Migration af flydende kølemiddel
Kølemiddelmigration refererer til ophobning af flydende kølemiddel i kompressorens krumtaphus, når kompressoren er slukket. Så længe temperaturen inde i kompressoren er lavere end temperaturen inde i fordamperen, vil trykforskellen mellem kompressoren og fordamperen drive kølemidlet til et koldere sted. Dette fænomen forekommer sandsynligvis i de kolde vintermåneder. For aircondition- og varmepumpeenheder kan migrationsfænomenet dog forekomme, når kondenseringsenheden er langt fra kompressoren, selvom temperaturen er høj.
Når systemet er lukket ned, og det ikke tændes inden for et par timer, selvom der ikke er nogen trykforskel, kan der opstå migrationsfænomen på grund af tiltrækningen af den kølede olie i krumtaphuset til kølemidlet.
Hvis der trænger for meget flydende kølemiddel ind i kompressorens krumtaphus, vil der opstå et alvorligt væskechok, når kompressoren starter, hvilket resulterer i forskellige kompressorfejl, såsom ventilspjældsbrud, stempelskader, lejesvigt og lejerosion (kølemiddel vasker den afkølede olie væk fra lejet).
Overløb af flydende kølemiddel
Når ekspansionsventilen ikke fungerer, eller fordamperens ventilator svigter eller blokeres af luftfilteret, vil det flydende kølemiddel løbe over i fordamperen og trænge ind i kompressoren som væske i stedet for damp gennem sugerøret. Når enheden kører, fortynder væskeoverløbet den kølede olie, hvilket resulterer i slid på kompressorens bevægelige dele, og reduktionen af olietrykket fører til, at olietrykssikkerhedsanordningen aktiveres, hvilket får krumtaphuset til at miste olie. I dette tilfælde, hvis maskinen slukkes, vil kølemiddelmigrationsfænomenet hurtigt opstå, hvilket resulterer i et væskechok, når den startes igen.
Flydende hammer
Når væsken rammer, kan man høre den metalslaglyd, der udsendes fra kompressoren, og kompressoren kan være ledsaget af voldsomme vibrationer. Hydraulisk slag kan forårsage ventilbrud, beskadigelse af kompressorens toppakning, brud på forbindelsesstangen, brud på akselen og andre typer kompressorskader. Når det flydende kølemiddel vandrer ind i krumtaphuset, vil der opstå et væskestød, når krumtaphuset tændes. I nogle enheder vil det flydende kølemiddel på grund af rørledningens struktur eller komponenternes placering akkumulere sig i sugerøret eller fordamperen under enhedens nedetid og trænge ind i kompressoren i form af ren væske med en særlig høj hastighed, når den tændes. Hastigheden og inertien af det hydrauliske slag er tilstrækkelig til at ødelægge beskyttelsen af enhver indbygget antihydraulisk slagenhed i kompressoren.
Funktion af sikkerhedskontrolanordning for olietryk
I en kryogen enhed, efter frostfjerningsperioden, forårsager overløb af flydende kølemiddel ofte, at olietryksikkerhedsenheden aktiveres. Mange systemer er designet til at tillade kølemiddel at kondensere i fordamperen og sugerøret under afrimning og derefter strømme ind i kompressorens krumtaphus ved opstart, hvilket får olietrykket til at falde, hvilket får olietryksikkerhedsenheden til at aktiveres.
En eller to gange operation af olietrykssikkerhedsenheden vil ikke have en alvorlig indvirkning på kompressoren, men gentagne gange uden gode smøreforhold vil føre til kompressorfejl. Operatøren betragter ofte olietrykssikkerhedsenheden som en lille fejl, men det er en advarsel om, at kompressoren har kørt i mere end to minutter uden smøring, og afhjælpende foranstaltninger skal implementeres rettidigt.
Anbefalede løsninger
Jo mere kølemiddel kølesystemet påfyldes, desto større er risikoen for fejl. Først når kompressoren og andre større komponenter i systemet er forbundet til systemtest, kan den maksimale og sikre kølemiddelmængde bestemmes. Kompressorproducenter er i stand til at bestemme den maksimale mængde flydende kølemiddel, der skal påfyldes, uden at beskadige kompressorens arbejdende dele, men de er ikke i stand til at bestemme, hvor meget af den samlede kølemiddelmængde i kølesystemet der rent faktisk er i kompressoren i de fleste ekstreme tilfælde. Den maksimale mængde flydende kølemiddel, som kompressoren kan modstå, afhænger af dens design, indholdsvolumen og mængden af påfyldt kølemiddelolie. Når der opstår væskemigration, overløb eller bankning, skal der træffes de nødvendige afhjælpende foranstaltninger. Typen af afhjælpende foranstaltninger afhænger af systemdesignet og typen af fejl.
