Из компрессора хладагент попадает в: Холодильный агрегат :: обучение холодильщика – принцип работы, типы, виды, схемы, выбор лучшего

Холодильный агрегат :: обучение холодильщика

  Холодильный агрегат состоит из мотор-компрессора, испарителя, конденсатора и регулирующего устройства. Все узлы соединены трубопроводами в замкнутую систему в которой циркулирует хладагент.

  Хладагент в системе изменяет свое состояние с газообразного до жидкого.

 Схема компрессионного холодильного агрегата:

1 — компрессор; 2 — нагнетательная трубка; 3 — фильтр; 4 — конденсатор;

5 — испаритель; 6 — теплообменник; 7 — капиллярная трубка;

8 — всасывающая трубка

  Компрессор, вместе с однофазным асинхронным электродвигателем, находящиеся в одном наглухо заваренном корпусе, называют мотор-компрессором или герметичным компрессором. Он обеспечивает циркуляцию фреона в агрегате. Компрессор отсасывает пары фреона из испарителя в цилиндр, сжимает и нагнетает их в конденсатор.

  Двигатель работает в среде масла и хладагента и находится в герметичном корпусе. Его статор имеет две обмотки — рабочую и пусковую

.

  При включении рабочей обмотки в сеть — ротор двигателя остается неподвижным. Для вращения ротора необходимо вращающееся

магнитное поле.

  Поэтому, в момент запуска, в сеть, через пусковое реле, для создания вращающегося магнитного поля, подключается пусковая обмотка, которая расположена по отношению к рабочей обмотке со сдвигом на 90 электрических градусов.

  За долю секунды ротор электродвигателя набирает необходимую скорость, а пусковая обмотка отключается тем же пусковым реле.

 

  В корпус компрессора впаяны три изолированые проходные контакты для подачи напряжения на пусковую и рабочую обмотки. Также, в корпусе имеются три отверстия. Через одно отверстие проходит

нагнетательная трубка предназначенная для подачи, под давлением, хладагента напрямую в конденсатор; через второе отверстие проходит всасывающая трубка которая втягивает испарившийся хладагент из морозильной камеры (испарителя) и напрямую соединена с выходом испарителя; и третья трубка — технологическая, запаянная наглухо, предназначена, в основном, для заправки агрегата холодильника маслом и фреоном.

  Конденсатор — это изогнутая в виде змеевика металлическая трубка, теплообменник (решетка на задней стенке холодильника). В конденсаторе охлаждаются пары газа до конденсации т.е. до перехода в жидкое состояние.

                            

  Конденсатор предназначен для отвода тепла от превращающихся в жидкость (конденсирующихся) паров газа к окружающей среде, т.е. — к воздуху. Проще говоря, нагретые обмотками работающего мотора пары хладагента из компрессора, попадают в змеевик конденсатора (решетку) 

и тем самым нагревают ее. Нагретая решетка, в свою очередь, охлаждается окружающим воздухом.

  При отключенном компрессоре нижняя часть змеевика конденсатора заполнена жидким хладагентом, а остальная часть — парами газа.

  При включенном компрессоре весь конденсатор заполняется жидким хладагентом.

  Входное отверстие конденсатора соединено с выходом нагнетательной трубки, а выходное — с фильтром-осушителем.

  Испаритель — это устройство предназначенное для забора тепла от охлаждаемого обЪекта и передаче его (тепла), через стенку камеры морозилки, испаряющемуся фреону (охлаждающий обЪект).

  

 Вследствие этого продукты, находящиеся в морозильной камере, отдавая тепло — охлаждаются. В общем, испаритель — это морозилка. Обычно испаритель изготавливается из двух сваренных листов аллюминия с раздутыми под давлением каналами в которых циркулирует испаряясь хладагент.

  Принцип действия испарителя практически не отличается от принципа действия конденсатора.

  В конденсаторе хладагент отдает тепло воздуху, т.е. конденсатор охлаждается. В испарителе хладагент забирает тепло у продуктов, т.е. продукты охлаждаются.

  Испаритель и конденсатор — главные теплообменные устройства холодильного агрегата.

  Регулирующее устройство.

Для того, чтобы работа холодильного агрегата была наиболее эффективна необходимо, чтобы в испаритель, при невысоком давлении, поступало столько газа, сколько его испаряется. 

  Самым простым и надежным регулирующим устройством является капиллярная трубка которая, обычно, представляет собой медную трубку диаметром 0,7 — 1,0 мм и длиной 3 — 5 м, намотанную в виде пружины на фильтр-осушитель.

  Хладагент из конденсатора попадает в капиллярную трубку, а так как отверстие ее небольшое — давление газа постепенно снижается по длине трубки (происходит дросселирование).

  В идеале, для наибольшей эффективности работы холодильника, давление хладагента на выходе капиллярки должно уравняться с давлением хладагента кипящего в испарителе. Это может быть достигнуто лишь правильным подбором диаметра и длины капиллярной трубки.

  Капиллярная трубка устанавливается между фильтром-осушителем (выход конденсатора) и входом испарителя. Тем самым, соединяя сторону нагнетания со стороной всасывания, капиллярная трубка, при остановках компрессора, уравнивает давление в системе. При этом улучшается запуск мотор-компрессора.

  Фильтр-осушитель служит для защиты капиллярной трубки от засорения, попадания влаги и замерзания в ней воды. Корпус фильтра представляет собой медный цилиндр длиной 10-15 мм и диаметром около 1 см. Внутри фильтра, между двумя сетками, помещается адсорбент для задержки воды.

Как работает холодильное оборудование? | Холодильники и морозильники | Блог

Вы никогда не задумывались, почему в холодильнике — холодно, и что общего у морозильного шкафа и кондиционера? В этом материале разбираемся, как работает холодильное оборудование.

Замечали, что, когда вы выходите из душа, вам всегда прохладно? Дело в том, что влага при испарении поглощает тепло. А при конденсации, наоборот, тепло выделяется. На этих явлениях и основан принцип действия паровых компрессорных холодильных машин – в них по замкнутому кругу двигается специальная жидкость (хладагент). Хладагент испаряется в испарителе и конденсируется в конденсаторе. При этом испаритель охлаждается, а конденсатор греется.

Чтобы хладагент испарялся и конденсировался в нужных местах, в холодильном контуре должны присутствовать еще два элемента –

компрессор и дросселирующее устройство.

Компрессор сжимает газообразный хладагент в конденсаторе, где он под действием высокого давления переходит в жидкую форму, выделяя тепло. А дросселирующее устройство (капиллярная трубка или терморегулирующий вентиль) затрудняет движение хладагента и поддерживает высокое давление в конденсаторе. После дросселя давление в контуре намного ниже, и попавший туда хладагент начинает испаряться внутри испарителя, поглощая тепло. Далее он, уже в газообразном виде, снова попадает в компрессор, и цикл повторяется.

Многие холодильные установки комплектуются дополнительными элементами.

Фильтр-осушитель устанавливается перед дросселирующим устройством. Его задачей является извлечение из хладагента воды и механических частиц. При его отсутствии капилляр может засориться или замерзнуть.

Терморегулятор (термостат) выключает компрессор при достижении необходимой температуры.

Ресивер повышает эффективность холодильной установки. Без терморегулирущего вентиля (с капиллярной трубкой) скорость выработки холода является постоянной. И, если она будет слишком большой, компрессор будет часто включаться–выключаться, а если слишком маленькой — охлаждение будет идти слишком долго. Использование ТРВ позволяет изменять скорость охлаждения в больших пределах, но требует наличия ресивера для компенсирования колебаний расхода хладагента.

Различные датчики температуры и давления, управляемые электроникой регуляторы давления и клапаны используются для повышения эффективности устройства и поддержания специфических режимов работы.

Из холода в жар

Чаще всего холодильная машина используется именно для охлаждения — испаритель расположен в охлаждаемом объеме, а конденсатор вынесен в окружающую среду. Так работают кондиционеры, холодильники и морозильники. Но холодильный контур не только поглощает тепло на испарителе, но и выделяет его на конденсаторе. Нельзя ли использовать холодильную машину «наоборот» — для обогрева, расположив конденсатор в обогреваемом помещении, а испаритель вынеся наружу?

Еще как можно. Холодильная машина использует электроэнергию не для непосредственного нагрева (как ТЭН), а для переноса тепла, поэтому эффективность ее выше, чем у обычного электронагревателя. Многие современные кондиционеры могут работать «наоборот», используя теплообменник внутреннего блока как конденсатор, а теплообменник внешнего блока – как испаритель. В таком режиме на 1 кВт потребленной мощности кондиционер может произвести 2–6 кВт тепла. Греть комнату кондиционером может быть значительно выгоднее, чем электрообогревателем!

