Міграція рідкого холодоагенту
Міграція холодоагенту – це накопичення рідкого холодоагенту в картері компресора, коли компресор вимкнений. Доки температура всередині компресора нижча за температуру всередині випарника, різниця тисків між компресором і випарником переміщуватиме холодоагент у холодніше місце. Це явище найчастіше трапляється в холодні зимові місяці. Однак, для кондиціонерів і теплових насосів, коли конденсаційний блок знаходиться далеко від компресора, навіть за високої температури, явище міграції може виникати.
Якщо система вимкнена, якщо її не ввімкнути протягом кількох годин, навіть якщо немає різниці тисків, може виникнути явище міграції через притягання охолодженої оливи в картері до холодоагенту.
Якщо надмірна кількість рідкого холодоагенту потрапляє в картер компресора, під час запуску компресора виникне серйозний рідинний удар, що призведе до різних поломок компресора, таких як розрив диска клапана, пошкодження поршня, вихід з ладу підшипника та ерозія підшипника (холодоагент змиває охолоджену оливу з підшипника).
Перелив рідкого холодоагенту
Коли розширювальний клапан виходить з ладу, або вентилятор випарника виходить з ладу, або його блокує повітряний фільтр, рідкий холодоагент переливається у випарнику та потрапляє в компресор у рідкому, а не в пароподібному стані через всмоктувальну трубку. Під час роботи агрегату перелив рідини розбавляє охолоджену оливу, що призводить до зносу рухомих частин компресора, а зниження тиску оливи призводить до спрацьовування запобіжного пристрою тиску оливи, що призводить до втрати оливи з картера. У цьому випадку, якщо агрегат зупинити, швидко відбудеться явище міграції холодоагенту, що призведе до рідинного удару під час повторного запуску.
Гідромолот
Коли відбувається удар рідини, чути металевий удар, що видається компресором, а компресор може супроводжуватися сильною вібрацією. Гідравлічний удар може спричинити розрив клапана, пошкодження прокладки головки компресора, руйнування шатуна, руйнування вала та інші види пошкоджень компресора. Коли рідкий холодоагент потрапляє в картер, під час його ввімкнення виникає рідинний удар. У деяких агрегатах, через структуру трубопроводу або розташування компонентів, рідкий холодоагент накопичується у всмоктувальній трубі або випарнику під час простою агрегату та надходить у компресор у вигляді чистої рідини з особливо високою швидкістю, коли він увімкнений. Швидкість та інерція гідравлічного ходу достатні для руйнування захисту будь-якого вбудованого пристрою проти гідравлічного ходу компресора.
Дія пристрою контролю запобіжного тиску оливи
У кріогенній установці, після періоду видалення інею, перелив рідкого холодоагенту часто призводить до спрацьовування запобіжного пристрою контролю тиску оливи. Багато систем розроблені таким чином, щоб холодоагент конденсувався у випарнику та всмоктувальній трубці під час розморожування, а потім потрапляв у картер компресора під час запуску, що призводило до падіння тиску оливи та спрацьовування запобіжного пристрою контролю тиску оливи.
Іноді одне чи два спрацьовування запобіжного пристрою контролю тиску оливи не мають серйозного впливу на компресор, але повторне спрацьовування за відсутності належних умов змащення призведе до виходу компресора з ладу. Оператор часто вважає запобіжний пристрій контролю тиску оливи незначною несправністю, але це попередження про те, що компресор працює більше двох хвилин без змащення, і необхідно своєчасно вжити заходів щодо усунення несправності.
Рекомендовані засоби захисту
Чим більше холодоагенту заправлено в холодильну систему, тим більша ймовірність виходу з ладу. Тільки тоді, коли компресор та інші основні компоненти системи з'єднані разом для системного тестування, можна визначити максимальну та безпечну кількість холодоагенту, що заправляється. Виробники компресорів можуть визначити максимальну кількість рідкого холодоагенту, який потрібно заправити, не пошкоджуючи робочі частини компресора, але вони не можуть визначити, яка частина загального завантаження холодоагенту в холодильній системі фактично знаходиться в компресорі в більшості екстремальних випадків. Максимальна кількість рідкого холодоагенту, яку може витримати компресор, залежить від його конструкції, об'єму вмісту та кількості заправленого холодоагенту. У разі міграції рідини, переливу або детонації необхідно вжити необхідних заходів для усунення несправності, тип яких залежить від конструкції системи та типу несправності.
