Συνήθη προβλήματα και λύσεις υγρών ψυκτικών σε συστήματα ψύξης
1. Μετανάστευση υγρού ψυκτικού μέσου
Η μετανάστευση ψυκτικού μέσου αναφέρεται στη συσσώρευση υγρού ψυκτικού στο στροφαλοθάλαμο του συμπιεστή όταν ο συμπιεστής είναι απενεργοποιημένος. Εφόσον η θερμοκρασία στο εσωτερικό του συμπιεστή είναι χαμηλότερη από τη θερμοκρασία μέσα στον εξατμιστή, η διαφορά πίεσης μεταξύ του συμπιεστή και του εξατμιστή θα οδηγήσει το ψυκτικό σε μια πιο δροσερή θέση. Αυτό το φαινόμενο είναι πιο πιθανό να συμβεί σε κρύους χειμώνες. Ωστόσο, για τα κλιματιστικά και τις αντλίες θερμότητας, όταν η μονάδα συμπύκνωσης βρίσκεται μακριά από τον συμπιεστή, μπορεί να συμβεί μετανάστευση ακόμη και αν η θερμοκρασία είναι υψηλή.
Μόλις κλείσει το σύστημα, εάν δεν ενεργοποιηθεί εντός λίγων ωρών, ακόμη και αν δεν υπάρχει διαφορά πίεσης, το φαινόμενο μετανάστευσης μπορεί να συμβεί λόγω της έλξης του ψυκτικού στο στροφαλοθάλαμο προς το ψυκτικό.
Εάν η περίσσεια υγρού ψυκτικού μεταναστευθεί στον στροφαλοθάλαμο του συμπιεστή, θα προκύψει ένα σοβαρό φαινόμενο υγρού slam στην εκκίνηση του συμπιεστή, με αποτέλεσμα διάφορες αστοχίες του συμπιεστή, όπως ρήξη πλάκας βαλβίδας, ζημιά στο έμβολο, αστοχία ρουλεμάν και διάβρωση ρουλεμάν (Το ψυκτικό ξεπλένει το λάδι από τα ρουλεμάν).
2. Υπερχείλιση υγρού ψυκτικού μέσου
Όταν η βαλβίδα εκτόνωσης αποτύχει ή ο ανεμιστήρας του εξατμιστή αστοχήσει ή μπλοκαριστεί από το φίλτρο αέρα, το υγρό ψυκτικό θα ξεχειλίσει στον εξατμιστή και θα εισέλθει στον συμπιεστή μέσω του σωλήνα αναρρόφησης με τη μορφή υγρού και όχι ατμού. Όταν η μονάδα λειτουργεί, λόγω της υπερχείλισης υγρού που αραιώνει το ψυκτικό λάδι, τα κινούμενα μέρη του συμπιεστή φθείρονται και η πίεση λαδιού μειώνεται, προκαλώντας τη λειτουργία της διάταξης ασφαλείας πίεσης λαδιού, με αποτέλεσμα να χάνει λάδι ο στροφαλοθάλαμος. Σε αυτήν την περίπτωση, εάν το μηχάνημα τεθεί εκτός λειτουργίας, το φαινόμενο της μετανάστευσης ψυκτικού μέσου θα συμβεί γρήγορα, με αποτέλεσμα την επανεκκίνηση του υγρού σφυριού.
3. Liquid strike
Όταν εμφανιστεί το υγρό σφυρί, μπορεί να ακουστεί ο ήχος κρούσης μετάλλου από το εσωτερικό του συμπιεστή και μπορεί να συνοδεύεται από τη βίαιη δόνηση του συμπιεστή. Το υγρό slam μπορεί να προκαλέσει ρήξη βαλβίδας, ζημιά στη φλάντζα της κεφαλής συμπιεστή, θραύση μπιέλας, θραύση στροφαλοφόρου άξονα και ζημιά σε άλλους τύπους συμπιεστών. Το υγρό σφυρί εμφανίζεται όταν το υγρό ψυκτικό μεταναστεύει στον στροφαλοθάλαμο και επανεκκινείται. Σε ορισμένες μονάδες, λόγω της δομής των σωληνώσεων ή της θέσης των εξαρτημάτων, το υγρό ψυκτικό θα συσσωρευτεί στο σωλήνα αναρρόφησης ή στον εξατμιστή κατά τη διακοπή λειτουργίας της μονάδας και θα εισέλθει στον συμπιεστή ως καθαρό υγρό και με ιδιαίτερα υψηλή ταχύτητα κατά την εκκίνηση. . Η ταχύτητα και η αδράνεια του υγρού slam είναι επαρκής για να νικήσει οποιαδήποτε ενσωματωμένη προστασία συμπιεστή έναντι υγρού slam.
