Migrarea agentului frigorific lichid
Migrarea agentului frigorific se referă la acumularea de agent frigorific lichid în carterul compresorului atunci când acesta este oprit. Atâta timp cât temperatura din interiorul compresorului este mai mică decât temperatura din interiorul evaporatorului, diferența de presiune dintre compresor și evaporator va împinge agentul frigorific într-un loc mai rece. Acest fenomen este cel mai probabil să apară în lunile reci de iarnă. Cu toate acestea, în cazul dispozitivelor de aer condiționat și al pompelor de căldură, atunci când unitatea de condensare este departe de compresor, chiar dacă temperatura este ridicată, poate apărea fenomenul de migrare.
Când sistemul este oprit, dacă nu este pornit în câteva ore, chiar dacă nu există nicio diferență de presiune, poate apărea fenomenul de migrare din cauza atragerii uleiului refrigerat din carter către agentul frigorific.
Dacă un exces de agent frigorific lichid migrează în carterul compresorului, va apărea un șoc lichid grav la pornirea compresorului, ceea ce va duce la diverse defecțiuni ale compresorului, cum ar fi ruperea discului supapei, deteriorarea pistonului, defectarea rulmentului și eroziunea rulmentului (agentul frigorific spală uleiul răcit departe de rulment).
Revărsare agent frigorific lichid
Când supapa de expansiune nu funcționează sau ventilatorul evaporatorului se defectează sau este blocat de filtrul de aer, agentul frigorific lichid va revărsa în evaporator și va intra în compresor sub formă de lichid, în loc de abur, prin tubul de aspirație. Când unitatea funcționează, revărsarea lichidului diluează uleiul refrigerat, rezultând uzura pieselor mobile ale compresorului, iar reducerea presiunii uleiului duce la acționarea dispozitivului de siguranță a presiunii uleiului, făcând astfel carterul să piardă ulei. În acest caz, dacă mașina este oprită, fenomenul de migrare a agentului frigorific va apărea rapid, rezultând un șoc de lichid la repornire.
Ciocan lichid
Când are loc impactul cu lichidul, se poate auzi sunetul de percuție metalică emis de compresor, iar compresorul poate fi însoțit de vibrații violente. Percuția hidraulică poate provoca ruperea supapei, deteriorarea garniturii chiulasei compresorului, fracturarea tijei de conectare, fracturarea arborelui și alte tipuri de deteriorare a compresorului. Când agentul frigorific lichid migrează în carter, șocul lichid va apărea atunci când carterul este pornit. În unele unități, din cauza structurii conductei sau a amplasării componentelor, agentul frigorific lichid se va acumula în tubul de aspirație sau în evaporator în timpul perioadei de nefuncționare a unității și va intra în compresor sub formă de lichid pur la o viteză deosebit de mare atunci când acesta este pornit. Viteza și inerția cursei hidraulice sunt suficiente pentru a distruge protecția oricărui dispozitiv anti-cursă hidraulică încorporat în compresor.
Acțiunea dispozitivului de control al siguranței presiunii uleiului
Într-o unitate criogenică, după perioada de îndepărtare a înghețului, revărsarea agentului frigorific lichid determină adesea funcționarea dispozitivului de control al siguranței presiunii uleiului. Multe sisteme sunt proiectate să permită agentului frigorific să se condenseze în evaporator și în tubul de aspirație în timpul dezghețării și apoi să curgă în carterul compresorului la pornire, provocând scăderea presiunii uleiului și, prin urmare, funcționarea dispozitivului de siguranță a presiunii uleiului.
Ocazional, acțiunea dispozitivului de control al presiunii uleiului, o dată sau de două ori, nu va avea un impact serios asupra compresorului, dar acțiunea repetată în absența unor condiții bune de lubrifiere va duce la defectarea compresorului. Acțiunea dispozitivului de control al presiunii uleiului este adesea considerată de operator o defecțiune minoră, dar reprezintă un avertisment că compresorul a funcționat mai mult de două minute fără lubrifiere și că trebuie implementate măsuri de remediere în timp util.
Remedii recomandate
Cu cât sistemul de refrigerare este încărcat cu mai mult agent frigorific, cu atât este mai mare șansa de defecțiune. Numai atunci când compresorul și alte componente majore ale sistemului sunt conectate împreună pentru testarea sistemului se poate determina încărcătura maximă și sigură de agent frigorific. Producătorii de compresoare pot determina cantitatea maximă de agent frigorific lichid care trebuie încărcată fără a deteriora părțile funcționale ale compresorului, dar nu pot determina cât din încărcătura totală de agent frigorific din sistemul de refrigerare se află de fapt în compresor în majoritatea cazurilor extreme. Cantitatea maximă de agent frigorific lichid pe care o poate suporta compresorul depinde de designul său, volumul conținut și cantitatea de ulei frigorific încărcată. Când apare migrarea lichidului, revărsarea sau detonația, trebuie luate măsurile de remediere necesare, tipul de acțiune de remediere depinzând de designul sistemului și de tipul de defecțiune.
