Bežné problémy a riešenia kvapalných chladív v chladiacich systémoch
1. Migrácia kvapalného chladiva
Migrácia chladiva sa vzťahuje na nahromadenie kvapalného chladiva v kľukovej skrini kompresora, keď je kompresor vypnutý. Pokiaľ je teplota vo vnútri kompresora nižšia ako teplota vo výparníku, tlakový rozdiel medzi kompresorom a výparníkom poháňa chladivo na chladnejšie miesto. Tento jav sa s najväčšou pravdepodobnosťou vyskytuje v chladných zimách. Avšak v prípade klimatizácií a tepelných čerpadiel, keď je kondenzačná jednotka ďaleko od kompresora, môže dôjsť k migrácii, aj keď je teplota vysoká.
Po vypnutí systému, ak sa nezapne do niekoľkých hodín, aj keď nie je žiadny tlakový rozdiel, môže dôjsť k fenoménu migrácie v dôsledku priťahovania chladiva v kľukovej skrini k chladivu.
Ak prebytočné kvapalné chladivo migruje do kľukovej skrine kompresora, pri štarte kompresora dôjde k silnému javu buchnutia kvapaliny, čo má za následok rôzne poruchy kompresora, ako je prasknutie dosky ventilu, poškodenie piestu, porucha ložísk a erózia ložísk (chladivo vypláchne olej z ložísk).
2. Prepad kvapalného chladiva
Keď zlyhá expanzný ventil alebo zlyhá ventilátor výparníka alebo je zablokovaný vzduchovým filtrom, kvapalné chladivo pretečie vo výparníku a dostane sa do kompresora cez sacie potrubie vo forme kvapaliny a nie pary. Keď je jednotka v prevádzke, v dôsledku pretečenia kvapaliny, ktorá riedi chladiaci olej, sa opotrebúvajú pohyblivé časti kompresora a tlak oleja klesá, čo spôsobí, že sa spustí bezpečnostné zariadenie tlaku oleja, čo spôsobí stratu oleja v kľukovej skrini. V tomto prípade, ak je stroj vypnutý, rýchlo nastane fenomén migrácie chladiva, čo má za následok tekuté kladivo pri reštarte.
3. Tekutý štrajk
Keď sa objaví kvapalinové kladivo, môžete počuť zvuk kovového buchnutia z vnútra kompresora, ktorý môže byť sprevádzaný prudkými vibráciami kompresora. Tekuté prasknutie môže spôsobiť prasknutie ventilu, poškodenie tesnenia hlavy kompresora, zlomenie ojnice, zlomenie kľukového hriadeľa a poškodenie iných typov kompresorov. Kvapalné kladivo nastáva, keď kvapalné chladivo migruje do kľukovej skrine a reštartuje sa. V niektorých jednotkách sa v dôsledku konštrukcie potrubia alebo umiestnenia komponentov kvapalné chladivo nahromadí v sacom potrubí alebo výparníku počas odstavenia jednotky a dostane sa do kompresora ako čistá kvapalina a pri mimoriadne vysokej rýchlosti počas spúšťania. . Rýchlosť a zotrvačnosť nárazu kvapaliny je dostatočná na to, aby porazila akúkoľvek vstavanú ochranu kompresora proti nárazu kvapaliny.
4. Činnosť hydraulického bezpečnostného ovládacieho zariadenia
V súprave nízkoteplotných jednotiek sa po období odmrazovania často spustí bezpečnostné zariadenie na kontrolu tlaku oleja v dôsledku pretečenia kvapalného chladiva. Mnoho systémov je navrhnutých tak, aby umožnili chladivu kondenzovať vo výparníku a nasávacom potrubí počas odmrazovania a potom prúdiť do kľukovej skrine kompresora pri spustení, čo spôsobuje pokles tlaku oleja, čím sa spustí bezpečnostné zariadenie tlaku oleja.
Príležitostne jedna alebo dve činnosti zariadenia na kontrolu tlaku oleja nebudú mať vážny vplyv na kompresor, ale mnohokrát opakované bez dobrých podmienok mazania spôsobia zlyhanie kompresora. Bezpečnostné zariadenie na kontrolu tlaku oleja obsluha často považuje za menšiu poruchu, ale je to varovanie, že kompresor beží dlhšie ako dve minúty bez mazania a je potrebné včas vykonať nápravné opatrenia.
5. Odporúčané prostriedky
Čím väčšia je náplň chladiva v chladiacom systéme, tým väčšia je pravdepodobnosť jeho zlyhania. Maximálnu a bezpečnú náplň chladiva je možné určiť len vtedy, ak sú kompresor a ostatné hlavné komponenty systému spojené na účely testovania systému. Výrobcovia kompresorov môžu určiť maximálnu náplň kvapalného chladiva, ktorá nespôsobí poškodenie pracovných častí kompresora, ale nedokážu určiť, koľko z celkovej náplne chladiaceho systému je v najextrémnejších prípadoch skutočne v kompresore. Maximálna náplň kvapalného chladiva, ktorú kompresor znesie, závisí od jeho konštrukcie, vnútorného objemu a náplne chladiaceho oleja. Keď dôjde k migrácii kvapaliny, pretečeniu alebo nárazu kvapaliny, je potrebné vykonať potrebné nápravné opatrenia. Typ nápravného opatrenia závisí od konštrukcie systému a typu poruchy.
