Загальні проблеми та рішення рідких холодоагентів у системах охолодження
1. Міграція рідкого холодоагенту
Міграція холодоагенту означає накопичення рідкого холодоагенту в картері компресора, коли компресор вимкнено. Поки температура всередині компресора нижча за температуру всередині випарника, різниця тиску між компресором і випарником буде переміщувати холодоагент у більш прохолодне місце. Це явище найчастіше трапляється в холодні зими. Однак для кондиціонерів повітря та теплових насосів, коли конденсаційний блок знаходиться далеко від компресора, міграція може відбуватися, навіть якщо температура висока.
Після вимкнення системи, якщо її не ввімкнути протягом кількох годин, навіть якщо немає різниці тиску, може виникнути явище міграції через притягування холодоагенту в картері до холодоагенту.
Якщо надлишок рідкого холодоагенту мігрує в картер компресора, на початку роботи компресора виникне сильний хлопок рідини, що призведе до різних несправностей компресора, таких як розрив пластини клапана, пошкодження поршня, поломка підшипника та ерозія підшипника (холодоагент змиває масло з підшипників).
2. Перелив рідкого холодоагенту
Коли розширювальний клапан виходить з ладу, вентилятор випарника виходить з ладу або блокується повітряним фільтром, рідкий холодоагент переповнюється через випарник і потрапляє в компресор через всмоктувальну трубу у вигляді рідини, а не пари. Під час роботи агрегату через перелив рідини, що розріджує охолоджуючу оливу, рухомі частини компресора зношуються, і тиск оливи знижується, що спрацьовує запобіжний пристрій тиску оливи, що призводить до втрати оливи з картера. У цьому випадку, якщо машину вимкнути, явище міграції холодоагенту відбудеться швидко, що призведе до рідинного удару під час повторного запуску.
3. Рідинний удар
Під час удару рідиною можна почути удар металу зсередини компресора, який може супроводжуватися сильною вібрацією компресора. Вибух рідини може спричинити розрив клапана, пошкодження прокладки головки компресора, поломку шатуна, поломку колінчастого вала та пошкодження інших типів компресорів. Рідинний молот виникає, коли рідкий холодоагент мігрує в картер і знову запускається. У деяких блоках, через структуру трубопроводу або розташування компонентів, рідкий холодоагент буде накопичуватися у всмоктувальній трубі або випарнику під час зупинки агрегату та надходити в компресор у вигляді чистої рідини та з особливо високою швидкістю під час запуску. . Швидкість та інерція удару рідини є достатніми, щоб подолати будь-який вбудований захист компресора від удару рідини.
4. Дія гідравлічного запобіжника
У комплекті низькотемпературних блоків після періоду розморожування пристрій контролю тиску масла часто спрацьовує через перелив рідкого холодоагенту. Багато систем розроблені таким чином, щоб дозволити холодоагенту конденсуватися у випарнику та всмоктувальній лінії під час розморожування, а потім надходити в картер компресора під час запуску, спричиняючи падіння тиску масла, спрацьовуючи запобіжний пристрій тиску масла.
Час від часу одна або дві дії пристрою безпеки контролю тиску масла не матимуть серйозного впливу на компресор, але багаторазове повторення без належних умов змащення призведе до виходу компресора з ладу. Пристрій безпеки контролю тиску масла оператор часто розглядає як незначну несправність, але це попередження про те, що компресор працював більше двох хвилин без змащення, і необхідно вчасно вжити заходів для усунення.
5. Рекомендовані засоби
Чим більше холодоагенту в системі охолодження, тим більша ймовірність її виходу з ладу. Максимальну та безпечну заправку холодоагенту можна визначити, лише якщо компресор та інші основні компоненти системи з’єднані разом для тестування системи. Виробники компресорів можуть визначити максимальну заправку рідкого холодоагенту, яка не призведе до пошкодження робочих частин компресора, але не можуть визначити, яка частина загальної заправки системи охолодження фактично знаходиться в компресорі в більшості крайніх випадків. Максимальна кількість рідкого холодоагенту, яку може витримати компресор, залежить від його конструкції, внутрішнього об’єму та кількості холодоагенту. У разі міграції рідини, переливання або удару рідиною необхідно вжити необхідних заходів для усунення несправностей. Тип усунення залежить від конструкції системи та типу несправності.
