SteffBard — системы фазового перехода

 

Проекты.

Бюджетная фреонка, руководство к действию.

Published by xooler @ 2 февраля 2006

Примерно такие задачи я ставил себе, когда собирал свою первую систему из старого холодильника. Реальность оказалась намного суровей, система никак не хотела нормально работать и в итоге была разобрана на детали. Вторая система (уже из кондиционера =) ) была несколько лучше, но в итоге компрессор вышел из строя. Все комплектующие были б/у, и в итоге я осознал, что хорошая фреонка получится только из нового железа. Что блестяще подтвердилось на примере последней системы, сборку которой я постараюсь описать максимально подробно.

Из инструментов вам понадобится:

1.Горелка (Пропан, МАПП - газ, пропан-кислород). Критерием выбора является мощность, температура и форма факела пламени. Идеальная форма факела – конус. Большинство дешевых горелок, одевающихся на баллончик для заправки зажигалок для пайки высокотемпературным припоем не подходят. Запас газа на 2-4 часа работы. Горелка должна легко прогревать массивные медные детали до красного свечения.



2.Манометрический коллектор с комплектом шлангов для заправки и мониторинга давлений. Можно обойтись парой шлангов и универсальным манометром с краном, однако это менее удобно.

(кликните по картинке для увеличения)




3. Вакуумный насос / компрессор от старого холодильника, если ничего нет, то придётся обходиться без него. Если используется старый компрессор, необходимо припаять клапаны Шреддера на линии насыщения и откачки.

(кликните по картинке для увеличения)





4.Несколько разных напильников, труборез, ножовка по металлу, кусачки, плоскогубцы. Всё то, что есть почти в каждом доме.


5.Мультиметр с термопарой.

Необходимые материалы:
1.Припой Медно-фосфорный, 3-4 прутка.
2.Специальный флюс для высокотемпературной пайки латуни.
3.Трубка медная 6мм, 8мм, 10мм. Примерно по 0.5 метра каждой.
4.Хладагент (фреон), необходимо около 500-700 Грамм. Чем больше – тем лучше =).
5.Трубка капиллярная Диаметр 0.6-0.8мм, 2.5-3 метра.
6.2 сантехнический штуцера с наружной резьбой.
7.Стальной газовый шланг (сильфон) необходимой длинны, лучше с гайками.
7.Клапаны Шреддера 2-4 шт.

Выбор и изготовление комплектующих.

Компрессор. На нём придётся сэкономить в первую очередь. Дорогие Danfoss, L’Unite, Aspera и прочий импорт отпадают в первую очередь. Из оставшегося более-менее доступными являются отечественные производства “Холодмаш” и белорусского завода “Атлант”. В итоге был куплен компрессор “Атлант СК-175”. Его паспортная производительность составляет 193Вт при температуре -23.3’C, газ R-12. Не так уж и много, тем более на среднетемпературном фреоне. Если в наличии есть модель CK-200 – лучше купить её, т.к. она существенно мощнее.


(кликните по картинке для увеличения)



Конденсор. Оптимальным вариантом является одно-двухпроходный конденсор мощностью в районе 0.5 -0.8 кВт. Чем больше объём конденсора – тем больше фреона уходит на заправку системы, но итоговая производительность от этого практически не меняется. В отличии от цены. Участник форума под ником freon. поделился информацией о успешном функционировании фреонки, где конденсором является 10м медной трубки диаметром 6мм, свитой в спираль с зазорами 3мм.


(кликните по картинке для увеличения)




Фильтр.В моём варианте итальянский “De-Na”, 45 грамм, выводы 6мм и 3.2мм.



(кликните по картинке для увеличения)




Испаритель. Здесь всё зависит от ваших возможностей и желания. В идеале испаритель изготавливается на токарном или фрезерном станке из куска меди. Однако его вполне возможно изготовить вручную из ненужного кулера. Например из медного основания от известного своей шумностью кулера Thermaltake DragonOrb.

Для начала выбиваем основание из алюминиевой оправки с рёбрами.