Однако здесь есть некоторые тонкости — эффективность холодильной машины уменьшается при падении температуры на испарителе и ее росте на конденсаторе. Это связано с тем, что теплообмен между двумя веществами происходит тем быстрее, чем больше разница их температур. А поскольку температура кипения хладагента постоянна, то, чем ниже температура в испарителе, тем медленнее идет теплообмен и тем меньше тепла он вырабатывает при той же потребляемой мощности. И при температуре окружающей среды до -5…-10°С эффективность кондиционера как отопительного прибора становится невысока.

Поэтому использовать кондиционер для отопления дома или квартиры можно, только если температура зимой не падает ниже -5°С.

В местах с более холодным климатом в последнее время все большую популярность получают тепловые насосы – паровые компрессорные холодильные машины, у которых испаритель помещен под землю на глубину, большую глубины промерзания. Поскольку там всегда сохраняется положительная температура, эффективность теплового насоса не зависит от времени года. Такие устройства намного экономичнее электрических обогревателей и могут использоваться для отопления жилища круглый год при любой температуре. К сожалению, высокая стоимость тепловых насосов пока препятствует их популярности.

Виды компрессоров

Поршневые компрессоры устанавливаются в основном в холодильниках и морозильниках. В большинстве моделей поршень приводится в движение обычным электродвигателем, двигающим поршень через шатунно-кривошипный, кулачковый или кулисный механизм.

Существуют также электромагнитные (линейные) поршневые компрессоры. В них цилиндр расположен внутри катушки, создающей электромагнитное поле, которое приводит в движение поршень.

Поршневые компрессоры способны создавать высокое давление, обеспечивая большой перепад температур на испарителе и конденсаторе. Кроме того, обычный поршневой компрессор имеет достаточно простую конструкцию, не требующую высокой точности изготовления деталей, соответственно стоят они недорого. Однако недостатков у поршневых компрессоров тоже хватает:

  • Несбалансированность однопоршневого компрессора является причиной высокого уровня шума и вибраций при работе.
  • Большое количество движущихся деталей приводит к ускоренному износу и снижению ресурса.
  • Опасность поломки при быстром повторном пуске. Сразу после остановки в цилиндре компрессора наличествует высокое давление. Если в этот момент включить компрессор, создается критическая нагрузка на двигатель, могущая привести к его повреждению.

Поэтому поршневой компрессор можно повторно запускать только через несколько минут после остановки, когда давление в системе выровняется. Защитой от повторного пуска снабжены далеко не все модели, поэтому холодильное оборудование рекомендуется подключать через реле времени с задержкой включения в 5–10 минут.

Ротационные компрессоры (иногда называемые роторными) создают давление за счет изменяющегося зазора между вращающимся ротором и корпусом компрессора.

Существуют различные модификации этого вида компрессоров — с эксцентричным ротором, с подвижными лепестками, с качающимся ротором, спиральный и т. п.

Все они обладают небольшими габаритами, низким уровнем шума и увеличенным ресурсом за счет снижения количества подвижных деталей. К недостаткам этого вида можно отнести сложность изготовления (ротор и корпус должны быть изготовлены с высокой точностью) и низкое максимальное давление. Такие компрессоры чаще используются в климатической технике, для которой не требуется создавать очень низкую температуру.

Ротационными и поршневыми список компрессоров не исчерпывается — существуют еще центробежные, винтовые, кулачковые и другие. Но в бытовой технике они используются реже.

Вне зависимости от вида компрессор может быть неинверторным (стандартным) или инверторным. У обычных компрессоров скорость вращения двигателя постоянна, для поддержания заданной температуры он периодически включается и выключается. В инверторных компрессорах двигатель подключен через частотный преобразователь (инвертор), с помощью изменения частоты напряжения меняющий скорость вращения электродвигателя. Такой компрессор поддерживает заданную температуру выставлением нужной скорости вращения. Инверторные компрессоры дороже, но экономичнее, эффективнее и имеют больший ресурс.

Типы хладагентов

В качестве хладагента в холодильных машинах используются различные жидкости и газы — аммиак, пропан, фреоны (смеси углеводородов). Используемый в холодильной машине хладагент сильно влияет как на ее характеристики, так и на условия эксплуатации. Например, кондиционер, заправленный фреоном R-134a (температура кипения -26,5 °С) при -30 на улице работать в режиме обогрева не будет вообще — фреон просто не вскипит в наружном блоке. Более того, попытка включения кондиционера в таких условиях с большой вероятностью приведет к его поломке — попадание жидкости (а не газа) в компрессор обычно выводит его из строя.

Чем ниже температура кипения хладагента, тем более низкую температуру можно получить на испарителе холодильной машины. Однако, понизить температуру в морозильнике, просто поменяв фреон на более «холодный», скорее всего, не выйдет — хладагенты с низкой температурой кипения требуют большего давления для конденсации. Компрессор, рассчитанный на фреон с высокой температурой кипения, просто не сможет создать такое давление. Поэтому при замене хладагента следует придерживаться рекомендаций из инструкции, и не заправлять хладагент с характеристиками, сильно отличающимися от рекомендованных.

В бытовых устройствах чаще всего используются следующие хладагенты:

Фреон R22 (хладон 22, хлордифторметан) до недавних пор часто использовался в холодильных и морозильных установках. Обладает достаточно низкой температурой кипения (-40,8°С), при утечке возможна дозаправка системы. Однако из-за вреда, наносимого окружающей среде (разрушение озонового слоя) R22 в последнее время используется редко, а во многих странах вообще запрещен.

R410A и R407С (хлорофторокарбонат, температура кипения -51,4°С) используются взамен R22. Они не вредят экологии, но требуют большего давления для конденсации, поэтому техника, заправляемая R410 или R407, стоит дороже. Кроме того, при возникновении утечек в системе, заполненной этими фреонами, могут возникнуть проблемы. Эти фреоны состоят из нескольких компонентов, которые улетучиваются неравномерно, поэтому при утечке более чем 40 % R410A дозаправка уже невозможна. Еще хуже обстоит дело с R407C – при возникновении утечки систему следует перезаправлять полностью.

R134 (тетрафторэтан) используется в кондиционерах взамен вышедшего из употребления R12. Температура кипения R134 составляет -26,3°С, поэтому в низкотемпературной технике он не используется. Однако, хоть R134 и не вреден для озонового слоя, он относится к газам, усиливающим парниковый эффект, поэтому безвредным его назвать нельзя.

R600a (изобутан) все чаще используется в холодильной технике вместо менее экологичного R134. Его преимуществами являются низкое давление конденсации и высокая удельная теплота парообразования – холодильники, использующие этот фреон, дешевле и экономичнее. Однако из-за высокой температуры кипения (-12°С) заправленную им технику нельзя использовать на улице при отрицательных температурах.

Следует также помнить о том, что каждый тип фреона требует использования определенного вида масла для смазки деталей компрессора. Обычно тип (а иногда и марка масла) приводятся в сопроводительной документации к фреону. Использование других масел может привести к поломке компрессора.

Как видно, ничего сложного в холодильной технике нет, а понимание принципов ее работы может значительно продлить жизнь технике, позволить сэкономить на электроэнергии и уберечь от неправильных действий, могущих привести к поломке прибора.

Поршневые компрессоры для холодильника – типы и принципы работы

Большинство современных бытовых холодильников и морозильников оснащены поршневыми компрессорами, оптимальными по КПД и энергозатратам, а также по эргономическим составляющим (шум, возможность настройки, стоимость оборудования). Что же находится внутри компрессора и как работает система охлаждения? Каковы особенности ремонта этих компрессоров? Давайте разбираться вместе.
Поршневые компрессоры для холодильника  типы и принципы работы