A. Зменште заправку холодоагенту
Найкращий спосіб захистити компресор від несправності, спричиненої рідким холодоагентом, — це обмежити заправку холодоагенту допустимим для компресора діапазоном. Якщо це неможливо, то заряд потрібно максимально зменшити. При дотриманні витрати, конденсатор, випарник і сполучні труби повинні використовувати труби якомога меншого діаметру, а накопичувач рідини також слід вибирати якомога менший. Після мінімізації об’єму наповнення необхідна належна робота, а пильність щодо бульбашок повітря в оглядовому склі, викликаних надто малим діаметром рідини та надто низьким напірним тиском, може призвести до серйозного переповнення.
B. Цикл відкачування
Найбільш агресивним і надійним методом контролю рідкого холодоагенту є цикл відкачування. Особливо, коли заряд системи великий, закриваючи електромагнітний клапан рідинної труби, холодоагент можна закачувати в конденсатор і акумулятор, а компресор працює під контролем пристрою безпеки низького тиску, тому холодоагент знаходиться в компресорі. Він ізольований від компресора, коли він не працює, запобігаючи міграції холодоагенту в картер компресора. Рекомендується безперервний цикл відкачування під час зупинки, щоб запобігти витоку електромагнітного клапана. Якщо це цикл відкачування, або так званий метод контролю без рециркуляції, під час тривалого вимкнення буде пошкоджено компресор через надмірний витік холодоагенту. Хоча безперервний цикл відкачування є найкращим способом запобігання міграції, він не захищає компресор від шкідливих наслідків затоплення холодоагенту.
C. Підігрівач картера
Нагрівачі картера можуть затримати міграцію в ситуаціях, коли певні системи, умови експлуатації, витрати або переваги клієнта можуть унеможливити цикли відкачування.
Функція обігрівача картера полягає в тому, щоб підтримувати температуру холодильного масла в картері вище температури найхолоднішої частини системи. Однак потужність нагріву підігрівача картера повинна бути обмежена, щоб запобігти перегріву та обвуглюванню охолодженого масла. Коли температура навколишнього середовища наближається до -18 градусів або коли всмоктувальна труба відкрита, вплив нагрівача картера буде частково компенсовано, і міграція все одно може відбуватися.
Нагрівачі картера, як правило, постійно нагріваються під час використання, тому що коли холодоагент потрапляє в картер, він конденсується в охолодженій олії, і потрібно до кількох годин, щоб знову повернутися до лінії всмоктування. Нагрівачі картера дуже ефективні для запобігання міграції, коли ситуація не є особливо серйозною, але нагрівачі картера не можуть захистити компресор від пошкодження рідини, що повертається.
D. Всмоктувальна труба газорідинного сепаратора
Для систем, схильних до переповнення рідиною, на всмоктувальній трубі слід встановити газорідинний сепаратор, щоб тимчасово зберігати рідкий холодоагент, що переливається, у системі та повертати рідкий холодоагент до компресора зі швидкістю, яку компресор може витримати.
Переповнення холодоагенту найімовірніше станеться, коли тепловий насос перемикається з охолодження на нагрівання. Загалом газорідинні сепаратори всмоктуючої труби є необхідним обладнанням для всіх теплових насосів.
Системи, які використовують розморожування гарячим газом, також схильні до переповнення рідиною на початку та в кінці розморожувача. Агрегати з низьким перегрівом, такі як охолоджувачі рідини та низькотемпературні вітринні компресори, іноді переливаються через неправильне керування холодоагентом. У транспортних засобах сильна повінь також може виникнути під час повторного запуску після тривалого періоду зупинки.
У двоступеневому компресорі всмоктування повертається безпосередньо до циліндра нижнього ступеня, а не через моторне відділення. Для захисту клапана компресора від удару рідиною слід використовувати газорідинний сепаратор.
Через різні загальні вимоги до заправки різних холодильних систем і різні методи контролю холодоагенту, чи потрібен газорідинний сепаратор і якого розміру газорідинний сепаратор потрібен, значною мірою залежить від вимог конкретної системи. Без точного тестування кількості рідини, що повертається, консервативний підхід полягає в тому, щоб розмір газорідинного сепаратора складав 50 відсотків від загального заряду системи.
E. Масловіддільник
Масловіддільники не можуть усунути помилки повернення масла через конструкцію системи, а також не можуть вирішити проблеми керування рідким холодоагентом. Однак мастиловіддільники допомагають зменшити кількість масла, що циркулює в системі, коли збої в системі керування не можуть бути усунені іншим способом, і можуть допомогти системі пройти критичний період, доки система не повернеться до нормального стану. Наприклад, у наднизькотемпературних установках або залитих випарниках на повернення масла може вплинути розморожування, і в цьому випадку масловіддільник може допомогти підтримувати кількість холодоагенту в компресорі під час розморожування системи.
