миграция жидкого хладагента
Миграция хладагента — это накопление жидкого хладагента в картере компрессора при его выключении. Пока температура внутри компрессора ниже температуры внутри испарителя, разница давлений между компрессором и испарителем будет перемещать хладагент в более холодное место. Это явление наиболее вероятно в холодные зимние месяцы. Однако в кондиционерах и тепловых насосах, когда конденсаторный блок находится далеко от компрессора, миграция хладагента может происходить даже при высокой температуре.
Если система выключена и не включена в течение нескольких часов, даже при отсутствии перепада давления, может произойти миграция хладагента из-за его притяжения к хладагенту из картера двигателя.
Если избыток жидкого хладагента попадет в картер компрессора, при запуске компрессора произойдет серьезный жидкостный удар, который приведет к различным поломкам компрессора, таким как разрыв клапанной заслонки, повреждение поршня, выход из строя подшипников и их эрозия (хладагент вымывает охлажденное масло из подшипников).
Перелив жидкого хладагента
Если расширительный клапан не срабатывает, вентилятор испарителя выходит из строя или засоряется воздушным фильтром, жидкий хладагент переливается через испаритель и попадает в компрессор в жидком виде, а не в виде пара, через всасывающую трубу. Во время работы агрегата перелив жидкости разбавляет охлаждающее масло, что приводит к износу движущихся частей компрессора, а снижение давления масла вызывает срабатывание предохранительного устройства, что приводит к утечке масла из картера. В этом случае, если машина выключена, быстро происходит миграция хладагента, что приводит к жидкостному удару при повторном запуске.
Жидкий молоток
При ударе жидкости из компрессора слышен металлический стук, сопровождающийся сильной вибрацией. Гидравлический стук может привести к разрыву клапанов, повреждению прокладки головки компрессора, поломке шатунов, поломке вала и другим видам повреждений компрессора. При попадании жидкого хладагента в картер при включении двигателя происходит гидравлический удар. В некоторых агрегатах из-за особенностей конструкции трубопровода или расположения компонентов жидкий хладагент накапливается во всасывающей трубе или испарителе во время простоя агрегата и при включении с особенно высокой скоростью попадает в компрессор в виде чистой жидкости. Скорость и инерция гидравлического удара достаточны для разрушения защиты любого встроенного в компрессор устройства предотвращения гидравлического удара.
действие предохранительного устройства контроля давления масла
В криогенных установках после периода удаления инея перелив жидкого хладагента часто приводит к срабатыванию предохранительного устройства контроля давления масла. Во многих системах хладагент конденсируется в испарителе и всасывающей трубе во время размораживания, а затем поступает в картер компрессора при запуске, вызывая падение давления масла и, как следствие, срабатывание предохранительного устройства контроля давления масла.
В отдельных случаях срабатывание предохранительного устройства контроля давления масла не окажет серьезного влияния на компрессор, но многократное его срабатывание при отсутствии надлежащей смазки приведет к поломке компрессора. Оператор часто считает срабатывание предохранительного устройства контроля давления масла незначительной неисправностью, но это предупреждение о том, что компрессор работает более двух минут без смазки, и необходимо своевременно принять меры по устранению неисправности.
Рекомендуемые средства
Чем больше хладагента заправлено в холодильную систему, тем выше вероятность отказа. Только при одновременном подключении компрессора и других основных компонентов системы для проведения испытаний можно определить максимально допустимое и безопасное количество хладагента. Производители компрессоров могут определить максимальное количество жидкого хладагента, которое можно заправить без повреждения рабочих частей компрессора, но они не могут определить, какая часть общего количества хладагента в холодильной системе фактически находится в компрессоре в большинстве экстремальных случаев. Максимальное количество жидкого хладагента, которое может выдержать компрессор, зависит от его конструкции, объема содержимого и количества заправленного хладагентного масла. При миграции жидкости, переливе или стуке необходимо принять меры по устранению неисправности, тип которых зависит от конструкции системы и типа неисправности.
Уменьшите количество заправленного хладагента.
Лучший способ защитить компрессор от поломок, вызванных жидкими хладагентами, — ограничить заправку хладагентом в допустимом диапазоне. Если это невозможно, объем заправки следует максимально уменьшить. При условии соблюдения требуемого расхода следует использовать конденсатор, испаритель и соединительные трубы как можно меньшего размера, а также выбирать резервуар для жидкости как можно меньшего диаметра. Минимизация объема заправки требует правильной работы, чтобы своевременно выявлять пузырьки, образующиеся из-за малого диаметра трубки с жидкостью и низкого давления напора, что может привести к серьезному переполнению.