(кликните по картинке для увеличения)



Затем пилим его на 3 части, размер частей примерно понятен из фотографии. Дефекты и борозды от ножовочного полотна можно устранить нагрев часть до оранжевого свечения и проковав на наковальне.


(кликните по картинке для увеличения)




Слева-направо:
1 часть (основание) – основание с напаянными кусочками медной проволоки, для создания зазора между деталями. Зазор необходим для снижения сопротивления потоку фреона.
2 часть (перегородка между уровнями) - шайба с отверстиями. В центральное отверстие вставляется капилярная трубка, через отверстия по краям газообразный фреон попадает во вторую камеру и откачивается компрессором.
3 часть со штуцером является крышкой испарителя.

Далее все три части заворачиваются в медный лист и срепляются стяжками из стальной проволоки. Медный лист необходимого размера можно получить разрезав вдоль толстую медную трубу. На фотографии штуцер уже припаян к крышке испарителя.


(кликните по картинке для увеличения)



В таком виде испаритель ставится на плиту, где с помощью горелки нагревается до интенсивного красного свечения и пропаивается. Припоя не жалеть. Штуцер припаивается с флюсом.


(кликните по картинке для увеличения)



После полного остывания испаритель отчищается от нагара. Чтобы частично избавится от нагара внутри я протравил его уксусной кислотой (по рецепту Clear66), а затем прокипятил в Фанте в течений 4х часов. После всех мероприятий испаритель был опрессован и отполирован. Опрессовка заключается в повышении давления внутри испарителя и поиске утечек газа. Для этого пригодится переходник из штуцера с внутренней резьбой и впаянного в него клапана Шреддера. Старый компрессор и шланги с манометрами также необходимы. Если опрессовать невозможно, остаётся положиться на качество пайки и удачу. Не жалейте припоя. Забегая немного вперёд скажу, что испаритель показал отличную эффективность.



(кликните по картинке для увеличения)




Испаритель готов и можно приступать к окончательной сборке системы. Для начала рекомендуется скомпоновать отдельные части системы, вырезать соединительные трубки и переходники.
Вот пример предварительной компоновки:




(кликните по картинке для увеличения)




Так как капиллярная трубка пойдёт внутри отсасывающего шланга в штуцере, который одевается на соответствующую трубку компрессора, в штуцере было просверлено дополнительное отверстие для входа капилляра. Фильтр желательно устанавливать максимально вертикально для уменьшения объёма заправки.



(кликните по картинке для увеличения)



При данном подходе к сборке системы пайка проводится в считанные минуты. Я намеренно не рассказываю что и куда паяется, т.к. схема сборки стандартна и материалы на эту тему в огромном количестве распространены в сети.



(кликните по картинке для увеличения)



Длинна капилляра 0.8мм диаметром, для данной системы, составляет 1.6 метра. Если взять больше 2.5м температура проседает очень существенно. Это значение более-менее универсально, т.к. позволяет эффективно использовать газ R22 вместо R12. Но об этом чуть позже.
В месте соединения гайки сильфона со штуцерами компрессора и испарителя необходимо проложить уплотняющие шайбы. Шайбы можно изготовить из фторопласта, алюминия или меди. Я настоятельно рекомендую использовать именно алюминий или мягкую медь т.к. с ними меньше всего проблем. В отличии от фторопласта они не нуждаются в повторном подтягивании и обеспечивают превосходную герметичность соединения.
В качестве теплоизоляции испарителя и отсасывающей трубки лучше всего подойдёт неопрен.

Газы, заправка, перезаправка.

Наконец пайка позади и можно приступать к самой важной и сложной части работы.
Для начала нужно вакуумировать систему. Для этого нужно подключить трубки от манометрического коллектора к линиям нагнетания и откачки. Третья трубка идёт на линию откачки вакуумирующего компрессора или вакуумного насоса. Если таковых нет, необходимо несколько раз накачать и стравить фреон, допускается кратковременное включение компрессора.

