Migrasjon av flytende kjølemiddel
Kjølemediemigrasjon refererer til opphopning av flytende kjølemedium i kompressorens veivhus når kompressoren er slått av. Så lenge temperaturen inne i kompressoren er lavere enn temperaturen inne i fordamperen, vil trykkforskjellen mellom kompressoren og fordamperen drive kjølemediet til et kaldere sted. Dette fenomenet er mest sannsynlig å oppstå i de kalde vintermånedene. For klimaanlegg og varmepumper kan imidlertid migrasjonsfenomenet oppstå når kondenseringsenheten er langt fra kompressoren, selv om temperaturen er høy.
Når systemet er slått av, og det ikke slås på innen noen få timer, selv om det ikke er noen trykkforskjell, kan migrasjonsfenomenet oppstå på grunn av at den kjølte oljen i veivhuset tiltrekker seg kjølemediet.
Hvis for mye flytende kjølemiddel migrerer inn i kompressorens veivhus, vil det oppstå alvorlig væskesjokk når kompressoren starter, noe som resulterer i forskjellige kompressorfeil, som for eksempel ventilskivebrudd, stempelskade, lagersvikt og lagererosjon (kjølemiddel vasker den avkjølte oljen bort fra lageret).
Overløp av flytende kjølemiddel
Når ekspansjonsventilen ikke fungerer, eller fordamperviften svikter eller blokkeres av luftfilteret, vil det flytende kjølemediet renne over i fordamperen og komme inn i kompressoren som væske i stedet for damp gjennom sugerøret. Når enheten er i gang, fortynner væskeoverløpet den kjølte oljen, noe som resulterer i slitasje på kompressorens bevegelige deler, og reduksjonen av oljetrykket fører til at oljetrykksikkerhetsanordningen aktiveres, slik at veivhuset mister olje. I dette tilfellet, hvis maskinen slås av, vil kjølemediemigrasjonsfenomenet raskt oppstå, noe som resulterer i et væskesjokk når den startes igjen.
Flytende hammer
Når væskestøtet oppstår, kan man høre metallisk slaglyd fra kompressoren, og kompressoren kan være ledsaget av voldsomme vibrasjoner. Hydraulisk slag kan forårsake ventilbrudd, skade på kompressorens topppakning, brudd på forbindelsesstangen, brudd på akselen og andre typer kompressorskader. Når flytende kjølemedium migrerer inn i veivhuset, vil det oppstå et væskesjokk når veivhuset slås på. I noen enheter, på grunn av rørledningens struktur eller plasseringen av komponentene, vil det flytende kjølemediet samle seg i sugerøret eller fordamperen under enhetens nedetid, og vil komme inn i kompressoren i form av ren væske med en spesielt høy hastighet når den slås på. Hastigheten og tregheten til det hydrauliske slaget er tilstrekkelig til å ødelegge beskyttelsen til enhver innebygd antihydraulisk slaganordning i kompressoren.
Handling av sikkerhetskontrollenhet for oljetrykk
I en kryogen enhet, etter frostfjerningsperioden, fører overløp av flytende kjølemiddel ofte til at sikkerhetskontrollenheten for oljetrykket aktiveres. Mange systemer er konstruert slik at kjølemiddelet kondenserer i fordamperen og sugerøret under avriming, og deretter strømmer inn i kompressorens veivhus ved oppstart, noe som fører til at oljetrykket faller, noe som fører til at sikkerhetsenheten for oljetrykket aktiveres.
Av og til vil ikke oljetrykksikkerhetskontrollenhetens handling ha noen alvorlig innvirkning på kompressoren, men gjentatte ganger uten gode smøreforhold vil føre til kompressorfeil. Oljetrykksikkerhetskontrollenheten blir ofte ansett av operatøren som en liten feil, men det er en advarsel om at kompressoren har gått i mer enn to minutter uten smøring, og utbedringstiltak må iverksettes i tide.
Anbefalte løsninger
Jo mer kjølemedium kjølesystemet fylles på, desto større er sjansen for feil. Først når kompressoren og andre hovedkomponenter i systemet er koblet sammen for systemtesting, kan den maksimale og sikre kjølemediefyllingen bestemmes. Kompressorprodusenter kan bestemme den maksimale mengden flytende kjølemedium som skal fylles på uten å skade kompressorens arbeidsdeler, men de kan ikke bestemme hvor mye av den totale kjølemediefyllingen i kjølesystemet som faktisk er i kompressoren i de fleste ekstreme tilfeller. Den maksimale mengden flytende kjølemedium som kompressoren tåler, avhenger av design, innholdsvolum og mengden kjølemedieolje som er påfylt. Når væskemigrasjon, overløp eller banking oppstår, må nødvendige utbedringstiltak iverksettes. Typen utbedringstiltak avhenger av systemdesignet og typen feil.
