В холодильных системах в качестве рабочих жидкостей используются хладагенты, которые обычно имеют две формы: жидкую и газообразную. Сегодня мы поговорим о необходимых знаниях о жидких хладагентах.
1. Хладагент — жидкость или газ?
Хладагенты можно разделить на 3 категории: однокомпонентные хладагенты, неазеотропные смешанные хладагенты и азеотропные смешанные хладагенты.
Состав единственного рабочего вещества-хладагента не меняется независимо от того, находится ли он в газообразном или жидком состоянии, поэтому при заправке хладагентом можно использовать газообразное состояние.
Хотя состав азеотропного хладагента различен, поскольку температура кипения одинакова, состав газа и жидкости также одинаков, поэтому газ можно заправлять;
Из-за различий в температурах кипения неазеотропных хладагентов жидкие и газообразные хладагенты фактически имеют разный состав. Если при этом добавляются газообразные хладагенты, то их состав будет отличаться. Например, если добавляется только определенный газообразный хладагент, то можно добавлять только жидкий.
Иными словами, неазеотропные хладагенты необходимо добавлять в жидком виде, и все неазеотропные хладагенты начинаются с R4. Именно такая жидкость и добавляется. К распространенным неазеотропным хладагентам относятся: R40, R401A, R403B, R404A, R406A, R407A, R407B, R407C, R408A, R409A, R410A, R41A.
Что касается других распространенных хладагентов, таких как: R134a, R22, R23, R290, R32, R500, R600a, то добавление газа или жидкости не влияет на состав хладагента, что делает его удобным в использовании.
При заправке хладагента следует обратить внимание на следующее:
(1) Наблюдайте за пузырьками в смотровом стекле;
(2) Измерьте высокое и низкое давление;
(3) Измерьте ток компрессора;
(4) Взвесьте инъекцию.
Кроме того, следует отметить и подчеркнуть, что:
Неазеотропные хладагенты необходимо добавлять в жидком состоянии. Например, хладагент R410A имеет следующий состав:
R32 (дифторметан): 50%;
R125 (пентафторэтан): 50%;
Поскольку температуры кипения R32 и R125 различны, при хранении баллона с хладагентом R410A в неподвижном состоянии температуры кипения R32 и R125 различаются, что неизбежно приводит к испарению газообразного хладагента в верхней части баллона, причем его состав не является 50% R32 + 50% R125. Поскольку температура кипения R32 низкая, весьма вероятно, что в верхней части баллона находится компонент R32.
Следовательно, если добавить газообразный хладагент, то это будет не R410A, а R32.
Во-вторых, общие проблемы жидких хладагентов.
1. 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 может происходить даже при высокой температуре.
Если после выключения системы ее не включить в течение нескольких часов, даже при отсутствии разницы давлений, может произойти миграция хладагента из-за его притяжения к картеру.
Если избыток жидкого хладагента попадет в картер компрессора, при запуске компрессора произойдет сильный толчок жидкости, что приведет к различным поломкам компрессора, таким как разрыв клапанной пластины, повреждение поршня, выход из строя подшипников и их эрозия (хладагент вымывает масло из подшипников).
2. Перелив жидкого хладагента
При выходе из строя расширительного клапана, вентилятора испарителя или засорении его воздушным фильтром жидкий хладагент переливается из испарителя и попадает в компрессор через всасывающий патрубок в жидком, а не парообразном состоянии. Во время работы агрегата из-за разбавления хладагентного масла переливом жидкости происходит износ движущихся частей компрессора, снижается давление масла, срабатывает предохранительный клапан, что приводит к утечке масла из картера. В этом случае, если машина будет выключена, быстро произойдет миграция хладагента, что при повторном запуске приведет к гидроудару.
3. Удар жидких частиц
При возникновении гидроудара слышен металлический стук изнутри компрессора, который может сопровождаться сильной вибрацией компрессора. Гидроудар может привести к разрыву клапанов, повреждению прокладки головки компрессора, поломке шатунов, поломке коленчатого вала и повреждению других типов компрессоров. Гидроудар возникает, когда жидкий хладагент проникает в картер и происходит перезапуск. В некоторых агрегатах, из-за конструкции трубопроводов или расположения компонентов, жидкий хладагент накапливается во всасывающем патрубке или испарителе во время остановки агрегата и попадает в компрессор в виде чистой жидкости с особенно высокой скоростью при включении агрегата. Скорость и инерция гидроудара достаточны для того, чтобы обойти любую встроенную защиту компрессора от гидроудара.
4. Действие гидравлического предохранительного устройства.
В низкотемпературных установках после периода размораживания часто срабатывает предохранительный клапан управления давлением масла из-за перелива жидкого хладагента. Во многих системах хладагент конденсируется в испарителе и всасывающем трубопроводе во время размораживания, а затем при запуске попадает в картер компрессора, вызывая падение давления масла и, как следствие, срабатывание предохранительного клапана управления давлением масла.
Иногда одно-два срабатывания предохранительного устройства контроля давления масла не оказывают серьезного влияния на компрессор, но многократное повторение этих действий при недостаточной смазке приводит к выходу компрессора из строя. Оператор часто рассматривает срабатывание предохранительного устройства контроля давления масла как незначительную неисправность, но это предупреждение о том, что компрессор работает более двух минут без смазки, и необходимо своевременно принять меры по его устранению.
