A folyékony hűtőközeg gyakori problémái és megoldásai a hűtőrendszerekben

Folyékony hűtőközeg migrációja

A hűtőközeg-migráció folyékony hűtőközeg felhalmozódását jelenti a kompresszor forgattyúházában, amikor a kompresszor leáll. Amíg a kompresszor belsejében a hőmérséklet alacsonyabb, mint az elpárologtató belsejében, a kompresszor és az elpárologtató közötti nyomáskülönbség hidegebb helyre hajtja a hűtőközeget. Ez a jelenség leggyakrabban a hideg téli hónapokban fordul elő. Légkondicionáló és hőszivattyús készülékek esetében azonban, ha a kondenzációs egység messze van a kompresszortól, még magas hőmérséklet esetén is előfordulhat a migráció.

Amikor a rendszert leállítják, és néhány órán belül nem kapcsolják be, még nyomáskülönbség hiányában is előfordulhat a migrációs jelenség, mivel a forgattyúházban lévő hűtött olaj vonzza a hűtőközeget.

Ha túl sok folyékony hűtőközeg kerül a kompresszor forgattyúházába, komoly folyadéklökés lép fel a kompresszor indulásakor, ami különféle kompresszorhibákat okozhat, például szeleptányér repedését, dugattyúkárosodást, csapágymeghibásodást és csapágyeróziót (a hűtőközeg lemossa a lehűtött olajat a csapágyról).

 

Folyékony hűtőközeg túlfolyás

Amikor az expanziós szelep nem működik, vagy az elpárologtató ventilátora meghibásodik, vagy a levegőszűrő eltömíti, a folyékony hűtőközeg túlfolyik az elpárologtatóban, és folyadékként, nem pedig gőzként jut be a kompresszorba a szívócsövön keresztül. Amikor az egység működik, a folyadék túlfolyása felhígítja a hűtött olajat, ami a kompresszor mozgó alkatrészeinek kopásához vezet, és az olajnyomás csökkenése az olajnyomás-biztonsági eszköz működésbe lépéséhez vezet, így a forgattyúház olajveszteséget okoz. Ebben az esetben, ha a gépet leállítják, a hűtőközeg-migráció jelensége gyorsan bekövetkezik, ami folyadéklökést eredményez az újraindításkor.

 

Folyékony kalapács

Amikor a folyadéklökés bekövetkezik, a kompresszorból kibocsátott fémes ütőhang hallható, és a kompresszort heves rezgés kísérheti. A hidraulikus ütés szeleprepedést, kompresszorfej-tömítés sérülését, összekötő rúd törését, tengelytörést és egyéb kompresszorkárosodásokat okozhat. Amikor a folyékony hűtőközeg a forgattyúházba kerül, a folyadéklökés a forgattyúház bekapcsolásakor következik be. Egyes egységeknél a csővezeték szerkezete vagy az alkatrészek elhelyezkedése miatt a folyékony hűtőközeg az egység állásideje alatt felhalmozódik a szívócsőben vagy az elpárologtatóban, és bekapcsoláskor különösen nagy sebességgel, tiszta folyadék formájában jut be a kompresszorba. A hidraulikus löket sebessége és tehetetlensége elegendő ahhoz, hogy tönkretegye a kompresszorba beépített antihidraulikus löket eszköz védelmét.

 

Olajnyomás biztonsági szabályozó berendezés működése

Kriogén egységekben a fagymentesítési időszak után a folyékony hűtőközeg túlfolyása gyakran az olajnyomás-biztonsági szabályozó berendezés működésbe lépését okozza. Számos rendszert úgy terveztek, hogy a hűtőközeg leolvasztás közben lecsapódjon az elpárologtatóban és a szívócsőben, majd indításkor a kompresszor forgattyúházába áramoljon, ami az olajnyomás csökkenését okozza, és ezáltal az olajnyomás-biztonsági berendezés működésbe lépését.