Комплектация и назначение элементов поршневых компрессоров для холодильника


Если вы заглянете за ваш холодильник, то сможете увидеть там небольшой черный металлический бачок с приплюснутым воротом, от которого отходят несколько трубок. Это и есть компрессор. Его кожух герметичен, а подводящие медные трубки выведены к решеткам охлаждения холодильника, размещенным на его задней панели.
Поршневые компрессоры для холодильника  типы и принципы работы
Поршневые компрессоры для холодильника  типы и принципы работы
Внутри кожуха находится механизм компрессорной установки, состоящей из мотора, поршневого цилиндра с прилегающим к нему клапаном, креплений и медных трубок, витиевато закрученных вокруг самой установки. Таких трубок в современных компрессорах всего три. Две из них, расположенные рядом, отвечают за подачу и возврат в систему фреона, который постоянно циркулирует в системе под определенным давлением. Это давление и призван создавать компрессор.
Поршневые компрессоры для холодильника  типы и принципы работы
Третья трубка обычно запаяна с конца. Она находится на противоположной стороне от предыдущих, и через нее систему заправляют фреоном. Эта трубка ведет к пластиковому глушителю, сглаживающему шум от поступающего в корпус фреона.
Поршневые компрессоры для холодильника  типы и принципы работы
Двигатель компрессора чаще всего асинхронный, состоит из вертикально расположенных обмоток (статора) и подвижного якоря (ротора), к концу которого закреплен коленчатый вал с кулисой или шатуном, приводящей в движение поршень. Корпус двигателя объединен с цилиндром компрессора, и размещен на независимой подвеске из четырех пружин, сглаживающих вибрацию от двигателя, и делающих работу компрессора почти бесшумной.
Поршневые компрессоры для холодильника  типы и принципы работы
Во время работы компрессора, установка вместе с двигателем достаточно сильно нагревается, и ее температура внутри кожуха может достигать порядка 100 градусов Цельсия. Происходит это из-за нагнетаемого компрессором высокого давления для перегонки фреона, в среде которого вынужден работать двигатель. На дне кожуха располагается некоторое количество минерального или синтетического масла (около 200 гр), которое под температурой и давлением превращается в аэрозоль и смешиваясь с хладагентом, попадает в охладительную систему холодильника. За подачу масла на подшипники, клапана и поршень компрессорной установки отвечает центробежный масляный насос, который располагается внутри вала ротора.
Поршневые компрессоры для холодильника  типы и принципы работы
Поршневые компрессоры для холодильника  типы и принципы работы
Поршневые компрессоры для холодильника  типы и принципы работы
Пускозащитное реле, оснащенное термодатчиком, находится на внешней стороне кожуха компрессора и выполняет несколько очень важных функций:
  • Регулирует подачу электричества на компрессорную установку;
  • Отсекает подачу электричества на заклинивший ввиду каких-либо поломок двигатель компрессора, предохраняя обмотку статора от перегрева и сгорания. Спустя некоторое время происходит повторная подача, и в случае неполадки, отключение;
  • Предохраняет проводку от возгорания в случае перегрева контактной группы, и подведенных к ней проводов. Крайне полезная функция, поскольку по вине возгорания проводки до сих пор происходит огромное количество бытовых пожаров.

Поршневые компрессоры для холодильника  типы и принципы работы

Общий принцип работы системы охлаждения


В результате большого давления, нагнетаемого компрессором и клапанами, фреон сильно нагревается, попадая в решетку конденсатора холодильника, которая находится на задней его стенке. Изменяя свое агрегатное состояние, то есть переходя из пара в жидкость, хладагент через капиллярную трубку, снижающую его давление, попадает в испарительный радиатор, в котором снова превращается в пар. Цикличное перемещение фреона по системе охлаждения сопровождается выделением тепла через радиаторную решетку в окружающую среду. А в испарительном радиаторе происходит охлаждение, которое затем передается в камеру холодильника.

Практические советы


  1. Нельзя наклонять или опрокидывать холодильник до горизонтального положения. При чрезмерном наклоне механизм компрессора может легко соскочить с амортизирующих пружин независимой подвески, и уже больше никогда на них не встать. После того, как холодильник вернут в исходное вертикальное положение, основному агрегату – компрессору – понадобится ремонт.
  2. В случае полного отсутствия включения компрессора, необходимо в первую очередь проверить пусковое реле, контактную группу и подводящий кабель. Возможно так удастся избежать сервисного ремонта холодильника.
  3. Кожух компрессора хоть и состоит из двух частей, но они обычно плотно запаяны. Поэтому в случае неисправности, недостатки самой компрессорной установки так просто не определить. Иногда даже приходится разрезать корпус, отыскивая причину поломки. В таких случаях будет рациональнее заменить агрегат на новый.

Поршневые компрессоры для холодильника  типы и принципы работы
Поршневые компрессоры для холодильника  типы и принципы работы
Желающим демонтировать компрессор холодильника самому в домашних условиях, необходимо обеспечить хорошую вентиляцию или проветривание помещения, поскольку пары фреона могут оказаться ядовитыми. Особенно это касается старых холодильников советских времен. Ремонт холодильника, замена фильтра, резка и пайка медных трубок, демонтаж и ремонт компрессора, обратная заправка охладительной системы обладают массой нюансов, из-за которых разумнее эту работу доверить профессиональным мастерам или сервисному техобслуживанию.

Смотрите видео


28. Проблема перетекания жидкого хладагента

28. Проблема перетекания жидкого хладагента 

Всем нам хорошо знакомо явление конденсации паров воды на наружной поверхности стакана с холодной водой или запотевание изнутри лобового стекла автомобиля в холодную погоду (понятие температуры точки росы см. раздел 72).

Эти явления конденсации влаги на холодных поверхностях становятся причиной множества проблем, встречающихся при работе холодильных установок, к пояснению существа которых мы сейчас приступаем.

А) Эксперимент Ватта с холодной стенкой

Поместим отвакуумированный баллон из-под хладагента в холодильную камеру, температура в которой поддерживается на уровне, например, 0°С.
Затем соединим этот баллон трубопроводом с таким же баллоном, находящимся вне камеры и заполненным жидким хладагентом R22 при температуре 20°С (ел/, рис. 28.1).

Поскольку трубопровод, соединяющий оба баллона, расположен вверху, перетекание жидкости под действием силы тяжести невозможно.
Манометры, установленные на обоих баллонах, показывают давление 8 бар, что соответствует давлению насыщенного пара R22 при температуре 20°С.

Через какое-то время, зависящее главным образом от количества жидкости, разности температур и диаметра трубопровода, соединяющего оба баллона, можно заметить, что вся жидкость переместилась в холодный баллон, а манометры показывают одно и то же давление 4 бар, соответствующее давлению насыщенного пара R22 при температуре 0°С!
Что же произошло? (Прежде, чем читать дальше, вы можете попытаться сами найти объяснение).

Объяснение явления. Вначале нужно учесть, что все жидкости имеют весьма упорядоченную молекулярную структуру, молекулы жидкости касаются одна другой и скапливаются на дне сосуда, содержащего жидкость.


Напротив, молекулы газа находятся в непрерывном движении и заполняют все свободное пространство (см. рис. 28.2). Молекулы газа беспрерывно сталкиваются между собой, отскакивают друг от друга, крайне беспорядочно двигаясь во всех направлениях, причем траектории их движения ограничены только стенками сосуда, в котором они находятся.
Вот почему в эксперименте Ватта, который мы только что описали, молекулы газа R22 без труда перемещаются из
баллона с температурой 20°С в баллон с температурой 0°С, хотя трубопровод, соединяющий
оба баллона, расположен вверху.

В этот момент, точно также, как изнутри запотевает ветровое стекло автомобиля зимой, молекулы газа, пришедшие из горячего баллона с температурой 20°С, охлаждаются в контакте с холодным баллоном, а затем конденсируются, и вскоре в холодном баллоне появляется жидкость с температурой 0°С.
Но, поскольку пары конденсируются, их количество в свободном пространстве над жидкостью при температуре 20°С резко уменьшается.
В результате давление оставшихся паров
действующей сверху на свободную поверхность жидкости, находящейся при температуре 20°С (см. рис. 28.3). Равновесие между внешней Fe и внутренней Fi силами нарушается и часть жидкости, находящейся при температуре 20°С, вновь испаряется, образуя пары и восстанавливая равенство двух противоположных сил Fe и Fi (см. рис. 28.4. а также раздел 1. «Влияние температуры и давления на состояние хладагентов»).

Однако пары, образовавшиеся из жидкости с температурой 20°С, вновь будут таким же образом конденсироваться в баллоне с температурой 0°С, вызывая новое падение давления над жидкостью с температурой 20°С.
Этот процесс будет повторяться до тех пор, пока в баллоне с температурой 20°С будет находиться хотя бы одна молекула жидкости.
Поэтому через какое-то время жидкость полностью переместится в холодный баллон и будет находиться там при давлении, соответствующем соотношению между температурой холодного баллона и давлением насыщенного пара для данного хладагента (в нашем примере это 4 бар при 0°С для R22).

Б) Проблема перетекания жидкости в конденсатор
Это явление, обусловленное эффектом холодной стенки Ватта, может происходить во всех случаях, когда конденсатор (расположенный вне здания) будет находиться при более низкой температуре, чем температура жидкостного ресивера (расположенного внутри здания), особенно если холодильная установка должна работать при низких наружных температурах (например, кондиционеры машинных залов ЭВМ или холодильные камеры).
В момент, когда термостат-регулятор выключает компрессор, жидкий R22, находящийся в конденсаторе и ресивере, имеет температуру, соответствующую давлению конденсации в установке, с учетом переохлаждения (например, 38°С и 14 бар для R22-CM. рис. 28.5).