A. Znížte náplň chladiva
Najlepší spôsob, ako chrániť kompresor pred poruchou spôsobenou kvapalným chladivom, je obmedziť náplň chladiva na povolený rozsah kompresora. Ak to nie je možné, poplatok by sa mal čo najviac znížiť. Za predpokladu, že je dodržaný prietok, kondenzátor, výparník a spojovacie potrubia by mali používať potrubia s čo najmenším priemerom a tiež by sa mal zvoliť čo najmenší zásobník kvapaliny. Po minimalizácii objemu plnenia je potrebná správna prevádzka a ostražitosť voči vzduchovým bublinám v priezore spôsobeným príliš tenkým priemerom kvapaliny a príliš nízkym tlakom hlavy môže viesť k vážnemu preplneniu.
B. Cyklus odčerpania
Najagresívnejšou a najspoľahlivejšou metódou kontroly kvapalného chladiva je cyklus odčerpania. Najmä keď je náplň systému veľká, uzavretím solenoidového ventilu kvapalinového potrubia môže byť chladivo čerpané do kondenzátora a akumulátora a kompresor je prevádzkovaný pod kontrolou nízkotlakového bezpečnostného ovládacieho zariadenia, takže chladivo je v kompresore. Je izolovaný od kompresora, keď nie je v prevádzke, čím zabraňuje migrácii chladiva do kľukovej skrine kompresora. Počas vypínania sa odporúča nepretržitý cyklus odčerpávania, aby sa zabránilo úniku solenoidového ventilu. Ak ide o cyklus odčerpania alebo nazývaný metóda nerecirkulačného riadenia, dôjde počas dlhodobého odstavenia k nadmernému poškodeniu kompresora unikaním chladiva. Zatiaľ čo nepretržitý cyklus odčerpávania je najlepší spôsob, ako zabrániť migrácii, nechráni kompresor pred škodlivými účinkami zaplavenia chladivom.
C. Ohrievač kľukovej skrine
Ohrievače kľukovej skrine môžu oddialiť migráciu v situáciách, keď určité systémy, prevádzkové podmienky, náklady alebo preferencie zákazníka môžu znemožniť čerpacie cykly.
Funkciou ohrievača kľukovej skrine je udržiavať teplotu chladiaceho oleja v kľukovej skrini nad teplotou najchladnejšej časti systému. Vykurovací výkon ohrievača kľukovej skrine však musí byť obmedzený, aby sa zabránilo prehriatiu a zuhoľnateniu chladeného oleja. Keď je okolitá teplota blízka -18 stupňom alebo keď je sacie potrubie odkryté, účinok vyhrievania kľukovej skrine bude čiastočne kompenzovaný a stále môže dochádzať k migrácii.
Ohrievače kľukovej skrine sa vo všeobecnosti pri používaní ohrievajú nepretržite, pretože akonáhle sa chladivo dostane do kľukovej skrine, kondenzuje v chladenom oleji a trvá až niekoľko hodín, kým sa opäť vráti do sacieho potrubia. Ohrievače kľukovej skrine sú veľmi účinné pri zabraňovaní migrácie, keď situácia nie je obzvlášť vážna, ale ohrievače kľukovej skrine nedokážu ochrániť kompresor pred poškodením spätného vedenia tekutiny.
D. Odlučovač plynu a kvapaliny sacieho potrubia
Pri systémoch náchylných na pretečenie kvapaliny by mal byť na sacom potrubí nainštalovaný odlučovač plynu a kvapaliny, ktorý dočasne uloží pretekajúce kvapalné chladivo v systéme a vráti kvapalné chladivo do kompresora rýchlosťou, ktorú kompresor znesie.
Pretečenie chladiva s najväčšou pravdepodobnosťou nastane, keď sa tepelné čerpadlo prepne z chladenia na vykurovanie. Vo všeobecnosti sú odlučovače plynu a kvapalín v sacom potrubí požadované vybavenie všetkých tepelných čerpadiel.
Systémy, ktoré využívajú odmrazovanie horúcim plynom, sú tiež náchylné na pretečenie kvapaliny na začiatku a konci odmrazovania. Jednotky s nízkym prehriatím, ako sú chladiče kvapalín a nízkoteplotné kompresory vitríny, občas pretekajú kvôli nesprávnej regulácii chladiva. Pri inštaláciách vozidiel je tiež náchylné na silné zaplavenie pri opätovnom štartovaní po dlhom odstavení.
V dvojstupňovom kompresore sa sanie vracia priamo do spodného valca a neprechádza motorovou miestnosťou. Na ochranu ventilu kompresora pred nárazom kvapaliny by sa mal použiť separátor plynu a kvapaliny.
V dôsledku rôznych požiadaviek na celkovú náplň rôznych chladiacich systémov a rôznych metód riadenia chladiva závisí to, či je potrebný separátor plyn-kvapalina a aká veľkosť separátora plynu a kvapaliny je potrebná, do značnej miery od požiadaviek konkrétneho systému. Bez presného testovania množstva vracajúcej sa kvapaliny je konzervatívnym konštrukčným prístupom dimenzovať separátor plyn-kvapalina na 50 percent celkovej náplne systému.
E. Odlučovač oleja
Odlučovače oleja nedokážu vyriešiť poruchy spätného toku oleja v dôsledku konštrukcie systému, ani nedokážu vyriešiť poruchy riadenia kvapalného chladiva. Odlučovače oleja však pomáhajú znižovať množstvo oleja cirkulujúceho v systéme, keď sa zlyhania riadenia systému nedajú vyriešiť inak, a môžu pomôcť systému v kritickom období, kým sa ovládacie prvky systému nevrátia do normálu. Napríklad v jednotkách s ultranízkou teplotou alebo zaplavených výparníkoch môže byť návrat oleja ovplyvnený odmrazovaním, v takom prípade môže odlučovač oleja pomôcť udržať množstvo chladiaceho oleja v kompresore počas odmrazovania systému.