Az olajnyomás-biztonsági szabályozó berendezés egy-két alkalommal történő működése nem gyakorol komoly hatást a kompresszorra, de a megfelelő kenési feltételek hiányában az ismételt működés a kompresszor meghibásodásához vezet. Az olajnyomás-biztonsági szabályozó berendezést a kezelő gyakran apró hibának tekinti, de ez egy figyelmeztetés, hogy a kompresszor több mint két perce kenés nélkül működik, és időben helyreállító intézkedéseket kell tenni.

 

Ajánlott gyógymódok

Minél több hűtőközeg van feltöltve a hűtőrendszerben, annál nagyobb a meghibásodás esélye. Csak akkor lehet meghatározni a maximális és biztonságos hűtőközeg-töltetet, ha a kompresszort és a rendszer többi fő alkatrészét összekapcsolják a rendszer tesztelése érdekében. A kompresszorgyártók képesek meghatározni a betöltendő folyékony hűtőközeg maximális mennyiségét a kompresszor működő alkatrészeinek károsodása nélkül, de a legtöbb szélsőséges esetben nem tudják meghatározni, hogy a hűtőrendszerben lévő teljes hűtőközeg-töltetből mennyi van valójában a kompresszorban. A kompresszor által elviselhető maximális folyékony hűtőközeg-mennyiség a kialakításától, a tartalom térfogatától és a betöltött hűtőközeg-olaj mennyiségétől függ. Folyadékmigráció, túlcsordulás vagy kopogás esetén meg kell tenni a szükséges korrekciós intézkedéseket, a korrekciós intézkedések típusa pedig a rendszer kialakításától és a hiba típusától függ.

 

Csökkentse a betöltött hűtőközeg mennyiségét

A kompresszor folyékony hűtőközeg okozta meghibásodás elleni védelmének legjobb módja a hűtőközeg-töltet korlátozása a kompresszor megengedett tartományára. Ha ez nem lehetséges, a töltés mennyiségét a lehető legnagyobb mértékben csökkenteni kell. Az áramlási sebesség betartása mellett a kondenzátort, az elpárologtatót és a csatlakozócsövet a lehető legkisebbre kell használni, és a folyadéktartályt a lehető legkisebbre kell választani. A töltés mennyiségének minimalizálása megköveteli a megfelelő működést, hogy a szemüveg figyelmeztesse a folyadékcső kis átmérője és az alacsony fejnyomás által okozott buborékokra, amelyek súlyos túltöltéshez vezethetnek.

 

Evakuálási ciklus

A folyékony hűtőközeg szabályozásának legaktívabb és legmegbízhatóbb módja az evakuálási ciklus. Különösen nagy rendszertöltet esetén a folyadékcső mágnesszelepének zárásával a hűtőközeg a kondenzátorba és a folyadéktartályba pumpálható, a kompresszor pedig az alacsony nyomású biztonsági vezérlőberendezés vezérlése alatt működik, így a hűtőközeg elkülönül a kompresszortól, amikor a kompresszor nem működik, elkerülve a hűtőközeg vándorlását a kompresszor forgattyúházába. A mágnesszelep szivárgásának megakadályozása érdekében a leállítási fázisban folyamatos evakuálási ciklus alkalmazása ajánlott. Ha ez egyetlen evakuálási ciklus, vagy nem recirkulációs szabályozási módnak nevezik, akkor a kompresszor túl nagy hűtőközeg-szivárgást szenvedhet el, ami hosszú távú leállás esetén károsíthatja a kompresszort. Bár a folyamatos evakuálási ciklus a legjobb módja a migráció megelőzésének, nem védi meg a kompresszort a hűtőközeg túlcsordulásának káros hatásaitól.

 

Forgattyúházfűtés

Bizonyos rendszerekben, működési környezetekben, költségek vagy ügyfélpreferenciák esetén, amelyek lehetetlenné tehetik az evakuálási ciklusokat, a forgattyúház-fűtések késleltethetik a migrációt.

