień sprężania, a temperatura tłoczenia może osiągać niebezpiecznie wysokie wartości. W hermetycznych konstrukcjach chłodzonych gazem ssawnym mały przepływ par może także ograniczyć odbieranie ciepła z silnika.
Obwiednia pracy uwzględnia współzależność tych zjawisk. Sam dopuszczalny zakres temperatury odparowania nie wystarcza, jeżeli temperatura skraplania znajduje się poza granicą przewidzianą dla danego punktu.
Co może się stać po zastosowaniu sprężarki z niewłaściwego zakresu?
Sprężarka dobrana wyłącznie według czynnika, napięcia lub zbliżonych wymiarów może uruchomić się poprawnie, a mimo to pracować poza dopuszczalnym obszarem. Konsekwencje zależą od kierunku niedopasowania.
Zastosowanie sprężarki LBP w układzie wymagającym HBP może prowadzić do:
- przeciążenia silnika wskutek nadmiernego strumienia masowego,
- przekroczenia dopuszczalnego prądu,
- zadziałania zabezpieczenia termicznego,
- przegrzewania uzwojeń,
- skrócenia trwałości sprężarki.
Sprężarka HBP pracująca w warunkach głębokiego mrożenia może nie osiągnąć wymaganej wydajności. Jednocześnie wysoki stopień sprężania i ograniczony przepływ gazu mogą pogorszyć warunki termiczne silnika oraz strony tłocznej.
Problemu nie rozwiązuje zastosowanie modelu o większej pojemności skokowej. Większa sprężarka nadal może mieć obwiednię niedostosowaną do wymaganej temperatury odparowania.
Jak prawidłowo dobrać sprężarkę chłodniczą?
Dobór należy rozpocząć od określenia projektowego punktu pracy instalacji. Potrzebne są co najmniej temperatura odparowania, temperatura skraplania i wymagana wydajność chłodnicza.
Następnie sprawdza się:
- zgodność sprężarki z czynnikiem chłodniczym,
- dopuszczalną obwiednię pracy,
- wydajność przy projektowej temperaturze odparowania i skraplania,
- pobór mocy oraz współczynnik efektywności w tym samym punkcie,
- temperaturę gazu ssawnego lub wymagane przegrzanie,
- sposób chłodzenia sprężarki,
- napięcie, częstotliwość i liczbę faz,
- maksymalny prąd pracy oraz wymagany układ rozruchowy,
- zgodność z olejem i wymagania dotyczące powrotu oleju,
- średnice oraz położenie przyłączy,
- sposób mocowania i wymiary urządzenia,
- przewidziany sposób regulacji wydajności.
Dopiero taki zestaw danych pozwala porównywać sprężarki chłodnicze dostępne w sklepie BORI. Sam skrót LBP, MBP albo HBP służy do wstępnego zawężenia wyboru.
Jak czytać tabelę wydajności sprężarki?
Wydajność chłodnicza sprężarki nie jest wartością stałą. Zmienia się przede wszystkim wraz z temperaturą odparowania i skraplania. Wpływ mają również przegrzanie, temperatura gazu ssawnego, dochłodzenie cieczy oraz zastosowana metoda prezentowania danych.
Każda wartość wydajności powinna być odczytywana razem z warunkami, dla których ją określono. Zapis:
- temperatura odparowania Te = –15°C,
- temperatura skraplania Tc = +45°C,
- wydajność chłodnicza 804 W
oznacza wydajność w konkretnym punkcie, a nie nominalną moc dostępną w całym zakresie.
W tabeli sprężarki o zakresie odparowania od –20°C do +10°C wydajność przy temperaturze skraplania +45°C wzrasta z 666 W dla odparowania –20°C do 1963 W dla odparowania +10°C. Ten sam model osiąga więc niemal trzykrotnie różną wydajność zależnie od punktu pracy.
Porównywanie dwóch sprężarek ma sens wyłącznie wtedy, gdy ich dane odnoszą się do tych samych warunków. Liczby podane dla innych temperatur lub innych zasad pomiaru nie są bezpośrednio porównywalne.
Jak ustalić rzeczywistą temperaturę odparowania?
Temperaturę odparowania wyznacza się na podstawie ciśnienia po stronie niskiej i zależności ciśnienie–temperatura właściwej dla danego czynnika. Pomiar wykonany przy króćcu ssawnym sprężarki może różnić się od ciśnienia w parowniku wskutek spadku ciśnienia w przewodzie ssawnym.
Do prawidłowej oceny potrzebne są:
- ustalony rodzaj czynnika,
- stabilne ciśnienie ssania,
- prawidłowa jednostka i punkt odniesienia ciśnienia,
- właściwa tabela ciśnienie–temperatura,
- temperatura przewodu ssawnego mierzona w odpowiednim miejscu,
- uwzględnienie spadków ciśnienia między parownikiem a sprężarką.
Różnica między temperaturą przewodu na wyjściu z parownika a temperaturą nasycenia odpowiadającą ciśnieniu określa przegrzanie. Sam pomiar temperatury rury nie pozwala ustalić temperatury odparowania bez znajomości ciśnienia i rodzaju czynnika.
Czy przy wymianie wystarczy wybrać ten sam zakres LBP, MBP lub HBP?
Zgodność zakresu zastosowania jest warunkiem koniecznym, ale niewystarczającym. Dwie sprężarki LBP mogą mieć zupełnie inną wydajność, pojemność skokową, charakterystykę silnika i obwiednię pracy.