Reducer mængden af påfyldt kølemiddel
Den bedste måde at beskytte kompressoren mod svigt forårsaget af flydende kølemidler er at begrænse kølemiddelfyldningen til kompressorens tilladte område. Hvis dette ikke er muligt, bør påfyldningsmængden reduceres så meget som muligt. For at overholde flowhastigheden bør kondensatoren, fordamperen og forbindelsesrøret anvendes så små som muligt, og væskebeholderen bør vælges så lille som muligt. Minimering af påfyldningsmængden kræver korrekt betjening for at advare kikkerten om bobler forårsaget af væskerørets lille diameter og det lave hovedtryk, hvilket kan føre til alvorlig overfyldning.
Evakueringscyklus
Den mest aktive og pålidelige metode til at styre flydende kølemiddel er evakueringscyklussen. Især når mængden af systempåfyldning er stor, kan kølemidlet ved at lukke magnetventilen i væskerøret pumpes ind i kondensatoren og væskebeholderen, og kompressoren kører under styring af lavtrykssikkerhedsstyringsenheden, så kølemidlet er isoleret fra kompressoren, når kompressoren ikke kører, hvilket undgår migration af kølemiddel til kompressorens krumtaphus. Det anbefales at bruge en kontinuerlig evakueringscyklus under nedlukningsfasen for at forhindre lækage fra magnetventilen. Hvis det er en enkelt evakueringscyklus, eller kaldet ikke-recirkulerende kontroltilstand, vil der være for meget kølemiddellækage, der beskadiger kompressoren, når den er lukket ned i længere tid. Selvom den kontinuerlige evakueringscyklus er den bedste måde at forhindre migration på, beskytter den ikke kompressoren mod de negative virkninger af kølemiddeloverløb.
Krumtaphusvarmer
I nogle systemer, driftsmiljøer, omkostninger eller kundepræferencer, der kan gøre evakueringscyklusser umulige, kan krumtaphusvarmere forsinke migreringen.
Krumtaphusvarmerens funktion er at holde temperaturen på den afkølede olie i krumtaphuset over temperaturen i den laveste del af systemet. Krumtaphusvarmerens varmeeffekt skal dog begrænses for at forhindre overophedning og frysning af oliekulstof. Når den omgivende temperatur er tæt på -18° C, eller når sugerøret er blotlagt, vil krumtaphusvarmerens rolle blive delvist forskudt, og migrationsfænomenet kan stadig forekomme.
Krumtaphusvarmere opvarmes generelt kontinuerligt under brug, fordi når kølemidlet først kommer ind i krumtaphuset og kondenserer i den afkølede olie, kan det tage op til flere timer at få det tilbage til sugerøret igen. Når situationen ikke er særlig alvorlig, er krumtaphusvarmeren meget effektiv til at forhindre migration, men krumtaphusvarmeren kan ikke beskytte kompressoren mod skader forårsaget af væsketilbagestrømning.
Sugerør gas-væske separator
For systemer, der er tilbøjelige til væskeoverløb, bør der installeres en gas-væskeseparator på sugeledningen for midlertidigt at opbevare det flydende kølemiddel, der er spildt fra systemet, og returnere det flydende kølemiddel til kompressoren med en hastighed, som kompressoren kan modstå.
Kølemiddeloverløb forekommer mest sandsynligt, når varmepumpen skifter fra køletilstand til varmetilstand, og generelt er sugerørets gas-væskeseparator nødvendigt udstyr i alle varmepumper.
Systemer, der bruger varm gas til afrimning, er også tilbøjelige til at overløbe væske i begyndelsen og slutningen af afrimningen. Lav overhedningsenheder, såsom væskefrysere og kompressorer i lavtemperaturmontre, kan lejlighedsvis forårsage overløb på grund af forkert kølemiddelkontrol. For køretøjsenheder er det også tilbøjeligt til alvorlig overløb ved genstart, når de oplever en lang nedlukningsfase.
I en totrinskompressor returneres sugestrømmen direkte til den nederste cylinder og passerer ikke gennem motorkammeret, og en gas-væskeseparator bør anvendes til at beskytte kompressorventilen mod beskadigelse fra væskeindblæsningen.
Da de samlede påfyldningskrav for forskellige kølesystemer er forskellige, og kølemiddelstyringsmetoderne er forskellige, afhænger det i høj grad af kravene i det specifikke system, om en gas-væskeseparator er nødvendig, og hvilken størrelse gas-væskeseparator der er nødvendig. Hvis mængden af væsketilbagestrømning ikke testes nøjagtigt, er en konservativ designtilgang at bestemme gas-væskeseparatorens kapacitet til 50 % af den samlede systempåfyldning.
Olieseparator
Olieseparatoren kan ikke løse oliereturfejl forårsaget af systemdesignet, og den kan heller ikke løse fejlen i styringen af det flydende kølemiddel. Men når systemstyringsfejlen ikke kan løses på anden vis, hjælper olieseparatoren med at reducere mængden af olie, der cirkulerer i systemet, hvilket kan hjælpe systemet gennem en kritisk periode, indtil systemstyringen er genoprettet til normal. For eksempel kan returolien i en enhed med ultralav temperatur eller en fuld væskefordamper blive påvirket af afrimning, i hvilket tilfælde olieseparatoren kan hjælpe med at opretholde mængden af kølet olie i kompressoren under systemafrimning.
Opslagstidspunkt: 7. september 2023