3. Решения проблемы жидких хладагентов
Хорошо спроектированный и эффективный компрессор для холодильных установок, систем кондиционирования воздуха и тепловых насосов по сути представляет собой паровой насос, способный перекачивать лишь определённое количество жидкого хладагента и хладагентного масла. Для проектирования компрессора, способного перекачивать большее количество жидкого хладагента и хладагентного масла, необходимо учитывать сочетание таких факторов, как размер, вес, холодопроизводительность, эффективность, уровень шума и стоимость. Помимо конструктивных факторов, количество жидкого хладагента, которое может перекачивать компрессор, фиксировано, а его производительность зависит от следующих факторов: объём картера, количество хладагентного масла, тип системы и управления, а также нормальные условия эксплуатации.
Увеличение количества хладагента повышает потенциальную опасность для компрессора. Причины повреждений, как правило, можно отнести к следующим пунктам:
(1) Избыточная заправка хладагентом.
(2) Испаритель покрыт инеем.
(3) Фильтр испарителя загрязнен и забит.
(4) Вентилятор испарителя или двигатель вентилятора выходят из строя.
(5) Неправильный выбор капилляров.
(6) Выбор или регулировка расширительного клапана неверны.
(7) Миграция хладагента.
1. 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 может происходить даже при высокой температуре.
Если после выключения системы ее не включить в течение нескольких часов, даже при отсутствии разницы давлений, может произойти миграция хладагента из-за его притяжения к картеру.
Если избыток жидкого хладагента попадет в картер компрессора, при запуске компрессора произойдет сильный толчок жидкости, что приведет к различным поломкам компрессора, таким как разрыв клапанной пластины, повреждение поршня, выход из строя подшипников и их эрозия (хладагент вымывает масло из подшипников).
2. Перелив жидкого хладагента
При выходе из строя расширительного клапана, вентилятора испарителя или засорении его воздушным фильтром жидкий хладагент переливается из испарителя и попадает в компрессор через всасывающий патрубок в жидком, а не парообразном состоянии. Во время работы агрегата из-за разбавления хладагентного масла переливом жидкости происходит износ движущихся частей компрессора, снижается давление масла, срабатывает предохранительный клапан, что приводит к утечке масла из картера. В этом случае, если машина будет выключена, быстро произойдет миграция хладагента, что при повторном запуске приведет к гидроудару.
3. Удар жидких частиц
При возникновении гидроудара слышен металлический стук изнутри компрессора, который может сопровождаться сильной вибрацией компрессора. Гидроудар может привести к разрыву клапанов, повреждению прокладки головки компрессора, поломке шатунов, поломке коленчатого вала и повреждению других типов компрессоров. Гидроудар возникает, когда жидкий хладагент проникает в картер и происходит перезапуск. В некоторых агрегатах, из-за конструкции трубопроводов или расположения компонентов, жидкий хладагент накапливается во всасывающем патрубке или испарителе во время остановки агрегата и попадает в компрессор в виде чистой жидкости с особенно высокой скоростью при включении агрегата. Скорость и инерция гидроудара достаточны для того, чтобы обойти любую встроенную защиту компрессора от гидроудара.
4. Действие гидравлического предохранительного устройства.
В низкотемпературных установках после периода размораживания часто срабатывает предохранительный клапан управления давлением масла из-за перелива жидкого хладагента. Во многих системах хладагент конденсируется в испарителе и всасывающем трубопроводе во время размораживания, а затем при запуске попадает в картер компрессора, вызывая падение давления масла и, как следствие, срабатывание предохранительного клапана управления давлением масла.
Иногда одно-два срабатывания предохранительного устройства контроля давления масла не оказывают серьезного влияния на компрессор, но многократное повторение этих действий при недостаточной смазке приводит к выходу компрессора из строя. Оператор часто рассматривает срабатывание предохранительного устройства контроля давления масла как незначительную неисправность, но это предупреждение о том, что компрессор работает более двух минут без смазки, и необходимо своевременно принять меры по его устранению.
3. Решения проблемы жидких хладагентов
Хорошо спроектированный и эффективный компрессор для холодильных установок, систем кондиционирования воздуха и тепловых насосов по сути представляет собой паровой насос, способный перекачивать лишь определённое количество жидкого хладагента и хладагентного масла. Для проектирования компрессора, способного перекачивать большее количество жидкого хладагента и хладагентного масла, необходимо учитывать сочетание таких факторов, как размер, вес, холодопроизводительность, эффективность, уровень шума и стоимость. Помимо конструктивных факторов, количество жидкого хладагента, которое может перекачивать компрессор, фиксировано, а его производительность зависит от следующих факторов: объём картера, количество хладагентного масла, тип системы и управления, а также нормальные условия эксплуатации.
Увеличение количества хладагента повышает потенциальную опасность для компрессора. Причины повреждений, как правило, можно отнести к следующим пунктам:
(1) Избыточная заправка хладагентом.
(2) Испаритель покрыт инеем.
(3) Фильтр испарителя загрязнен и забит.
(4) Вентилятор испарителя или двигатель вентилятора выходят из строя.
(5) Неправильный выбор капилляров.
(6) Выбор или регулировка расширительного клапана неверны.
(7) Миграция хладагента.
Дата публикации: 31 мая 2022 г.
