Migration av flytande köldmedium
Köldmediemigration avser ansamling av flytande köldmedium i kompressorns vevhus när kompressorn är avstängd. Så länge temperaturen inuti kompressorn är lägre än temperaturen inuti förångaren, kommer tryckskillnaden mellan kompressorn och förångaren att driva köldmediet till en kallare plats. Detta fenomen är mest sannolikt att inträffa under de kalla vintermånaderna. För luftkonditionerings- och värmepumpsenheter kan dock migrationsfenomenet uppstå när kondenseringsenheten är långt ifrån kompressorn, även om temperaturen är hög.
Om systemet inte slås på inom några timmar när det stängs av, även om det inte finns någon tryckskillnad, kan migrationsfenomenet uppstå på grund av att den kylda oljan i vevhuset attraheras av köldmediet.
Om för mycket flytande köldmedium migrerar in i kompressorns vevhus kommer allvarliga vätskechock att uppstå när kompressorn startar, vilket resulterar i olika kompressorfel, såsom ventilskivbrott, kolvskador, lagerfel och lagererosion (köldmediet tvättar bort den kylda oljan från lagret).
Överflöde av flytande köldmedium
När expansionsventilen inte fungerar, eller om förångarfläkten slutar fungera eller blockeras av luftfiltret, kommer det flytande köldmediet att rinna över i förångaren och komma in i kompressorn som vätska snarare än ånga genom sugröret. När enheten är igång späder vätskeöverflödet ut den kylda oljan, vilket resulterar i slitage på kompressorns rörliga delar, och oljetrycksminskningen leder till att oljetryckssäkerhetsanordningen aktiveras, vilket gör att vevhuset förlorar olja. I detta fall, om maskinen stängs av, kommer köldmediemigrationsfenomenet snabbt att uppstå, vilket resulterar i en vätskechock när den startas igen.
Flytande hammare
När vätskeslag inträffar kan metallslagljudet från kompressorn höras, och kompressorn kan åtföljas av våldsamma vibrationer. Hydraulisk slagning kan orsaka ventilbrott, skador på kompressorns topplockspackning, brott på anslutningsstången, axelbrott och andra typer av kompressorskador. När flytande köldmedium migrerar in i vevhuset uppstår en vätskechock när vevhuset slås på. I vissa enheter, på grund av rörledningens struktur eller komponenternas placering, kommer det flytande köldmediet att ansamlas i sugröret eller förångaren under enhetens driftstopp och kommer in i kompressorn i form av ren vätska med en särskilt hög hastighet när den slås på. Hastigheten och trögheten hos det hydrauliska slaget är tillräckliga för att förstöra skyddet för alla inbyggda antihydrauliska slaganordningar i kompressorn.
Åtgärd av säkerhetskontrollanordning för oljetryck
I en kryogen enhet, efter frostborttagningsperioden, orsakar överflödet av flytande köldmedium ofta att säkerhetsanordningen för oljetrycket aktiveras. Många system är utformade för att låta köldmediet kondensera i förångaren och sugröret under avfrostning, och sedan flöda in i kompressorns vevhus vid start, vilket orsakar att oljetrycket sjunker, vilket gör att säkerhetsanordningen för oljetrycket aktiveras.
Ibland har oljetryckssäkerhetskontrollanordningen en eller två gånger ingen allvarlig inverkan på kompressorn, men upprepade gånger utan goda smörjförhållanden leder det till kompressorfel. Oljetryckssäkerhetskontrollanordningen anses ofta av operatören vara ett litet fel, men det är en varning om att kompressorn har körts i mer än två minuter utan smörjning, och åtgärder måste vidtas i tid.
Rekommenderade åtgärder
Ju mer köldmedium kylsystemet fylls på, desto större är risken för fel. Först när kompressorn och andra viktiga komponenter i systemet är sammankopplade för systemtestning kan den maximala och säkra köldmediemängden bestämmas. Kompressortillverkare kan bestämma den maximala mängden flytande köldmedium som ska fyllas på utan att skada kompressorns arbetande delar, men de kan inte avgöra hur mycket av den totala köldmediemängden i kylsystemet som faktiskt finns i kompressorn i de flesta extrema fall. Den maximala mängden flytande köldmedium som kompressorn tål beror på dess design, innehållsvolym och mängden påfylld köldmedieolja. När vätskemigration, överfyllning eller knackning uppstår måste nödvändiga åtgärdsåtgärder vidtas, typen av åtgärd beror på systemdesignen och typen av fel.