4. Δράση της διάταξης ελέγχου υδραυλικής ασφάλειας
Σε ένα σύνολο μονάδων χαμηλής θερμοκρασίας, μετά την περίοδο απόψυξης, η συσκευή ελέγχου ασφαλείας πίεσης λαδιού προκαλείται συχνά να λειτουργεί λόγω υπερχείλισης υγρού ψυκτικού μέσου. Πολλά συστήματα έχουν σχεδιαστεί για να επιτρέπουν στο ψυκτικό να συμπυκνώνεται στον εξατμιστή και στη γραμμή αναρρόφησης κατά την απόψυξη και στη συνέχεια να ρέει στον στροφαλοθάλαμο του συμπιεστή κατά την εκκίνηση, προκαλώντας πτώση της πίεσης λαδιού, προκαλώντας τη λειτουργία της διάταξης ασφαλείας πίεσης λαδιού.
Περιστασιακά μία ή δύο ενέργειες της συσκευής ελέγχου ασφαλείας πίεσης λαδιού δεν θα έχουν σοβαρό αντίκτυπο στον συμπιεστή, αλλά επαναλαμβανόμενες πολλές φορές χωρίς καλές συνθήκες λίπανσης θα προκαλέσουν βλάβη του συμπιεστή. Η συσκευή ελέγχου ασφαλείας πίεσης λαδιού θεωρείται συχνά ως ένα μικρό σφάλμα από τον χειριστή, αλλά είναι μια προειδοποίηση ότι ο συμπιεστής λειτουργεί για περισσότερα από δύο λεπτά χωρίς λίπανση και ότι πρέπει να εφαρμοστούν εγκαίρως τα διορθωτικά μέτρα.
5. Συνιστώμενες θεραπείες
Όσο μεγαλύτερη είναι η πλήρωση ψυκτικού στο σύστημα ψύξης, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα αστοχίας του. Η μέγιστη και ασφαλής φόρτιση ψυκτικού μπορεί να προσδιοριστεί μόνο εάν ο συμπιεστής και άλλα κύρια εξαρτήματα του συστήματος είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους για δοκιμή συστήματος. Οι κατασκευαστές συμπιεστών μπορούν να καθορίσουν τη μέγιστη φόρτιση υγρού ψυκτικού μέσου που δεν θα προκαλέσει ζημιά στα λειτουργικά μέρη του συμπιεστή, αλλά δεν μπορούν να προσδιορίσουν πόσο από το συνολικό φορτίο του συστήματος ψύξης βρίσκεται στην πραγματικότητα στον συμπιεστή στις πιο ακραίες περιπτώσεις. Η μέγιστη φόρτιση υγρού ψυκτικού μέσου που μπορεί να αντέξει ένας συμπιεστής εξαρτάται από τον σχεδιασμό, τον εσωτερικό όγκο και τη φόρτιση του ψυκτικού λαδιού. Όταν συμβαίνει μετανάστευση υγρού, υπερχείλιση ή σφυρί υγρού, πρέπει να ληφθούν τα απαραίτητα διορθωτικά μέτρα. Ο τύπος της διορθωτικής δράσης εξαρτάται από τον σχεδιασμό του συστήματος και τον τύπο της αστοχίας.