Поскольку компрессор остановлен, тепло в конденсатор не поступает и температура жидкости начинает падать вплоть
до наступления равновесия с температурой окружающей среды, то есть 20°С для ресивера и 0°С для конденсатора. Начиная с этого момента, в соответствии с эффектом холодной стенки Ватта, жидкость, находящаяся в ресивере при 20°С, будет перемещаться в конденсатор, температура которого 0°С (для R22 давление, показываемое манометром, будет, следовательно, медленно падать с 14 бар до 4 бар, см. рис. 28.6).
Что произойдет, когда термостат-регулятор вновь включит компрессор? Имея в виду, что с одной стороны ресивер больше не будет содержать жидкость, и с другой стороны, что давление конденсации будет очень низким, ТРВ и испаритель не смогут быть нормально запитанными и компрессор очень быстро отключится по команде предохранительного реле НД.

Таким образом, если есть опасность того, что в течение какого-то времени конденсатор может быть холоднее, чем ресивер, необходимо предусмотреть установку обратного клапана между выходом из конденсатора и ресивером, чтобы полностью исключить любую возможность перетекания жидкости из ресивера в конденсатор.

В) Проблема перетекания жидкости в нагнетающей полости головки блока компрессора при его остановках

Вначале поймем, что происходит, когда по какой-либо причине в полости нагнетания головки блока компрессора скапливается жидкость (хладагент или масло).


Такая опасность существует только во время остановки компрессора, поскольку при его работе любые следы жидкости как правило увлекаются горячим газом, выходящим из цилиндра.
Если жидкость накапливается в нагнетающей полости головки блока над клапаном, часть этой жидкости может проникать в цилиндры под действием разности между давлением нагнетания и давлением всасывания с обеих сторон клапана при условии, что клапан не вполне герметичен.
При последующем запуске компрессора может возникнуть гидроудар (более или менее значительный в зависимости от количества находящейся в полости жидкости), при этом опасность поломки или разрушения клапана достаточно велика (см. рис. 28.7).
Рис. 28.7.
Опасности, вызываемые жидким хладагентом
Опасность перетекания жидкого хладагента в полость нагнетания головки блока возникает каждый раз, когда температура компрессора оказывается ниже температуры конденсатора.
Это может происходить, например, в разгаре лета в кондиционерах машинных залов ЭВМ, оснащенных конденсаторами с воздушным охлаждением, в период длительной остановки компрессора по каким бы то ни было причинам (см. рис. 28.8).

В этом случае жидкий хладагент перетекает в головку блока (от В к А) в соответствии с эффектом холодной стенки Ватта.
Если опасность такого перетекания очень велика, необходимо либо между компрессором и конденсатором установить обратный клапан (как можно дальше от компрессора, чтобы не допустить хлопков этого клапана, вызванных возвратно-поступательным движением порш-
ней), либо поставить на магистрали нагнетания простую лирообразную маслоподъемную петлю соответствующих размеров, поместив ее в непосредственной близости от компрессора.

Заметим, что наличие электроподогрева картера не может эффективно противостоять перетеканию жидкости в нагнетающую полость головки блока, поскольку он нагревает только низ картера, в котором находится масло и ни в коем случае не головку блока.

Опасности, вызываемые маслом


В силу того, что свойства масла для классических хладагентов и самих хладагентов очень похожи, при нормальной работе холодильной установки на каждом погонном метре внутренней поверхности трубопроводов содержится некоторое количество перемещающегося вместе с хладагентом масла.
При остановках компрессора это масло под действием силы тяжести стекает вниз. Следовательно, в вертикальных трубках количество стекающего вниз при остановках компрессора масла будет тем больше, чем больше разность уровней этих трубок.
Если конденсатор расположен над компрессором с разностью уровней (высота Н на рис. 28.9) более трех метров, то экспериментально показано, что количество стекающего в полость нагнетания при оста-                                Рис. 28.9. новках компрессора масла может оказаться достаточным для того, чтобы возник гидроудар, последствия которого, разрушительные для клапанов, будут аналогичны последствиям классического гидроудара, возникающим при повторном пуске компрессора с заполненной жидкостью полостью нагнетания.
Опасность этого еще более усугубляется, если во время остановки компрессора в нагнетающем патрубке происходит конденсация хладагента, который также стекает в головку блока.

Таким образом, чтобы предотвратить возможный возврат жидкости (масла или хладагента) в компрессор при его остановке, нужно внизу восходящего трубопровода, если его высота превышает 3 метра, установить маслоподъемную петлю (поз. 1), а также соблюдать при монтаже горизонтальных трубопроводов наклон от компрессора не менее 12 мм/метр.

Г) Проблема перетекания жидкого хладагента в картер компрессора при остановках

Эта проблема является причиной очень многих аварий. Поэтому следует очень хорошо представить себе опасность механических повреждений, которые могут происходить в компрессоре из-за накопления в картере жидкого хладагента по каким бы то ни было причинам.
Прежде всего, имея большое сходство с хладагентом, масло во время остановок сильно разбавляется г -яедхп-ш.
Заметим, что такое разбавление приводит к потере маслом значительной части своих смазывающих качеств, поскольку все обычно применяемые хладагенты являются, как правило, превосходными обезжиривателями.


Более того, если количество хладагента в нижней части картера становится очень большим, смесь масло/хладагент может стать насыщенной, в результате чего произойдет разделение    « двух жидкостей.
Компрессор может быть оснащен всасыванием через корпус (поз. 1) или через головку блока (поз. 2), но независимо от этого накопление хладагента в картере будет происходить одинаково (см. рис. 28.10).

Когда по команде управления компрессор запускается, внезапное падение давления в картере будет приводить к очень бурному вскипанию жидкого хладагента.
Первые пузырьки, порожденные этим бурным кипением, будут подниматься через слой масла, пробулькивая через его поверхность, полностью насыщаясь маслом и увлекая за собой большое количество масляных капелек в виде суспензии (см. рис. 28.11).
Это явление, в просторечии именуемое «вспенивание масла», можно легко видеть через окошко указателя уровня масла.
Эмульсия паров хладагента, насыщенных маслом, образовавшаяся в результате падения давления в картере после запуска компрессора, будет проникать в головку блока, вызывая сильный отток масла (проходя через клапаны, масло может также провоцировать иногда очень сильные гидроудары).
Если количество жидкого хладагента в картере действительно велико, отток масла при вскипании хладагента может стать настолько значительным, что в момент запуска компрессора наблюдатель зафиксирует в смотровом стекле указателя уровня масла совершенную пустоту.
К сожалению, отрицательное влияние присутствия хладагента в картере при остановках компрессора не ограничивается только проблемой оттока масла.
Действительно, так как смазка поршневых компрессоров обеспечивается за счет масла, находящегося в картере, присутствие в нем жидкого хладагента будет осложнять положение.


Когда смазка компрессора обеспечивается с помощью масляного насоса, масло отбирается со дна картера через масляный фильтр и потом, пройдя через насос, нагнетается в смазочные канавки (см. рис. 28.12).
При запуске компрессора, если в картере имеется жидкий хладагент, вместо того, чтобы засосать только масло, масляный насос может засосать также и жидкий хладагент.
В этот момент могут произойти 2 следующих события:
1) Разрежение в зоне заборника масляного насоса при его запуске приводит к вскипанию хладагента в этой зоне. В результате насос всасывает только пары хладагента, начинается кавитация и масло вытекает из насоса, что полностью исключает подачу масла в смазочные канавки и, кроме того, создает опасность разрушения самого насоса.

2) Масло из насоса не вытекает и хладагент (являющийся превосходным растворителем) поступает в масляный контур. В этом случае не только не осуществляется смазка, но более того, хладагент смывает смазку со всех подвижных частей компрессора.
В обоих этих случаях компрессор работает без всякой смазки, так как жидкий хладагент совершенно нельзя удалить.
Легко понять, что повторные запуски в этих случаях совершенно недопустимы, поскольку могут стать причиной многочисленных механических поломок в компрессоре (цапфы и шейки коленчатых валов, подшипники, шатуны, клапаны…).

Почему жидкий хладагент попадает в картер ?

Чтобы содействовать возврату масла в компрессор, необходимо иметь всасывающий патрубок с наклоном в сторону компрессора. Но во время остановки компрессора жидкий хладагент, находящийся в испарителе, также может стекать в корпус компрессора (поз. 1 на рис. 28.13) (см. также раздел 43. «Подключение испарителя «).
Иногда, для исключения стекания жидкого хладагента под действием силы тяжести в картер компрессора, когда испаритель не запитывается снизу, на всасывающей магистрали устанавливают лирообразный затвор с маслоподъ-емной петлей (поз. 2). Верхняя точка затвора при этом должна оказаться выше уровня испарителя.


