Migrace kapalného chladiva
Migrace chladiva označuje hromadění kapalného chladiva v klikové skříni kompresoru, když je kompresor vypnutý. Pokud je teplota uvnitř kompresoru nižší než teplota uvnitř výparníku, tlakový rozdíl mezi kompresorem a výparníkem bude tlačit chladivo na chladnější místo. K tomuto jevu dochází s největší pravděpodobností v chladných zimních měsících. U klimatizačních zařízení a tepelných čerpadel však může k migraci docházet i při vysoké teplotě, pokud je kondenzační jednotka daleko od kompresoru.
Pokud je systém vypnutý a není do několika hodin znovu zapnutý, i když nedochází k žádnému tlakovému rozdílu, může dojít k migraci oleje v klikové skříni v důsledku přitahování chladiva k ochlazenému oleji.
Pokud se do klikové skříně kompresoru dostane nadměrné množství kapalného chladiva, dojde při spuštění kompresoru k vážnému kapalinovému šoku, který má za následek různé poruchy kompresoru, jako je prasknutí ventilového disku, poškození pístu, selhání ložiska a eroze ložiska (chladivo odplavuje ochlazený olej z ložiska).
Přetečení kapalného chladiva
Pokud expanzní ventil selže, ventilátor výparníku selže nebo je zablokován vzduchovým filtrem, kapalné chladivo přeteče ve výparníku a do kompresoru se dostane sací trubicí jako kapalina, nikoli jako pára. Za chodu jednotky přetečená kapalina ředí chlazený olej, což vede k opotřebení pohyblivých částí kompresoru. Snížení tlaku oleje vede k aktivaci bezpečnostního zařízení tlaku oleje, což způsobuje ztrátu oleje z klikové skříně. V tomto případě, pokud je stroj vypnut, dojde k rychlé migraci chladiva, což povede k kapalnému šoku při jeho opětovném spuštění.
Kapalinové kladivo
Když dojde k nárazu kapaliny, je slyšet kovový nárazový zvuk vydávaný kompresorem a kompresor může být doprovázen silnými vibracemi. Hydraulické nárazy mohou způsobit prasknutí ventilu, poškození těsnění hlavy kompresoru, zlomení ojnice, zlomení hřídele a další typy poškození kompresoru. Když kapalné chladivo pronikne do klikové skříně, dojde při zapnutí klikové skříně k kapalinovému rázu. U některých jednotek se v důsledku struktury potrubí nebo umístění součástí kapalné chladivo během prostoje jednotky hromadí v sací trubce nebo výparníku a po zapnutí vstupuje do kompresoru ve formě čisté kapaliny obzvláště vysokou rychlostí. Rychlost a setrvačnost hydraulického zdvihu jsou dostatečné k tomu, aby zničily ochranu jakéhokoli vestavěného zařízení proti hydraulickému zdvihu kompresoru.
Činnost bezpečnostního zařízení pro regulaci tlaku oleje
V kryogenní jednotce často po období odmrazování přetečení kapalného chladiva způsobí aktivaci bezpečnostního zařízení pro regulaci tlaku oleje. Mnoho systémů je navrženo tak, aby chladivo mohlo během odmrazování kondenzovat ve výparníku a sací trubce a poté při spuštění proudit do klikové skříně kompresoru, což způsobí pokles tlaku oleje a následné aktivaci bezpečnostního zařízení pro regulaci tlaku oleje.
Občas se stane, že jedno nebo dvojí sepnutí bezpečnostního regulátoru tlaku oleje nebude mít vážný dopad na kompresor, ale opakované sepnutí bez dobrých mazacích podmínek povede k poruše kompresoru. Bezpečnostní regulátor tlaku oleje je obsluhou často považován za malou závadu, ale jedná se o varování, že kompresor běží déle než dvě minuty bez mazání, a je třeba včas provést nápravná opatření.
Doporučené nápravné opatření
Čím více chladiva je v chladicím systému naplněno, tím větší je pravděpodobnost poruchy. Maximální a bezpečnou náplň chladiva lze určit pouze tehdy, když jsou kompresor a další hlavní komponenty systému propojeny pro účely systémového testování. Výrobci kompresorů jsou schopni určit maximální množství kapalného chladiva, které má být naplněno, aniž by došlo k poškození pracovních částí kompresoru, ale v nejextrémnějších případech nejsou schopni určit, kolik z celkové náplně chladiva v chladicím systému je skutečně v kompresoru. Maximální množství kapalného chladiva, které kompresor snese, závisí na jeho konstrukci, objemu obsahu a množství naplněného chladicího oleje. Pokud dojde k migraci kapaliny, přetečení nebo klepání, je nutné provést nezbytná nápravná opatření, přičemž typ nápravného opatření závisí na konstrukci systému a typu poruchy.