Reduceți cantitatea de agent frigorific încărcată
Cea mai bună metodă de a proteja compresorul de defecțiunile cauzate de agenții frigorigeni lichizi este limitarea încărcăturii de agent frigorific la intervalul admis de compresor. Dacă acest lucru nu este posibil, cantitatea de umplere trebuie redusă cât mai mult posibil. În condițiile respectării debitului, condensatorul, evaporatorul și conducta de conectare trebuie utilizate cât mai mici posibil, iar rezervorul de lichid trebuie selectat cât mai mic posibil. Minimizarea cantității de umplere necesită o funcționare corectă pentru a alerta ochelarii cu privire la bulele cauzate de diametrul mic al tubului de lichid și de presiunea scăzută a presiunii, ceea ce poate duce la o supraîncărcare gravă.
Ciclul de evacuare
Cea mai activă și fiabilă metodă de control al agentului frigorific lichid este ciclul de evacuare. Mai ales atunci când cantitatea de încărcare a sistemului este mare, prin închiderea electrovalvei de pe conducta de lichid, agentul frigorific poate fi pompat în condensator și în rezervorul de lichid, iar compresorul funcționează sub controlul dispozitivului de control al siguranței la presiune joasă, astfel încât agentul frigorific este izolat de compresor atunci când compresorul nu funcționează, evitând migrarea agentului frigorific în carterul compresorului. Se recomandă utilizarea unui ciclu continuu de evacuare în timpul fazei de oprire pentru a preveni scurgerile electrovalvei. Dacă este vorba de un singur ciclu de evacuare sau denumit mod de control fără recirculare, va exista o cantitate prea mare de agent frigorific care va deteriora compresorul atunci când acesta este oprit pentru o perioadă lungă de timp. Deși ciclul continuu de evacuare este cea mai bună modalitate de a preveni migrarea, acesta nu protejează compresorul de efectele adverse ale revărsării agentului frigorific.
Încălzitor carter
În anumite sisteme, medii de operare, costuri sau preferințe ale clienților care pot face imposibile ciclurile de evacuare, încălzitoarele de carter pot întârzia migrarea.
Funcția încălzitorului carterului este de a menține temperatura uleiului răcit din carter peste temperatura părții inferioare a sistemului. Cu toate acestea, puterea de încălzire a încălzitorului carterului trebuie limitată pentru a preveni supraîncălzirea și înghețarea carbonului din ulei. Când temperatura ambiantă este aproape de -18° C, sau când tubul de aspirație este expus, rolul încălzitorului carterului va fi parțial compensat, iar fenomenul de migrare poate apărea în continuare.
Încălzitoarele de carter sunt, în general, încălzite continuu în timpul utilizării, deoarece odată ce agentul frigorific intră în carter și se condensează în uleiul răcit, poate dura până la câteva ore pentru ca acesta să ajungă înapoi în tubul de aspirație. Când situația nu este deosebit de gravă, încălzitorul de carter este foarte eficient pentru prevenirea migrării, dar nu poate proteja compresorul de daunele cauzate de refluxul lichidului.
Separator gaz-lichid cu tub de aspirație
Pentru sistemele predispuse la revărsarea lichidului, trebuie instalat un separator gaz-lichid pe conducta de aspirație pentru a stoca temporar agentul frigorific lichid care s-a scurs din sistem și pentru a returna agentul frigorific lichid către compresor la o viteză pe care compresorul o poate suporta.
Revărsarea agentului frigorific este cel mai probabil să apară atunci când pompa de căldură trece de la starea de răcire la starea de încălzire și, în general, separatorul gaz-lichid cu tub de aspirație este un echipament necesar în toate pompele de căldură.
Sistemele care utilizează gaz fierbinte pentru dezghețare sunt, de asemenea, predispuse la revărsarea lichidului la începutul și sfârșitul dezghețătorului. Dispozitivele cu supraîncălzire scăzută, cum ar fi congelatoarele de lichide și compresoarele din vitrine cu temperatură scăzută, pot provoca ocazional revărsarea din cauza controlului necorespunzător al agentului frigorific. În cazul dispozitivelor din vehicule, atunci când se confruntă cu o fază lungă de oprire, este, de asemenea, predispus la revărsarea semnificativă la repornire.
Într-un compresor cu două trepte, aspirația este returnată direct în cilindrul inferior și nu trece prin camera motorului, iar pentru a proteja supapa compresorului de deteriorarea cauzată de suflarea lichidului trebuie utilizat un separator gaz-lichid.
Deoarece cerințele generale de încărcare ale diferitelor sisteme de refrigerare sunt diferite, iar metodele de control al agentului frigorific sunt diferite, necesitatea unui separator gaz-lichid și dimensiunea separatorului gaz-lichid depind în mare măsură de cerințele sistemului specific. Dacă cantitatea de lichid care curge în sens invers nu este testată cu precizie, o abordare conservatoare de proiectare este de a determina capacitatea separatorului gaz-lichid la 50% din încărcarea totală a sistemului.
Separator de ulei
Separatorul de ulei nu poate rezolva defectul de retur al uleiului cauzat de designul sistemului și nici defectul de control al agentului frigorific lichid. Cu toate acestea, atunci când defecțiunea controlului sistemului nu poate fi rezolvată prin alte mijloace, separatorul de ulei ajută la reducerea cantității de ulei care circulă în sistem, ceea ce poate ajuta sistemul să treacă printr-o perioadă critică până când controlul sistemului este restabilit la normal. De exemplu, într-o unitate cu temperatură ultra-scăzută sau un evaporator complet cu lichid, uleiul de retur poate fi afectat de dezghețare, caz în care separatorul de ulei poate ajuta la menținerea cantității de ulei răcit în compresor în timpul dezghețării sistemului.
Data publicării: 07 septembrie 2023