Однако такой затвор хотя и может помешать стеканию жидкости под действием силы тяжести в картер при остановках компрессора, тем не менее, иногда он может оказаться причиной огромного выброса жидкости во всасывающую магистраль в момент запуска, что порождает опасность возникновения разрушительного гидроудара.
Более того, лирообразный затвор не обеспечивает защиты от перетекания жидкости в картер, обусловленного эффектом холодной стенки Ватта, когда температура компрессора становится ниже температуры испарителя (например, зимой, если компрессор находится на улице).
Заметим также, что большое количество жидкого хладагента в картере может искусственно поднимать уровень масла, создавая иллюзию благополучия при визуальном контроле уровня масла через смотровое стекло указателя уровня (см. рис. 28.14).

Наилучшим решением проблемы предотвращения перетекания жидкого хладагента в картер компрессора во время его остановок является, по нашему мнению, использование подогрева масла с помощью электронагревателя, устанавливаемого в картере (см. рис. 28.15).
Вместе с тем, тепловая мощность электронагревателя не должна быть слишком большой, чтобы масло не нагревалось до высоких температур. Дело в том, что при слишком высоких температурах масло начинает разлагаться или обугливаться, что приводит к потере его смазочных качеств.

Поэтому тепловая мощность электронагревателя (относительно небольшая) должна лишь обеспечивать нагрев масла до температуры, примерно на 10…20 К превышающей температуру окружающей среды, главным образом для того, чтобы предотвратить перетекание в картер жидкого хладагента, обусловленное эффектом холодной стенки Ватта.
Следовательно, из-за малой мощности такие электронагреватели совершенно неспособны служить для испарения больших количеств жидкого хладагента, который может попадать в картер при остановках компрессора (пути решения этой проблемы мы будем рассматривать в разделе 29. «Остановка холодильных компрессоров»).
Заметим также, что если разработчик компрессора устанавливает электронагреватели повышенной мощности, он должен предусмотреть также и установку реле-терморегулятора, обеспечивающего контроль температуры масла и предотвращающего перегрев.

Однако, в связи с чисто экономическими соображениями этот способ контроля и поддержания температуры масла используется, как правило, только для больших компрессоров.

Каждый испаритель запитан через электромагнитный клапан, управляемый термостатом температуры (в камере) (поз. 1 и 2). Перед коллектором на магистрали всасывания от более теплой камеры (то есть камеры с температурой +4°С) установлен клапан постоянного давления для того, чтобы сохранять нужную температуру кипения в этой камере независимо от условий работы.
Что же может произойти, если камера № 1 работает, а камера № 2 остановлена?
Часть «теплых» паров, выходящих из клапана постоянного давления, может попасть в испаритель № 2, температура которого гораздо ниже, и там сконденсироваться.
Накопление большого количества жидкости в испарителе № 2 при включении этого испарителя может обусловить огромный приток жидкости во всасывающую магистраль компрессора и, следовательно, возникновение очень сильного гидроудара.

Во избежание такой опасности в подобных схемах всегда следует предусматривать установку обратного клапана на выходе из более холодных испарителей (поз. 5).

Примечание. Работа клапана постоянного давления (а также работа двух камер, работающих при одинаковой температуре, но различной влажности) рассмотрена ниже в разделе 61.

Д) Особенности решения проблемы предотвращения перетекания жидкости при использовании маслоотделителя

В традиционных кондиционерах маслоотделители в холодильном контуре используются не часто. Однако в промышленном и торговом холодильном оборудовании, особенно при очень низких температурах кипения, маслоотделители применяются гораздо чаще.

Анализ различных конструкций маслоотделителей не является предметом настоящего руководства (существует много литературы, описывающей конструкцию, преимущества и недостатки этих устройств), напомним только, что маслоотделитель (поз. 1 на рис. 28.17) устанавливается на нагнетающей магистрали компрессора.
Горячие газы, выходящие из нагнетательного патрубка компрессора, поступают в кожух (поз. 2), окружающий накопительную камеру маслоотделителя, снабженную поплавковым клапаном (поз. 3). Когда уровень масла в ней повышается, поплавок всплывает, открывая сливное отверстие, через которое масло под действием давления нагнетания может возвращаться в картер компрессора (поз. 4).
Во время остановок компрессора часть газа высокого давления, находящаяся в маслоотделителе, может конденсироваться, так как температура воздуха, окружающего маслоотделитель, ниже температуры газа. Сконденсировавшаяся жидкость, попадая в накопительную камеру, поднимает уровень жидкости в ней и поплавковый клапан открывается, в результате чего жидкий хладагент может попасть в картер.
Если его количество велико (низкая окружающая температура, большая длина трубопроводов…), при запуске компрессора мы столкнемся с теми же проблемами, которые описаны нами в части Г настоящего раздела.


Среди возможных решений этой проблемы (теплоизолированный маслоотделитель, подогрев маслоотделителя при остановках компрессора…) рассмотрим более подробно использование электроклапана, установленного на трубке возврата масла в картер (поз. 5).
Принципиальная схема управления электроклапаном возврата масла (EVH) представлена на рис. 28.18.
Во время остановки компрессора С (4-3) через контакты С (1-2) запитан электронагреватель картера RC (2-3), а электроклапан EVH (5-3) отключен контактами С (4-5). В результате слив жидкого хладагента из сепаратора, если он там есть, в компрессор невозможен

Когда компрессор вновь запускается, электронагреватель картера выключается, однако электроклапан EVH, управляемый через контакты реле времени компрессора С (4-5), не срабатывает.
В течение определенного промежутка времени с момента пуска компрессора, определяемого реле, горячие газы, проходящие через кожух маслоотделителя (поз. 2 на рис. 28.17), нагревают маслоотделитель, что приводит к испарению жидкого хладагента, который может находиться в накопительной камере. Примерно через 1-2 минуты контакты С (4-5) реле времени замыкаются, но в связи с тем, что маслоотделитель уже нагрет, опасность попадания большого количества жидкого хладагента в картер компрессора при этом практически исключена.

Поместим отвакуумированный баллон из-под хладагента в холодильную камеру, температура в которой поддерживается на уровне, например, 0°С.
Затем соединим этот баллон трубопроводом с таким же баллоном, находящимся вне камеры и заполненным жидким хладагентом R22 при температуре 20°С (ел/, рис. 28.1).
Поскольку трубопровод, соединяющий оба баллона, расположен вверху, перетекание жидкости под действием силы тяжести невозможно.
Манометры, установленные на обоих баллонах, показывают давление 8 бар, что соответствует давлению насыщенного пара R22 при температуре 20°С.
Через какое-то время, зависящее главным образом от количества жидкости, разности температур и диаметра трубопровода, соединяющего оба баллона, можно заметить, что вся жидкость переместилась в холодный баллон, а манометры показывают одно и то же давление 4 бар, соответствующее давлению насыщенного пара R22 при температуре 0°С!
Что же произошло? (Прежде, чем читать дальше, вы можете попытаться сами найти объяснение).

Разбираемся с проблемой увлечения масла хладагентом

15.08.2016

Нормальная работа холодильного компрессора нуждается в качественном масле, смазывающем систему. Оно облегчает устройству работу, смягчает трение и уменьшает износ всех трущихся деталей. В результате, система оказывается способной работать не только более эффективно, но и более долговечно. 

Применяемое для смазки компрессоров масло отлично смешивается с хладагентами. Чрезмерная близость характеристик хладагента и масла становится причиной многочисленных и чаще всего малоизученных проблем. Они в свою очередь способны вызывать различные неисправности и поломки:

• механические: заклинивание компрессора, разрушение клапанов;

• электрические: перегорание электродвигателя;

• термодинамические: периодически повторяющееся нежелательное срабатывание предохранительной системы, недостаток холодопроизводительности. 

В чем причина того, что масла увлекаются хладагентами? 

Поршневой компрессор в своей конструкции имеет огромное количество подвижных частей. Это целых ряд деталей: кривошипы, цапфы, шатуны, поршни и т. д. Все они нуждаются в постоянной смазке. В противном случае, детали будут чрезмерно тесно соприкасаться друг с другом, что вызовет полное заклинивание системы.

Особо острую потребность в смазке чувствуют трущиеся цилиндры и поршни (точнее сказать, поршневые кольца). На минуточку: при скорости двигателя в 1450 оборотов в минуту поршни успевают совершить в секунду более двадцати четырех возвратно-поступательных движений. Внутри цилиндров при этом вместе с хладагентом должно находиться и качественное масло.