Przy wymianie trzeba porównać wydajność w co najmniej jednym rzeczywistym punkcie pracy, a najlepiej w całym przewidywanym przedziale obciążenia. Równie istotne są parametry elektryczne, rodzaj oleju, sposób rozruchu, dopuszczalna temperatura gazu powrotnego oraz konstrukcja przyłączy.
Nie należy również utożsamiać oznaczeń LBP, MBP i HBP z rodzajem układu rozruchowego. Symbole dotyczące silnika oraz zastosowanie kondensatora rozruchowego lub pracy opisują oddzielne cechy sprężarki.
Podsumowanie
LBP, MBP i HBP określają zakres zastosowania sprężarki związany z ciśnieniem ssania oraz temperaturą odparowania. LBP odpowiada przede wszystkim chłodnictwu niskotemperaturowemu, MBP instalacjom średniotemperaturowym, a HBP układom pracującym przy wyższych temperaturach parownika.
Granice tych klas nie są uniwersalne. Mogą się nakładać, dlatego oznaczenie należy zawsze zestawić z kartą techniczną, obwiednią pracy i tabelą wydajności. Znaczenie mają również rodzaj czynnika, temperatura skraplania, obciążenie silnika, warunki chłodzenia oraz parametry elektryczne.
Dalsze informacje dotyczące doboru i eksploatacji elementów instalacji chłodniczych znajdują się w bazie wiedzy BORI.
FAQ
Co dokładnie oznaczają skróty LBP, MBP i HBP?
LBP oznacza niskie ciśnienie ssania, MBP średnie, a HBP wysokie. Oznaczenia odnoszą się do obszaru pracy sprężarki po stronie niskiego ciśnienia i są powiązane z temperaturą odparowania czynnika. Nie określają mocy, rozmiaru ani maksymalnego ciśnienia dopuszczalnego sprężarki.
Czy LBP zawsze oznacza sprężarkę do zamrażarki?
LBP jest typowym zakresem dla zamrażarek, komór mroźniczych i innych urządzeń niskotemperaturowych. Samo oznaczenie nie potwierdza jednak, że sprężarka pasuje do konkretnej zamrażarki. Trzeba jeszcze sprawdzić czynnik, wydajność przy wymaganej temperaturze odparowania, temperaturę skraplania i parametry elektryczne.
Czy sprężarka MBP może pracować w instalacji LBP?
Jest to możliwe tylko wtedy, gdy dopuszczalna obwiednia konkretnego modelu obejmuje wymagany punkt niskotemperaturowy. Niektóre sprężarki mają zakres oznaczony jako L/MBP, lecz typowy model MBP nie musi nadawać się do głębokiego mrożenia. Decydują dane techniczne, a nie podobieństwo wymiarów lub pojemności skokowej.
Czy HBP oznacza wysokie ciśnienie tłoczenia?
Nie. W rozwinięciu HBP występuje określenie „back pressure”, które w tej klasyfikacji odnosi się do ciśnienia po stronie ssawnej. Ciśnienie tłoczenia zależy głównie od temperatury skraplania i warunków pracy skraplacza. Dopuszczalne ciśnienia konstrukcyjne są podawane jako oddzielne parametry.
Dlaczego jedna sprężarka może mieć oznaczenie L/MBP?
Takie oznaczenie informuje o dopuszczeniu sprężarki do pracy w części zakresu niskiego i średniego ciśnienia ssania. Nie oznacza nieograniczonej pracy w każdej instalacji LBP i MBP. Trzeba sprawdzić, czy wymagane połączenie temperatury odparowania i skraplania mieści się w obwiedni urządzenia.
Jak rozpoznać, czy instalacja pracuje w zakresie LBP, MBP czy HBP?
Najpierw ustala się czynnik chłodniczy i mierzy ciśnienie po stronie niskiej. Następnie przelicza się je na temperaturę nasycenia za pomocą właściwej zależności ciśnienie–temperatura. Otrzymaną temperaturę odparowania porównuje się z zakresem pracy podanym w dokumentacji sprężarki.
Czy sama temperatura w komorze wystarczy do określenia zakresu sprężarki?
Nie, ponieważ temperatura komory nie jest temperaturą odparowania. Między powietrzem lub produktem a czynnikiem w parowniku musi występować różnica temperatur umożliwiająca przepływ ciepła. Jej wartość zależy od konstrukcji parownika, przepływu powietrza, obciążenia i warunków eksploatacji.
Czy moc elektryczna sprężarki określa jej zakres zastosowania?
Moc elektryczna nie określa bezpośrednio klasy LBP, MBP lub HBP. Dwa modele o podobnym poborze mocy mogą mieć inne charakterystyki wydajności i różne obwiednie pracy. Dobór należy oprzeć na wydajności chłodniczej w projektowym punkcie oraz na pełnych danych technicznych.
Co się stanie, gdy sprężarka LBP będzie pracowała przy zbyt wysokiej temperaturze odparowania?
Wyższa temperatura odparowania zwiększa gęstość zasysanego gazu i strumień masowy czynnika. Może to doprowadzić do nadmiernego poboru prądu, przegrzewania silnika i zadziałania zabezpieczenia termicznego. Długotrwała praca poza obwiednią skraca trwałość uzwojeń i mechanizmu sprężającego.
Czy pojemność skokowa wystarcza do znalezienia zamiennika sprężarki?
Nie. Pojemność skokowa pomaga porównać wielkość konstrukcji, ale nie określa samodzielnie wydajności w konkretnych warunkach. Zamiennik musi być zgodny również pod względem czynnika, zakresu LBP, MBP lub HBP, charakterystyki wydajności, zasilania, oleju, rozruchu i przyłączy.