Цикл эвакуации
Наиболее активным и надежным методом контроля жидкого хладагента является цикл откачки. Особенно при большом объеме заправки системы, закрытие электромагнитного клапана жидкостной магистрали позволяет перекачивать хладагент в конденсатор и резервуар с жидкостью, а компрессор работает под управлением предохранительного устройства низкого давления, благодаря чему хладагент изолируется от компрессора, когда тот не работает, предотвращая его попадание в картер компрессора. Рекомендуется использовать непрерывный цикл откачки во время фазы останова, чтобы предотвратить утечку через электромагнитный клапан. Если используется однократный цикл откачки, или так называемый режим управления без рециркуляции, то при длительной остановке компрессора произойдет слишком большая утечка хладагента, что приведет к повреждению компрессора. Хотя непрерывный цикл откачки является наилучшим способом предотвращения попадания хладагента, он не защищает компрессор от негативных последствий перелива хладагента.
Нагреватель картера
В некоторых системах, условиях эксплуатации, из-за стоимости или предпочтений клиентов, которые могут сделать циклы откачки невозможными, нагреватели картера могут замедлить миграцию.
Функция подогревателя картера заключается в поддержании температуры охлажденного масла в картере выше температуры самой нижней части системы. Однако мощность нагревателя картера должна быть ограничена, чтобы предотвратить перегрев и замерзание нагара в масле. Это особенно важно при температуре окружающей среды, близкой к -18°C.° В случае C, или когда всасывающая трубка открыта, роль нагревателя картера будет частично нивелирована, и явление миграции все еще может происходить.
Подогреватели картера обычно работают непрерывно, поскольку после попадания хладагента в картер и конденсации в охлажденном масле может потребоваться до нескольких часов, чтобы он вернулся в всасывающую трубу. В несерьезных случаях подогреватель картера очень эффективен для предотвращения миграции, но он не может защитить компрессор от повреждений, вызванных обратным потоком жидкости.
Газожидкостный сепаратор с всасывающей трубкой
В системах, подверженных переливу жидкости, на всасывающей линии следует установить газожидкостный сепаратор для временного хранения вытекшего из системы жидкого хладагента и возврата жидкого хладагента в компрессор со скоростью, которую компрессор может выдержать.
Перелив хладагента чаще всего происходит при переключении теплового насоса из режима охлаждения в режим обогрева, и, как правило, газожидкостный сепаратор на всасывающей трубе является необходимым элементом оборудования всех тепловых насосов.
Системы, использующие горячий газ для размораживания, также подвержены переливу жидкости в начале и конце процесса размораживания. Устройства с низким перегревом, такие как жидкостные морозильные камеры и компрессоры в низкотемпературных витринах, иногда могут вызывать перелив из-за неправильного контроля хладагента. В случае с автомобильными устройствами, при длительной фазе простоя, также существует вероятность серьезного перелива при повторном запуске.
В двухступенчатом компрессоре всасываемый воздух возвращается непосредственно в нижний цилиндр и не проходит через камеру двигателя, а для защиты клапана компрессора от повреждений, вызванных продувкой жидкостью, следует использовать газожидкостный сепаратор.
Поскольку общие потребности в заправке различных холодильных систем различны, а методы управления хладагентом также различны, необходимость в газожидкостном сепараторе и его необходимый размер в значительной степени зависят от требований конкретной системы. Если объем обратного потока жидкости не был точно измерен, консервативный подход к проектированию заключается в определении емкости газожидкостного сепаратора при 50% от общей заправки системы.
маслоотделитель
Маслоотделитель не может устранить неисправность, связанную с возвратом масла, вызванную особенностями конструкции системы, а также не может решить проблему с управлением жидким хладагентом. Однако, когда сбой в управлении системой не может быть устранен другими способами, маслоотделитель помогает уменьшить количество масла, циркулирующего в системе, что может помочь системе пережить критический период, пока управление системой не будет восстановлено до нормального состояния. Например, в сверхнизкотемпературном блоке или полностью жидкостном испарителе возвратное масло может подвергаться воздействию размораживания, в этом случае маслоотделитель может помочь поддерживать количество охлажденного масла в компрессоре во время размораживания системы.
Дата публикации: 07.09.2023