При нормальной работе компрессор (даже новый или в безупречном механическом состоянии) сталкивается с ситуацией, что вместе с сжатым газом из цилиндра каждый раз в виде масляного тумана, что состоит из мельчайших капелек, уходит и немного масла. Плюс к этому, в периоды простоя оборудования, масло, размещенное в его картере, поглощает какой-то объем хладагента. Конкретное количество поглощаемого фреона зависит от температуры масла и специфики остановки компрессора.

Как только устройство запускается вновь, в картере резко падает давление, что провоцирует мгновенное вскипание хладагента, растворенного в масле и, следовательно, ведет к образованию газомасляной эмульсии. Такую ситуация эксперты часто называют эффектом «вспенивания». Эмульсия такого формата всасывается поршнями, после чего нагнетается в конденсатор. В итоге самый большой объем масла уходит из компрессора в контур в момент запуска.

Какие проблемы могут возникнуть из-за увлечения масла фреоном?

Так как предназначение масла заключается в смазке подвижных узлов, местом его расположения в компрессоре должен быть не контур, а картер. Что правда, реалии жизни таковы, что большая схожесть свойств фреона и масла обуславливает тот факт, что невозможно приставить преграду на пути к тому, что регулярно какой-то объем масла попадает в нагнетающий патрубок. Такое положение дел вынуждает, с одной стороны, ограничить процесс выброса масла из компрессора (насколько это возможно), а с другой стороны, сделать так, чтобы ушедшее из компрессора масло могло возвратиться в картер и выполнять свои функции смазывающего агента.

Когда количество масла, вышедшего через нагнетающий патрубок, превышает объем масла, вернувшегося путем всасывающего патрубка (масло задержится в спроектированном контуре), через какое-то время можно увидеть, что уровень масла в картере понизился до опасного предела, при котором нормальная смазка компрессора невозможна.

Когда в картер вместе с маслом возвращается аномально большой объем хладагента, его количество, предварительно уже растворенное в масле, становится очень большим. При запуске дегазация масла, которая обусловлена резким падением показателей давления в картере, несомненно приведет к образованию значительного объема газомасляной эмульсии, что способно привести к срыву подпитки масляного насоса. 

Также образование эмульсии в большом объеме может привести к невероятно интенсивному выходу из компрессора масла, что к окончанию пускового режима совершенно «пустым» окажется картер, а значит на какое-то время компрессор останется без нормальной смазки. Как видите, настройка ТРВ на небольшой перегрев, угрожает возможностью проявления периодических самых легких гидроударов, а также чревата опасностью выброса в контур масла в аномальном количестве.

Если компрессор работает с повышенной частотой выключение и включений и выключении, что часто может случаться и из-за срабатывания предохранительной системы, это тоже создает угрозу понижения масла до опасного предела. Ведь при запуске оно наиболее интенсивно выводится в контур, а небольшой промежуток времени работы ему не дает возможности осуществить нормальный возврат. Иногда в качестве подстраховки устанавливается предохранительный прессостат давления масла. Но он реагирует на изменение давления крайне медленно, ввиду чего повреждения, спровоцированные недостаточной смазкой будут накапливаться при каждом запуске. Все это при многократности повторений чревато непоправимыми механическими разрушениями подвижных деталей компрессорного оборудования. 

Вторая проблема, с которой часто сталкиваются нынешние пользователи компрессоров, возникает в следствие неудачной прокладке или проектирования конструкции трубопроводов всасывания. Вместо того, чтобы регулярно возвращаться в картер, масло может накапливаться в участках с отрицательным уклоном или в застойных зонах. При их опорожнении масляная пробка может резко всосаться компрессором, что активизирует сильный гидроудар, порождающий такие же повреждения, как и при обычном гидроударе.

По мере скопления в застойной зоне масла, в трубе его уровень повышается, уменьшая проходное сечение для газа и, тем самым, повышая потерю давления. 

Опасность возникновения подобных проблем понижается, если всасывание будет произведено через картер или в ситуации, когда он будет оборудован эффективным отделителем жидкости — устройство демпфирования гидроударов. 

Когда в холодильный контур попадает слишком много масла, это чревато снижением холодопроизводительности испарителя. И потери холодопроизводительности могут быть значительными. 


Гидроудар в поршневом компрессоре, понятие залива компрессора, основные причины!

Если Вам моя статья будет полезна, порекомендуйте меня Друзьям!!!

В этом статье мы поговорим о такой неисправности как, появление жидкого фреона во всасывающем трубопроводе. Причины, последствие, устранение.

 

Жидкий фреон, образующаяся, например, в результате работы одного испарителя, смешивается во всасывающем коллекторе с газообразным и перегретым фреоном от других, полностью функционируемых охладителей.

В результате жидкий фреон разбавляется или даже частично испаряется. Разжиженное и небольшое количество жидкости не должно вызывать повреждения компрессора, тем более, что жидкий хладагент может испаряться во время потока через электродвигатель компрессора, охлаждая его при этом. Однако в сложных системах со многими испарителями существует другая опасность, связанная с жидкой средой. Да, обледенения на одном испарителе не может представлять угрозу для компрессора, поэтому неправильная работа нескольких испарителей их легкое обледенение, в результате с общим испарением хладагента в каждом из них может вызвать кумулятивный эффект.

Небольшие количества жидкой среды, вытекающие из каждого охладителя, приводят к тому, что во всасывающем коллекторе нет шансов испарения этого фреона или его смешивания с перегретым фреоном (потому что его там нет или его явно недостаточно). В результате в компрессор поступает не небольшое количество жидкого хладагента, а совокупное и суммарное количество жидкого хладагента от многих испарителей, что создает значительную угрозу в работе компрессоров. Чтобы устранить эту опасность, в системах с несколькими испарителями каждый из них должен быть независимо отрегулирован как на стороне охлаждения, так и на стороне управления. Даже если система работает правильно во время ввода в эксплуатацию, и компрессоры не залиты жидкой средой, давайте тщательно проверим работу каждого охладителя. Может случиться, что после некоторых охладителей фреон сильно перегрет, после других он частично находится в жидком состоянии, которое в всасывающем коллекторе может выдерживать друг друга, и в результате компрессор достигает идеального коэффициента концентрации. Но достаточно, чтобы некоторые радиаторы замерзли или были выключены, чтобы жидкая среда попала в компрессоры таким образом, который не ожидается при запуске установки. Вот почему мы всегда контролируем каждый испаритель независимо, даже когда компрессоры работают идеально.

Рис. 1 Всасывающий фильтр поврежден жидким фреоном

Что происходит, когда жидкость попала в компрессор? Первым видимым симптомом является обмерзание корпуса компрессора. Однако это не первый элемент, который может быть поврежден жидкой средой. Если перед компрессором установлен всасывающий фильтр, он может быть разрушен в первый момент рис. 1. Всасывающий фильтр, особенно бумага, будет разрушен как жидким фреоном, так и избытком масла (о котором я не упоминал ранее), всасываемого из установки. Следующим шагом является попадание части жидкого хладагента в картер компрессора и смешивание его с маслом. Это наиболее очевидно в герметичных компрессорах, где хладагент всасывается непосредственно из картера компрессора. В полугерметичных (все зависит от способа всасывания) компрессорах жидкость не так интенсивно смешивается с маслом, поскольку из поршневой группы масло стекает через нижние клапаны в картер компрессора, а жидкий фреон в основном всасывается через верхние каналы всасывания в цилиндры. В винтовых компрессорах на этой стадии отсутствует смешивание жидкого хладагента с маслом в картере компрессора, потому что картера в винтовых компрессорах не существует. Жидкий агент, смешанный с маслом, может достичь критических точек смазки и вызвать заклинивание компрессора. Этот эффект аналогичен ранее описанному эффекту, когда жидкая среда собирается в картере компрессора во время остановки. Однако в этом случае отсутствует риск быстрого испарения жидкого хладагента из масла и его попадания с маслом в установку, поскольку давление всасывания во время работы достаточно стабильно и маловероятно, что давление будет быстро падать и резко испаряться. Как и масло, жидкость трудно сжать. Во время ее сжатия температура среды повышается, и небольшие количества жидкой среды может испаряться, не вызывая значительных повреждений, но большее количество жидкости вызовет повреждение, подобное повреждению, вызванному избытком масла в компрессоре. В поршневых компрессорах с начало ломаются пластины клапанов (рис. 2), а далее, шатуны, поршни и коленчатый вал. При более внимательном рассмотрении сломанных клапанов, можно сделать выводы о том откуда пришла жидкостная среда, со стороны всаса или нагнетания, если есть вероятность возврата жидкой среды из конденсатора.