Α. Μειώστε τη φόρτιση ψυκτικού
Ο καλύτερος τρόπος για να προστατεύσετε τον συμπιεστή από αστοχία που προκαλείται από υγρό ψυκτικό μέσο είναι να περιορίσετε τη φόρτιση ψυκτικού στο επιτρεπόμενο εύρος του συμπιεστή. Εάν αυτό δεν είναι δυνατό, η χρέωση θα πρέπει να μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο. Υπό την προϋπόθεση ότι ικανοποιείται ο ρυθμός ροής, ο συμπυκνωτής, ο εξατμιστής και οι σωλήνες σύνδεσης θα πρέπει να χρησιμοποιούν σωλήνες με μικρές διαμέτρους όσο το δυνατόν περισσότερο και ο συσσωρευτής υγρού πρέπει επίσης να επιλέγεται όσο το δυνατόν μικρότερος. Απαιτείται σωστή λειτουργία μετά την ελαχιστοποίηση του όγκου πλήρωσης και η επαγρύπνηση έναντι των φυσαλίδων αέρα στο τζάμι που προκαλούνται από πολύ λεπτή διάμετρο υγρού και πολύ χαμηλή πίεση κεφαλής μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρή υπερπλήρωση.
Β. Κύκλος άντλησης
Η πιο επιθετική και αξιόπιστη μέθοδος ελέγχου του υγρού ψυκτικού μέσου είναι ο κύκλος αντλίας. Ειδικά όταν η φόρτιση του συστήματος είναι μεγάλη, κλείνοντας την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα του σωλήνα υγρού, το ψυκτικό μπορεί να αντληθεί στον συμπυκνωτή και στον συσσωρευτή και ο συμπιεστής λειτουργεί υπό τον έλεγχο της συσκευής ελέγχου ασφαλείας χαμηλής πίεσης, οπότε το ψυκτικό βρίσκεται στον συμπιεστή. Απομονώνεται από τον συμπιεστή όταν δεν βρίσκεται σε λειτουργία, αποτρέποντας τη μετανάστευση ψυκτικού μέσα στο στροφαλοθάλαμο του συμπιεστή. Συνιστάται ένας συνεχής κύκλος απενεργοποίησης της αντλίας κατά τη διάρκεια της διακοπής λειτουργίας για να αποτραπεί η διαρροή της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Εάν πρόκειται για κύκλο απενεργοποίησης της αντλίας ή ονομάζεται μέθοδος ελέγχου μη ανακυκλοφορίας, θα υπάρξει υπερβολική ζημιά από διαρροή ψυκτικού στον συμπιεστή κατά τη μακροχρόνια διακοπή λειτουργίας. Ενώ ο συνεχής κύκλος απελευθέρωσης της αντλίας είναι ο καλύτερος τρόπος για να αποτραπεί η μετανάστευση, δεν προστατεύει τον συμπιεστή από τις αρνητικές επιπτώσεις της πλημμύρας του ψυκτικού μέσου.
Γ. Θερμαντήρας στροφαλοθαλάμου
Οι θερμαντήρες στροφαλοθαλάμου μπορούν να καθυστερήσουν τη μετεγκατάσταση σε καταστάσεις όπου ορισμένα συστήματα, συνθήκες λειτουργίας, κόστος ή προτιμήσεις πελατών μπορεί να καθιστούν αδύνατον τους κύκλους άντλησης.
Η λειτουργία του θερμαντήρα στροφαλοθαλάμου είναι να διατηρεί τη θερμοκρασία του ψυκτικού λαδιού στον στροφαλοθάλαμο πάνω από τη θερμοκρασία του πιο κρύου τμήματος του συστήματος. Ωστόσο, η θερμαντική ισχύς του θερμαντήρα του στροφαλοθαλάμου πρέπει να είναι περιορισμένη προκειμένου να αποφευχθεί η υπερθέρμανση και η απανθράκωση του λαδιού ψυγείου. Όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι κοντά στον -18 βαθμό , ή όταν ο σωλήνας αναρρόφησης είναι εκτεθειμένος, η επίδραση του θερμαντήρα του στροφαλοθαλάμου θα αντισταθμιστεί εν μέρει και ενδέχεται να εξακολουθήσει να υπάρχει μετεγκατάσταση.
Οι θερμαντήρες στροφαλοθαλάμου γενικά θερμαίνονται συνεχώς κατά τη χρήση, επειδή μόλις το ψυκτικό εισέλθει στον στροφαλοθάλαμο, συμπυκνώνεται στο ψυγμένο λάδι και χρειάζονται έως και αρκετές ώρες για να επιστρέψει ξανά στη γραμμή αναρρόφησης. Οι θερμαντήρες στροφαλοθαλάμου είναι πολύ αποτελεσματικοί στην αποτροπή της μετανάστευσης όταν η κατάσταση δεν είναι ιδιαίτερα σοβαρή, αλλά οι θερμαντήρες στροφαλοθαλάμου δεν μπορούν να προστατεύσουν τον συμπιεστή από ζημιά επιστροφής υγρού.