Зменште кількість заправленого холодоагенту
Найкращий спосіб захистити компресор від поломок, спричинених рідкими холодоагентами, – це обмежити заправку холодоагентом допустимим діапазоном компресора. Якщо це неможливо, кількість заправки слід максимально зменшити. За умови забезпечення необхідної витрати, конденсатор, випарник та з'єднувальна труба повинні бути якомога меншими, а резервуар для рідини – якомога меншим. Мінімізація кількості заправки вимагає правильної експлуатації, щоб попередити окуляр про бульбашки, що виникають через малий діаметр рідинної трубки та низький тиск, що може призвести до серйозного переповнення.
Цикл евакуації
Найактивнішим та найнадійнішим методом контролю рідкого холодоагенту є цикл евакуації. Особливо, коли кількість заправки системи велика, шляхом закриття електромагнітного клапана рідинної труби холодоагент може бути закачаний у конденсатор та резервуар для рідини, а компресор працює під керуванням запобіжного пристрою низького тиску, таким чином холодоагент ізолюється від компресора, коли компресор не працює, запобігаючи міграції холодоагенту в картер компресора. Рекомендується використовувати безперервний цикл евакуації під час фази зупинки, щоб запобігти витоку з електромагнітного клапана. Якщо це один цикл евакуації або режим керування без рециркуляції, витік холодоагенту завдасть компресору занадто великої шкоди, якщо він буде зупинений на тривалий час. Хоча безперервний цикл евакуації є найкращим способом запобігання міграції, він не захищає компресор від негативного впливу переливу холодоагенту.
Підігрівач картера
У деяких системах, робочих середовищах, витратах або уподобаннях клієнтів, які можуть зробити цикли евакуації неможливими, підігрівачі картера можуть затримувати міграцію.
Функція підігрівача картера полягає в підтримці температури охолодженої оливи в картері вище температури найнижчої частини системи. Однак, потужність нагрівання підігрівача картера повинна бути обмежена, щоб запобігти перегріву та замерзанню масляного нагару. Коли температура навколишнього середовища близька до -18° C, або коли всмоктувальна трубка оголена, роль нагрівача картера буде частково компенсована, і явище міграції все ще може відбуватися.
Підігрівачі картера зазвичай нагріваються безперервно, оскільки після потрапляння холодоагенту в картер і конденсації в охолодженій оливі його повернення у всмоктувальну трубку може зайняти до кількох годин. Коли ситуація не є особливо серйозною, підігрівач картера дуже ефективний для запобігання міграції, але він не може захистити компресор від пошкоджень, спричинених зворотним потоком рідини.
Газорідинний сепаратор у всмоктувальній трубці
Для систем, схильних до переливу рідини, на всмоктувальній лінії слід встановити газо-рідинний сепаратор для тимчасового зберігання рідкого холодоагенту, що вилився із системи, та повернення рідкого холодоагенту до компресора зі швидкістю, яку компресор може витримати.
Переповнення холодоагенту найчастіше трапляється, коли тепловий насос перемикається з режиму охолодження в режим нагрівання, і загалом газо-рідинний сепаратор у всмоктувальній трубі є необхідним обладнанням у всіх теплових насосах.
Системи, що використовують гарячий газ для розморожування, також схильні до переливу рідини на початку та в кінці розморожування. Пристрої з низьким перегрівом, такі як рідинні морозильні камери та компресори у низькотемпературних вітринах, можуть іноді спричиняти перелив через неправильне керування холодоагентом. Пристрої транспортних засобів, які тривалий час простоюються, також схильні до серйозного переливу під час повторного запуску.
У двоступеневому компресорі всмоктуваний газ повертається безпосередньо до нижнього циліндра і не проходить через камеру двигуна, тому для захисту клапана компресора від пошкодження внаслідок продувки рідиною слід використовувати газо-рідинний сепаратор.
Оскільки загальні вимоги до заправки різних холодильних систем відрізняються, а методи контролю холодоагенту також відрізняються, необхідність використання газо-рідинного сепаратора та його розмір значною мірою залежить від вимог конкретної системи. Якщо кількість зворотного потоку рідини не перевіряється точно, консервативний підхід до проектування полягає у визначенні ємності газо-рідинного сепаратора на рівні 50% від загальної заправки системи.
Масловіддільник
Масловіддільник не може вирішити проблему повернення оливи, спричинену конструкцією системи, а також не може вирішити проблему керування рідким холодоагентом. Однак, коли несправність керування системою неможливо усунути іншими засобами, масловіддільник допомагає зменшити кількість оливи, що циркулює в системі, що може допомогти системі пережити критичний період, доки керування системою не відновиться до нормального стану. Наприклад, у наднизькотемпературному блоці або повністю рідинному випарнику на повернення оливи може вплинути розморожування, і в цьому випадку масловіддільник може допомогти підтримувати кількість охолодженої оливи в компресорі під час розморожування системи.
Час публікації: 07 вересня 2023 р.