Кстати, а чем заправлять? На мой взгляд, есть два доступных варианта. Можно заправить систему штатным фреоном R12 и получить -30 на испарителе, но можно залить совместимый с данным компрессорным маслом R22 и опустить температуру до -40, также при заправке R22 вместо R12 возрастает хладопроизводительность системы. Я попробовал оба варианта.

Для справки: не стоит обращать внимания на давление, измеряемое на заправочном патрубке компрессора. В данном случае оно может очень сильно отличаться от реального на линии откачки. Ориентируйтесь по температуре на испарителе.

R22. На минимальной заправке (отлавливаем самую низкую температуру на испарителе, после чего прекращаем подачу хладагента) температура на испарителе составила -43’C. При установке на тестовую систему температура проседала примерно до -30 под нагрузкой. Процессор A64 2800+@2800Mhz 1.85V.
Вроде бы неплохо, но компрессор быстро нагревался до 65-70’C. Опасаясь за работоспособность компрессора, я перешел на R12.




(кликните по картинке для увеличения)




R12. Минимальная заправка, температура -32’C, под нагрузкой проседала до -23’C. Компрессор несколько холоднее, но всё равно горячий. Увеличиваем дозу хладагента и получаем перезаправку. Фреон не выкипает в испарителе, сильфон и часть компрессора обмерзают, компрессор очень хорошо охлаждается стекающим в него фреоном. Температура на испарителе намного выше (ближе к 0’C) чем при минимальной заправке. Это опасно! Попадание жидкого фреона в клапана компрессора может моментально вывести его из строя.



(кликните по картинке для увеличения)




Ни один из этих режимов для постоянной работы непригоден, нужно искать средний вариант. В итоге выяснилось, что оптимальным режимом является тот, когда при ненагруженной системе промерзает весь сильфон и чуть-чуть компрессор. При установке на процессор сильфон частично оттает и жидкий фреон в компрессор попадать не будет. Температурный режим работы компрессора сохранится на приемлемом уровне, но при использовании R22 нагрев будет более заметен. При таком режиме работы на ненагруженном испарителе удалось получить -39 для R22 и -30 для R12. При установке на процессор температура на испарителе увеличивается менее заметно. В итоге я остановился на R12.



(кликните по картинке для увеличения)



Фреонка почти готова, осталось одеть теплоизоляцию, и прикрутить систему на подставку. Вот что у меня получилось в итоге:




(кликните по картинке для увеличения)







(кликните по картинке для увеличения)






(кликните по картинке для увеличения)



Компрессор работает практически бесшумно, если замедлить вентилятор конденсора можно получить систему соперничающую по уровню шума со среднешумными воздушными кулерами.



(кликните по картинке для увеличения)




Считаем деньги:
1.Компрессор 1500р.
2.Конденсор 1100р.
3.Фильтр 40р.
4.Трубки, капилляр 150р.
5.Припой, флюс 150р.
6.Газ R22 60р./Кг. (Нужно не больше 500-700Гр.)
7.Теплоизоляция 150р.
8.Мелочи (Винты, колёсики для подставки, изолента и.т.п.) – 250р.
9.Испаритель (Кулер б.у.) – 100р.
10.Баллон для фреона от 200р.
Итого: 3700р.
Даже если купить баллон фреона (~1100р, к тому-же необязательно покупать полный баллон!), кран с манометром и шлангами (~650р) и приличную горелку (~800р) итоговая сумма не превысит 6500р. Можно поступить проще – собрать и заправить систему в конторе занимающейся установкой кондиционеров. Много денег попросить за это не должны.

Цель достигнута, остаётся расслабиться и получить удовольствие от выполненной работы. Впереди масса интересных экспериментов с различными процессорами и материнскими платами. И это прекрасно!

С уважением Владимир Агуреев aka пофигист.

Благодарности:
Sladky и xooler за помощь в приобретении комплектующих.
freon. за консультации по компрессорам “Атлант”.
А также все участникам фреоновой ветки на overclockers.ru за моральную поддержку и ценные советы.

Версия для печати

 




 

(С) Extreme Cooling Community 2005-2006