Рис. 2. Пластины всасывающего клапана, разрушенные жидким фреоном

В винтовых компрессорах жидкая среда не может быть сжата и приводит к тому, что винты “отодвигаются” друг от друга. Механические повреждения практически идентичны избытку масла, тем не менее, имеются также видимые признаки отсутствия смазки и истирания компонентов, подвергающихся значительным нагрузкам. Хотя не каждый “затоп” вызывает разрушение компрессора, но после каждого затопления на элементах компрессора имеется след, влияющий на его дальнейший срок службы. Они не всегда являются четкими и легко видимыми признаками, чаще всего они представляют собой микроскопические повреждения, которые механик может увидеть только при разборе компрессора.

Рис. 3. Компрессор с отчетливыми следами на корпусе непрерывной заливки жидкой средой

Откуда мы знаете, что компрессор залит жидкостью? По состоянию корпуса компрессора, начиная со стороны всасывания рис. 3 (при условии, что всасывание осуществляется со стороны электродвигателя).
Во время работы, если компрессор залит жидкой средой, происходит обмерзание задней крышки компрессора со стороны эл.двигателя. В компрессорах, работающих при очень низком испарении, иногда трудно правильно диагностировать неисправность, потому что эти компрессора замерзают на стороне всасывания, несмотря на то, что они не залиты жидкой средой. Это иногда связано с низкой температурой всасываемого газа, а не с жидким хладагентом и его испарением в компрессоре. Независимо от рабочих параметров замерший компрессор является для нас сигналом того, что что-то не так. В некоторых случаях я был свидетелем, когда компрессор не нужно было включать, чтобы быть абсолютно уверенным, что компрессор сильно и постоянно заливает. Ржавый компрессор уже является сигналом тревоги, о том, что если он все еще работает, ее его дни сочтены. А после замены или ремонта такого компрессора, без регулировки потребителей очередной сбой — это только вопрос времени. И это не правда, что каждый компрессор должен быть ржавым. В качестве примера можно привести прошлогоднюю фотографию компрессора, сделанного в сентябре 2017 года. Как вы можете видеть, нет никаких следов его наполнения жидким фреоном, несмотря на то, что он уже более 10 лет непрерывно работает рисунок 4.

Рис. 4 Компрессор во время работы в системе льдогенератора
после более чем 10 летней эксплуатации

Установка идеально спроектирована, отлично отрегулирована и правильно эксплуатируется. К сожалению, это уже архивное фото, потому что за короткое время произошла смена сервисной компании. Нынешняя сервисная служба провела некоторые ремонтные работы и исправления в работе установки, что можно увидеть на следующем фото этого компрессора рисунок 5.

Рис. 5. Тот же компрессор спустя два месяца после смены сервисной службы

Вы можете видеть не только обмерший корпус двигателя, но даже белый наледь на головке компрессора. Я понимаю ситуации, когда сервисник не может справиться с возникшей проблемой. Наш опыт и знания не всегда позволяют нам устранять все проблемы и неисправности, нам не всегда удается настроить неправильно работающую систему. Но в таких случаях нам следует обратиться к кому-нибудь за помощью. Но самое худшее, когда кто-то не только не обладает знаниями и опытом, но и начинает регулировать систему, которая до его вмешательства работала отлично. Поскольку клиенты холодильных услуг — это, в основном, люди, которые не только о холодилке, но и вообще о механике не имеют представления, даже не знают, что судьба их агрегатов и карманов написана жирными буквами. Разговоры о том, что устройства уже были старыми, что предыдущий сервис был плохо сделан или просто случайная авария, обычно принимается за хорошую монету. Правильно эксплуатируемые и обслуживаемые компрессоры могут работать не только десяток, но даже несколько десятков лет. Однако следует помнить, что небрежность обслуживания в первые годы работы системы будет отражаться в будущем, а не в настоящем. Замена масла в компрессоре становится все более редким явлением, и все же никто даже не задумывается об компрессоре в тот момент, когда на нем можно сэкономить. Экономия на установке всегда вылезет, но иногда и сразу. Эти ошибки и пренебрежения появляются годами, и иногда бывает даже трудно связать пренебрежение в прошлом с текущим провалом. К сожалению, хороший и добросовестный сервис часто заменяется более дешевым сервисом, который пытается поддерживать устройства в работе на время его обслуживания по самой низкой цене, не думая о будущем.
Очень важным фактором как при монтаже холодильной системы, так и позднее при ее обслуживании является внутренняя чистота холодильной системы. Небольшие холодильные агрегаты изготавливаются в производственных цехах и мастерских. Сборка проводится в полной стерильности и с использованием правильных инструментов. В случае ремонтных работ по сборке холодильных систем зачастую очень трудно поддерживать чистоту и стерильность. Повсеместная пыль после строительных работ, влажность, атмосферные условия и взвешенные твердые частицы в воздухе не позволяют вам приблизиться даже к условиям, которые обеспечивают правильные монтажные работы. Но поддержание надлежащей чистоты во время сборки или сервисных работ — это не только окружающая среда, но и инструменты. Много раз я сталкивался с ситуациями, когда во время работы выяснялось, что нужного инструмента не хватало. Осталось отрезать несколько труб, и вот труборез затупился. У нас нет нового резца, но у нас есть металлическая нажовка место трубореза. Мы нарежем эти несколько трубок за 15 минут, а привести новый резак, пройдет как минимум час или два и мы не сможем отремонтировать эту установку сегодня. Еще один случай из жизни. Замена масла в компрессоре, все сделано, масло заменено, поменяны фильтра. Уже вечер, клиент с нетерпением ждет конца ремонта, потому что товар в холодильнике есть, а вот установка стоит четвертый час. И есть проблема, сломался вакуумный насос, 30 километров до мастерской, половина из них через центр большого города, час пик к этому, время в пути не менее 2 часов. И все же сегодня у нас есть еще один вариант. Что делать? Откроем всасывающий вентиль каждого компрессора, пропуская фреон через выпускной клапан. В общей сложности даже быстрее, чем с помощью вакуумного насоса. Заказчик доволен, потому что мы сделали быстрее, чем обещали, комплименты, какая хорошая компания, и нам все же удалось без проблем.

Рис. 6 Обмотка двигателя повреждена металлическими опилками

Эффект этих двух случаев? Рисунок 6 показывает первый эффект. В первом случае опилки труб проникли во всасывающий фильтр, повредили фильтр и оторванные части фильтра ударили в обмотку двигателя, что привело к повреждению эл.двигателя компрессора. Во втором случае воздух, оставшийся в компрессоре, вызвал перегрев компрессора.
В следующей статье я расскажу о воздухе и влажности в системе, а теперь давайте сосредоточимся на механических примесях. (…)

Зачем нужен компрессор фреон хладагент, ООО Сервисный Центр Климатической Техники

      COMPcut_01              COMPcut_03    

Зачем нужен компрессор?

 Компрессор кондиционера сжимает фреон, перетекающий по трубкам холодильного контура, и    поддерживает его движение. На вход компрессора из испарителя поступает газообразный фреон под низким давлением в 3 — 5 атмосфер и температурой 10 — 20°С. Компрессор сжимает фреон до давления 15 — 25 атмосфер, в результате чего фреон нагревается до 70 — 90°С, после чего поступает в конденсатор.

В кондиционерах сплит-системы (например, в самых распространенных настенных кондиционерах) компрессор находится во внешнем блоке — на улице. Это позволяет снизить шум, который кондиционер создает в помещении.

Основные характеристики компрессора — степень компрессии (сжатия) и объем хладагента, который он может нагнетать. Степень сжатия — это отношение максимального выходного давления паров хладагента к максимальному входному.

 Какие бывают компрессоры?

В холодильных машинах используют компрессоры двух типов: с возвратно-поступательным движением поршней в цилиндрах — поршневые; с вращательным движением рабочих частей — ротационные, винтовые и спиральные.

Поршневые компрессоры

Чаще всего в кондиционерах используются герметичные поршневые компрессоры, в которых электродвигатель расположен внутри герметичного корпуса.

  • При движении поршня вверх по цилиндру компрессора хладагент сжимается. Поршень перемещается электродвигателем через коленчатый вал и шатун .
  • Под действием давления пара открываются и закрываются всасывающие и выпускные клапаны компрессора холодильной машины.
  • На схеме «а» показана фаза всасывания хладагента в компрессор. Поршень начинает опускаться вниз от верхней точки, при этом в камере компрессора создается разрежение и открывается впускной клапан. Парообразный хладагент низкой температуры и низкого давления попадает в рабочее пространство компрессора.
  • На схеме «б» показана фаза сжатия пара и его выхода из компрессора. Поршень поднимается вверх и сжимает пар. При этом открывается выпускной клапан компрессора и пар под высоким давлением выходит из компрессора.