Reduser mengden kjølemiddel som fylles på
Den beste måten å beskytte kompressoren mot feil forårsaket av flytende kjølemedier på, er å begrense kjølemediemengden til kompressorens tillatte område. Hvis dette ikke er mulig, bør fyllingsmengden reduseres så mye som mulig. For å oppfylle strømningshastigheten, bør kondensatoren, fordamperen og tilkoblingsrøret brukes så lite som mulig, og væskebeholderen bør velges så liten som mulig. Minimering av fyllingsmengden krever riktig betjening for å varsle briller om bobler forårsaket av den lille diameteren på væskerøret og det lave topptrykket, noe som kan føre til alvorlig overfylling.
Evakueringssyklus
Den mest aktive og pålitelige metoden for å kontrollere flytende kjølemiddel er evakueringssyklusen. Spesielt når mengden systemfylling er stor, kan kjølemiddelet pumpes inn i kondensatoren og væskebeholderen ved å lukke magnetventilen i væskerøret, og kompressoren kjører under kontroll av lavtrykkssikkerhetskontrollenheten, slik at kjølemiddelet isoleres fra kompressoren når kompressoren ikke er i gang, noe som unngår migrering av kjølemiddel til kompressorens veivhus. Det anbefales å bruke en kontinuerlig evakueringssyklus under avstengningsfasen for å forhindre lekkasje fra magnetventilen. Hvis det er en enkelt evakueringssyklus, eller kalt ikke-resirkulerende kontrollmodus, vil det være for mye kjølemiddellekkasje som skader kompressoren når den er slått av i lang tid. Selv om den kontinuerlige evakueringssyklusen er den beste måten å forhindre migrering på, beskytter den ikke kompressoren mot de negative effektene av kjølemiddeloverløp.
Veivhusvarmer
I noen systemer, driftsmiljøer, kostnader eller kundepreferanser som kan gjøre evakueringssykluser umulige, kan veivhusvarmere forsinke migreringen.
Veivhusvarmerens funksjon er å holde temperaturen på den avkjølte oljen i veivhuset over temperaturen i den laveste delen av systemet. Veivhusvarmerens varmeeffekt må imidlertid begrenses for å forhindre overoppheting og frysing av oljekarbon. Når omgivelsestemperaturen er nær -18° C, eller når sugerøret er eksponert, vil veivhusvarmerens rolle bli delvis forskjøvet, og migrasjonsfenomenet kan fortsatt oppstå.
Veivhusvarmere varmes vanligvis kontinuerlig opp under bruk, fordi når kjølemediet kommer inn i veivhuset og kondenserer i den avkjølte oljen, kan det ta opptil flere timer før det kommer tilbake til sugerøret igjen. Når situasjonen ikke er spesielt alvorlig, er veivhusvarmeren svært effektiv for å forhindre migrering, men veivhusvarmeren kan ikke beskytte kompressoren mot skader forårsaket av væsketilbakestrømning.
Sugerør gass-væskeseparator
For systemer som er utsatt for væskeoverløp, bør en gass-væskeseparator installeres på sugeledningen for midlertidig å lagre det flytende kjølemediet som har sølt fra systemet og returnere det flytende kjølemediet til kompressoren med en hastighet som kompressoren tåler.
Kjølemedieoverløp oppstår mest sannsynlig når varmepumpen byttes fra kjøletilstand til oppvarmingstilstand, og generelt er sugerørets gass-væskeseparator et nødvendig utstyr i alle varmepumper.
Systemer som bruker varm gass til avriming er også utsatt for væskeoverløp i begynnelsen og slutten av avrimingen. Lav overhetingsenheter som væskefrysere og kompressorer i lavtemperaturutstillinger kan av og til forårsake overløp på grunn av feil kjølemiddelkontroll. For kjøretøyenheter, når de opplever en lang avstengningsfase, er det også utsatt for alvorlig overløp ved omstart.
I en totrinnskompressor returneres sugestrømmen direkte til den nedre sylinderen og passerer ikke gjennom motorkammeret, og en gass-væskeseparator bør brukes for å beskytte kompressorventilen mot skade fra væskeblåsing.
Fordi de totale fyllekravene for ulike kjølesystemer er forskjellige, og metodene for kjølemiddelkontroll er forskjellige, avhenger det i stor grad av kravene til det spesifikke systemet om det er behov for en gass-væske-separator og hvilken størrelse på denne. Hvis mengden væsketilbakestrømning ikke testes nøyaktig, er en konservativ designtilnærming å bestemme gass-væske-separatorens kapasitet til 50 % av den totale systemfyllingen.
Oljeseparator
Oljeseparatoren kan ikke løse feilen med oljeretur forårsaket av systemdesignet, og den kan heller ikke løse feilen med kontrollen av flytende kjølemiddel. Men når systemkontrollfeilen ikke kan løses på andre måter, bidrar oljeseparatoren til å redusere mengden olje som sirkulerer i systemet, noe som kan hjelpe systemet gjennom en kritisk periode inntil systemkontrollen er gjenopprettet til normal. For eksempel, i en enhet med ultralav temperatur eller en full væskefordamper, kan returoljen bli påvirket av tining, og i så fall kan oljeseparatoren bidra til å opprettholde mengden avkjølt olje i kompressoren under systemtining.
Publisert: 07.09.2023