A forgattyúházfűtés funkciója, hogy a forgattyúházban lévő lehűtött olaj hőmérsékletét a rendszer legalacsonyabb részének hőmérséklete felett tartsa. A forgattyúházfűtés fűtőteljesítményét azonban korlátozni kell az olaj túlmelegedésének és a korom megfagyásának megakadályozása érdekében. Amikor a környezeti hőmérséklet -18 °C közelében van° C, vagy amikor a szívócső szabaddá válik, a forgattyúházfűtés szerepe részben ellensúlyozódik, és a migrációs jelenség továbbra is előfordulhat.

A forgattyúházfűtőket általában folyamatosan fűtik használat közben, mivel miután a hűtőközeg bejut a forgattyúházba és lecsapódik a lehűtött olajban, akár több órába is telhet, mire visszajut a szívócsőbe. Amikor a helyzet nem különösebben súlyos, a forgattyúházfűtő nagyon hatékony a folyadékvándorlás megakadályozásában, de a forgattyúházfűtő nem tudja megvédeni a kompresszort a folyadék visszaáramlása okozta károsodástól.

 

Szívócsöves gáz-folyadék szeparátor

A folyadék túlcsordulására hajlamos rendszerek esetében egy gáz-folyadék szeparátort kell felszerelni a szívóvezetékre, hogy ideiglenesen tárolja a rendszerből kiömlött folyékony hűtőközeget, és a folyékony hűtőközeget olyan sebességgel juttassa vissza a kompresszorba, amelyet a kompresszor elbír.

A hűtőközeg túlfolyása leggyakrabban akkor fordul elő, amikor a hőszivattyút hűtési állapotból fűtési állapotba kapcsolják, és általánosságban elmondható, hogy a szívócsöves gáz-folyadék elválasztó minden hőszivattyúban szükséges berendezés.

A forró gázt használó rendszereknél a leolvasztás elején és végén folyadék túlcsordulhat. Az alacsony túlhevítésű készülékek, mint például a folyadékfagyasztók és az alacsony hőmérsékletű vitrinekbe épített kompresszorok, esetenként túlcsordulást okozhatnak a nem megfelelő hűtőközeg-szabályozás miatt. Járműberendezések esetében, ha hosszú leállási fázison mennek keresztül, az újraindításkor is komoly túlcsordulásra hajlamosak.

Egy kétfokozatú kompresszorban a szívógáz közvetlenül az alsó hengerbe kerül vissza, és nem halad át a motortéren, ezért gáz-folyadék elválasztót kell használni a kompresszor szelepének a folyadékfúvás okozta károsodásától való védelmére.

Mivel a különböző hűtőrendszerek teljes töltetigénye és a hűtőközeg-szabályozási módszerek is eltérőek, a gáz-folyadék szeparátor szükségessége és mérete nagymértékben függ az adott rendszer igényeitől. Ha a folyadék-visszaáramlás mennyiségét nem mérik pontosan, akkor a konzervatív tervezési megközelítés az, hogy a gáz-folyadék szeparátor kapacitását a teljes rendszertöltet 50%-án határozzák meg.

 

Olajleválasztó

Az olajleválasztó nem tudja megoldani a rendszer kialakítása által okozott olaj-visszaáramlási hibát, és a folyékony hűtőközeg-szabályozási hibát sem. Azonban, ha a rendszerszabályozási hiba más módon nem oldható meg, az olajleválasztó segít csökkenteni a rendszerben keringő olaj mennyiségét, ami segíthet a rendszernek átvészelni egy kritikus időszakot, amíg a rendszerszabályozás vissza nem áll a normális állapotba. Például egy ultra alacsony hőmérsékletű egységben vagy egy teljes folyadékpárologtatóban a visszatérő olajat befolyásolhatja a leolvasztás, ebben az esetben az olajleválasztó segíthet fenntartani a hűtött olaj mennyiségét a kompresszorban a rendszer leolvasztása során.


Közzététel ideje: 2023. szeptember 7.