+ Простая конструкция компрессора.

— Пульсации выходного давления хладагента приводят к высокому уровню шума. Большие нагрузки при запуске требуют большого запаса мощности и приводят к износу компрессора

Ротационные компрессоры вращения

Принцип работы ротационных компрессоров вращения основан на всасывании и сжатии газа при вращении пластин. Их преимущество перед поршневыми компрессорами состоит в низких пульсациях давления и уменьшении тока при запуске. Существуют две модификации ротационных компрессоров:

  • Компрессор со стационарными пластинами, в котором хладагент сжимается при помощи эксцентрика, установленного на ротор двигателя. При вращении ротора эксцентрик катится по внутренней поверхности цилиндра компрессора, и находящийся перед ним пар хладагента сжимается, а затем выталкивается через выпускной клапан компрессора. Пластины разделяют области высокого и низкого давления паров хладагента внутри цилиндра компрессора.  
  • Компрессор с вращающимися пластинами, в котором хладагент сжимается при помощи пластин, закрепленных на вращающемся роторе. Ось ротора смещена относительно оси цилиндра компрессора. Края пластин плотно прилегают к поверхности цилиндра, разделяя области высокого и низкого давления. На схеме показан цикл всасывания и сжатия пара.

Спиральные (SCROLL) компрессоры

Спиральные компрессоры применяются в холодильных машинах малой и средней мощности. Такой компрессор состоит из двух стальных спиралей. Они вставлены одна в другую и расширяются от центра к краю цилиндра компрессора. Внутренняя спираль неподвижно закреплена, а внешняя вращается вокруг нее.

Спирали имеют особый профиль (эвольвента), позволяющий перекатываться без проскальзывания. Подвижная спираль компрессора установлена на эксцентрике и перекатывается по внутренней поверхности другой спирали. При этом точка касания спиралей постепенно перемещается от края к центру. Пары хладагента, находящиеся перед линией касания, сжимаются, и выталкиваются в центральное отверстие в крышке компрессора. Точки касания расположены на каждом витке внутренней спирали, поэтому пары сжимаются более плавно, меньшими порциями, чем в других типах компрессоров.
Пары хладагента поступают через входное отверстие в цилиндрической части корпуса, охлаждают двигатель, затем сжимаются между спиралей и выходят через выпускное отверстие в верхней части корпуса компрессора.

Винтовые компрессоры

В холодильных машинах большой мощности (150 — 3500 кВт), например, чиллерах, применяются винтовые компрессоры двух модификаций: с одинарным или двойным винтом.

Модели с одинарным винтом имеют одну или две шестерни-сателлита, подсоединенные к ротору с боков. Сжатие паров хладагента происходит с помощью вращающихся в разные стороны роторов. Их вращение обеспечивает центральный ротор в виде винта. Пары хладагента поступают через входное отверстие компрессора, охлаждают двигатель, затем попадают во внешний сектор вращающихся шестеренок роторов, сжимаются и выходят через скользящий клапан в выпускное отверстие. Винты компрессора должны прилегать герметично, поэтому используется смазывающее масло. Впоследствии масло отделяется от хладагента в специальном сепараторе компрессора.

Модели с двойным винтом отличаются использованием двух роторов — основного и приводного. Винтовые компрессоры не имеют впускных и выпускных клапанов. Всасывание хладагента постоянно происходит с одной стороны компрессора, а его выпускание — с другой стороны.

Неисправности компрессора и их причины

Стоимость компрессора составляет большую часть стоимости всего кондиционера, поэтому за его состоянием нужно тщательно следить. Как правило, замена отказавшего компрессора кондиционера связана с пренебрежением правилами монтажа и эксплуатации кондиционера. Зачастую недостаточно квалифицированные или ответственные работники сервисной службы не проводят необходимые работы, даже обнаружив потемнение теплоизоляции, масла кондиционера, или утечку хладагента. Если они ограничиваются установкой фильтра на жидкостную линию или устранением течи и дозаправкой кондиционера, то вскоре произойдет отказ компрессора. Расскажем, что нужно делать в таких случаях, когда компрессор кондиционера еще можно спасти.

Необходимость ремонта компрессора может выясниться не только в том случае, если компрессор уже не работает, но и по результатам профилактического осмотра кондиционера. Примеры:

  • По результатам анализа масла компрессора.
  • При нарушении герметичности фреонового контура кондиционера.
  • При попадании воды в фреоновый контур кондиционера.

В этих случаях, даже если компрессор кондиционера продолжает работать, все равно скоро возникнет неисправность, если не принять срочные меры.

Анализ масла

  • темный цвет масла и запах гари указывает на то, что компрессор кондиционера перегревался. Причины перегрева: утечка хладагента из кондиционера или работа кондиционера на обогрев при отрицательных температурах на улице. Масло при этом теряет свои смазочные свойства и разлагается с образованием смолистых веществ, которые вызывают отказ компрессора кондиционера.
  • зеленоватый оттенок масла указывает на наличие в нем солей меди. Причина — присутствие влаги в холодильном контуре кондиционера. Тест на кислотность такого масла, как правило, тоже положительный.
  • прозрачное масло с легким запахом, похожее по цвету на образец, указывает на то, что кондиционеру не нужна немедленная замена масла.


Фильтрация не позволяет полностью восстановить свойства масла, подвергшегося тепловому разложению. Поэтому лучше заменить его.

Нарушение герметичности контура

Нарушение герметичности фреонового контура может быть вызвано разными причинами и не всегда приводит к поломке. Важно место возникновения утечки, количество хладагента которое успело вытечь, промежуток времени между возникновением и обнаружением утечки, режим работы кондиционера и другие факторы. Утечка хладагента опасна тем, что компрессор кондиционера, охлаждаемый хладагентом, перегревается из-за уменьшения плотности хладагента. Температура нагнетания компрессора повышается, горячий газ может повредить четырех ходовой вентиль. Нарушается система смазки компрессора, масло перетекает в конденсатор. Признаки утечки хладагента:

  • Потемнение теплоизоляции компрессора.
  • Периодическое срабатывание термозащиты компрессора.
  • Обгорание изоляции на нагнетательном трубопроводе.
  • Масло темного цвета с запахом гари.

Если утечка обнаружена вовремя и хладагент не полностью утек из контура, кондиционер недолго работал без хладагента, то ремонт кондиционера в мастерской не обязателен.

Процент внезапных утечек, вызванных разрушением трубопроводов, очень мал. Чаще утечки происходят через небольшие неплотности на вальцовочных соединениях. Надо постоянно следить за работой кондиционера, тогда утечки можно обнаружить своевременно. Через 5 минут после включения кондиционер, в зависимости от выбранного режима, уже должен давать холодный или теплый воздух, в противном случае надо сразу выключить кондиционер и вызвать ремонтника. Если при работе кондиционера трубки на наружном блоке покрыты инеем — значит, происходит утечка хладагента.

Влага в контуре

Влага обычно попадает в фреоновый контур кондиционера, если монтаж выполнен с нарушением правил. Вакуумирование фреоновой магистрали в процессе монтажа нужно, чтобы удалить из смонтированной магистрали воздух и водяные пары. Продувка смонтированной магистрали хладагентом, которую иногда выполняют вместо вакуумирования, не позволяет удалить влагу, а лишь превращает ее в лед на стенках медных трубок. Впоследствии лед тает, образуя влагу внутри холодильного контура.

Опасность в том, что влага в системе часто никак не проявляет себя до момента отказа компрессора кондиционера. Дело в том, что все процессы в кондиционере, работающем на охлаждение (летом), происходят при положительных температурах, а вода проявляет себя лишь когда замерзает, вызывая нарушение работы капиллярной трубки или терморегулирующего вентиля. Однако по косвенным признакам определить наличие влаги в кондиционере можно.

Один из признаков наличия влаги в фреоновом контуре — зеленоватый оттенок масла и положительный тест на кислотность. При обнаружении этих признаков требуется срочное вмешательство, чтобы спасти компрессор от выхода из строя. На более ранних стадиях влага проявляет себя при работе кондиционера в режиме обогрева при низких температурах наружного воздуха или при утечке хладагента. В этих случаях влага превращается в лед и закупоривает капиллярную трубку или ТРВ. В результате давление всасывания кондиционера падает, растет температура компрессора и срабатывает термозащита. Этот цикл повторяется до тех пор, пока не сгорит компрессор. Удаление влаги из фреонового контура также может быть выполнено только в мастерской.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о