Δ. Διαχωριστής αερίου-υγρού σωλήνα αναρρόφησης
Για συστήματα επιρρεπή σε υπερχείλιση υγρού, θα πρέπει να εγκατασταθεί ένας διαχωριστής αερίου-υγρού στον σωλήνα αναρρόφησης για να αποθηκεύει προσωρινά το υπερχειλισμένο υγρό ψυκτικό στο σύστημα και να επιστρέψει το υγρό ψυκτικό στον συμπιεστή με ρυθμό που μπορεί να αντέξει ο συμπιεστής.
Η υπερχείλιση ψυκτικού μέσου είναι πιο πιθανό να συμβεί όταν η αντλία θερμότητας αλλάζει από ψύξη σε θέρμανση. Γενικά, οι διαχωριστές αερίου-υγρού σωλήνα αναρρόφησης είναι απαραίτητος εξοπλισμός σε όλες τις αντλίες θερμότητας.
Τα συστήματα που χρησιμοποιούν απόψυξη ζεστού αερίου είναι επίσης επιρρεπή σε υπερχείλιση υγρού στην αρχή και στο τέλος του αποψυκτη. Μονάδες χαμηλής υπερθέρμανσης, όπως ψύκτες υγρών και συμπιεστές βιτρίνας χαμηλής θερμοκρασίας, περιστασιακά υπερχειλίζουν λόγω ακατάλληλου ελέγχου ψυκτικού. Για εγκαταστάσεις οχημάτων, σοβαρές πλημμύρες είναι επίσης επιρρεπείς κατά την επανεκκίνηση μετά από μακρά περίοδο διακοπής λειτουργίας.
Στον συμπιεστή δύο σταδίων, η αναρρόφηση επιστρέφει απευθείας στον κύλινδρο της κατώτερης βαθμίδας και δεν διέρχεται από το δωμάτιο του κινητήρα. Θα πρέπει να χρησιμοποιείται ένας διαχωριστής αερίου-υγρού για την προστασία της βαλβίδας του συμπιεστή από κρούση υγρού.
Λόγω των διαφορετικών συνολικών απαιτήσεων φόρτισης των διαφορετικών συστημάτων ψύξης και των διαφορετικών μεθόδων ελέγχου ψυκτικού, το εάν απαιτείται διαχωριστής αερίου-υγρού και το μέγεθος του διαχωριστή αερίου-υγρού εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις απαιτήσεις του συγκεκριμένου συστήματος. Χωρίς να ελέγχεται με ακρίβεια η ποσότητα της επιστροφής υγρού, μια συντηρητική προσέγγιση σχεδιασμού είναι να διαστασιολογηθεί ο διαχωριστής αερίου-υγρού στο 50 τοις εκατό της συνολικής φόρτισης του συστήματος.
Ε. Διαχωριστής λαδιού
Οι διαχωριστές λαδιού δεν μπορούν να επιλύσουν βλάβες επιστροφής λαδιού λόγω του σχεδιασμού του συστήματος, ούτε μπορούν να επιλύσουν βλάβες ελέγχου υγρού ψυκτικού. Ωστόσο, οι διαχωριστές λαδιού συμβάλλουν στη μείωση της ποσότητας λαδιού που κυκλοφορεί στο σύστημα όταν οι αστοχίες ελέγχου του συστήματος δεν μπορούν να επιλυθούν διαφορετικά και μπορούν να βοηθήσουν το σύστημα σε μια κρίσιμη περίοδο έως ότου οι έλεγχοι του συστήματος επανέλθουν στο κανονικό. Για παράδειγμα, σε μονάδες εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας ή σε πλημμυρισμένους εξατμιστές, η επιστροφή λαδιού μπορεί να επηρεαστεί από την απόψυξη, οπότε ένας διαχωριστής λαδιού μπορεί να βοηθήσει στη διατήρηση της ποσότητας ψυκτικού λαδιού στον συμπιεστή κατά την απόψυξη του συστήματος.