Snižte množství doplňovaného chladiva
Nejlepším způsobem, jak chránit kompresor před poruchou způsobenou kapalnými chladivy, je omezit množství chladiva na povolený rozsah kompresoru. Pokud to není možné, je třeba co nejvíce snížit množství náplně. Za předpokladu dosažení požadovaného průtoku by měl být kondenzátor, výparník a spojovací potrubí co nejmenší a zásobník kapaliny by měl být zvolen co nejmenší. Minimalizace množství náplně vyžaduje správný provoz, aby se zařízení upozornilo na bubliny způsobené malým průměrem kapalinové trubice a nízkým tlakem, což může vést k vážnému přeplnění.
Evakuační cyklus
Nejaktivnější a nejspolehlivější metodou regulace kapalného chladiva je evakuační cyklus. Zejména při velkém množství náplně systému lze uzavřením solenoidového ventilu kapalinového potrubí chladivo přečerpat do kondenzátoru a zásobníku kapaliny a kompresor běží pod kontrolou bezpečnostního řídicího zařízení nízkého tlaku, takže chladivo je izolováno od kompresoru, když kompresor neběží, čímž se zabrání migraci chladiva do klikové skříně kompresoru. Během fáze vypnutí se doporučuje použít nepřetržitý evakuační cyklus, aby se zabránilo úniku solenoidového ventilu. Pokud se jedná o jediný evakuační cyklus neboli režim řízení bez recirkulace, dojde při delším vypnutí kompresoru k příliš velkému poškození únikem chladiva. Přestože je nepřetržitý evakuační cyklus nejlepším způsobem, jak zabránit migraci chladiva, nechrání kompresor před nepříznivými účinky přetečení chladiva.
Ohřívač klikové skříně
V některých systémech, provozních prostředích, nákladech nebo preferencích zákazníků, které mohou znemožnit cykly evakuace, mohou ohřívače klikové skříně migraci zpozdit.
Funkcí ohřívače klikové skříně je udržovat teplotu chlazeného oleje v klikové skříni nad teplotou nejnižší části systému. Topný výkon ohřívače klikové skříně však musí být omezen, aby se zabránilo přehřátí a zamrznutí olejového uhlíku. Pokud se okolní teplota blíží -18° C, nebo když je sací trubice odkrytá, role ohřívače klikové skříně bude částečně kompenzována a migrační jev může stále přetrvávat.
Ohřívače klikové skříně se při provozu obvykle ohřívají nepřetržitě, protože jakmile chladivo vstoupí do klikové skříně a kondenzuje v ochlazeném oleji, může trvat až několik hodin, než se dostane zpět do sací trubky. Pokud situace není nijak zvlášť vážná, je ohřívač klikové skříně velmi účinný v prevenci migrace, ale nemůže ochránit kompresor před poškozením způsobeným zpětným tokem kapaliny.
Sací trubicový odlučovač plynu a kapaliny
U systémů náchylných k přetečení kapaliny by měl být na sacím potrubí instalován odlučovač plyn-kapalina, který dočasně uskladní kapalné chladivo, které uniklo ze systému, a vrátí kapalné chladivo do kompresoru rychlostí, kterou kompresor snese.
K přetečení chladiva dochází s největší pravděpodobností při přepnutí tepelného čerpadla z režimu chlazení do režimu vytápění a obecně je sací trubice odlučovače plynu a kapaliny nezbytným zařízením u všech tepelných čerpadel.
Systémy, které k odmrazování používají horký plyn, jsou také náchylné k přetečení kapaliny na začátku a na konci odmrazování. Zařízení s nízkým přehřátím, jako jsou mrazničky kapalin a kompresory v nízkoteplotních vitrínách, mohou občas způsobit přetečení v důsledku nesprávné regulace chladiva. U zařízení ve vozidlech, která jsou při dlouhé fázi odstavení náchylná k vážnému přetečení, je také možné, že dojde k vážnému přetečení při opětovném spuštění.
U dvoustupňového kompresoru se sání vrací přímo do spodního válce a neprochází komorou motoru. Pro ochranu ventilu kompresoru před poškozením v důsledku úniku kapaliny by měl být použit odlučovač plynu a kapaliny.
Protože se celkové požadavky na náplň různých chladicích systémů liší a metody regulace chladiva se liší, závisí potřeba odlučovače plynu a kapaliny a jeho velikost do značné míry na požadavcích konkrétního systému. Pokud není množství zpětného toku kapaliny přesně otestováno, je konzervativním přístupem k návrhu stanovení kapacity odlučovače plynu a kapaliny na úrovni 50 % celkové náplně systému.
Odlučovač oleje
Odlučovač oleje nedokáže vyřešit poruchu vracení oleje způsobenou konstrukcí systému, ani poruchu regulace kapalného chladiva. Pokud však nelze poruchu regulace systému vyřešit jinými prostředky, odlučovač oleje pomáhá snížit množství oleje cirkulujícího v systému, což může systému pomoci překonat kritické období, dokud se regulace systému neobnoví do normálu. Například u jednotky s velmi nízkou teplotou nebo plně kapalinového výparníku může být vracející se olej ovlivněn odmrazováním, v takovém případě může odlučovač oleje pomoci udržet množství chlazeného oleje v kompresoru během odmrazování systému.
Čas zveřejnění: 7. září 2023