Minska mängden påfyllt köldmedium
Det bästa sättet att skydda kompressorn från fel orsakade av flytande köldmedier är att begränsa köldmediefyllningen till kompressorns tillåtna område. Om detta inte är möjligt bör påfyllningsmängden minskas så mycket som möjligt. För att uppnå flödeshastigheten bör kondensorn, förångaren och anslutningsröret användas så små som möjligt, och vätskebehållaren bör väljas så liten som möjligt. Minimering av påfyllningsmängden kräver korrekt användning för att varna ögonglasögonen för bubblor orsakade av vätskerörets lilla diameter och det låga topptrycket, vilket kan leda till allvarlig överfyllning.
Evakueringscykel
Den mest aktiva och tillförlitliga metoden för att styra flytande köldmedium är evakueringscykeln. Speciellt när mängden systemfyllning är stor, kan köldmediet pumpas in i kondensorn och vätskebehållaren genom att stänga magnetventilen i vätskeröret, och kompressorn körs under kontroll av lågtryckssäkerhetskontrollanordningen, så att köldmediet isoleras från kompressorn när kompressorn inte är igång, vilket undviker migrering av köldmedium till kompressorns vevhus. Det rekommenderas att använda en kontinuerlig evakueringscykel under avstängningsfasen för att förhindra läckage från magnetventilen. Om det är en enda evakueringscykel, eller kallat icke-recirkulerande styrläge, kommer det att bli för mycket köldmedieläckage och skada kompressorn när den är avstängd under en längre tid. Även om den kontinuerliga evakueringscykeln är det bästa sättet att förhindra migrering, skyddar den inte kompressorn från de negativa effekterna av köldmedieöverflöde.
Vevhusvärmare
I vissa system, driftsmiljöer, kostnader eller kundpreferenser som kan göra evakueringscykler omöjliga, kan vevhusvärmare fördröja migreringen.
Vevhusvärmarens funktion är att hålla temperaturen på den kylda oljan i vevhuset över temperaturen i den lägsta delen av systemet. Vevhusvärmarens värmeeffekt måste dock begränsas för att förhindra överhettning och frysning av oljekol. När omgivningstemperaturen är nära -18° C, eller när sugröret är exponerat, kommer vevhusvärmarens roll att delvis förskjutas, och migrationsfenomenet kan fortfarande uppstå.
Vevhusvärmare värms vanligtvis kontinuerligt upp under användning, eftersom det kan ta upp till flera timmar innan köldmediet kommer in i vevhuset och kondenserar i den kylda oljan innan det återförs till sugröret. När situationen inte är särskilt allvarlig är vevhusvärmaren mycket effektiv för att förhindra migration, men vevhusvärmaren kan inte skydda kompressorn från skador orsakade av vätskeåterflödet.
Sugrörsgas-vätskeseparator
För system som är benägna att överfylla vätskan bör en gas-vätskeseparator installeras på sugledningen för att tillfälligt lagra det flytande köldmediet som har spillts ut från systemet och återföra det flytande köldmediet till kompressorn med en hastighet som kompressorn klarar av.
Köldmedieöverflöde uppstår mest sannolikt när värmepumpen växlar från kylläge till värmeläge, och i allmänhet är en gas-vätskeseparator i sugröret en nödvändig utrustning i alla värmepumpar.
System som använder het gas för avfrostning är också benägna att vätskeöverfyllning sker i början och slutet av avfrostningen. Enheter med låg överhettning, såsom vätskefrysar och kompressorer i lågtemperaturmonterade montrar, kan ibland orsaka överfyllning på grund av felaktig köldmediekontroll. För fordonsenheter, när de upplever en lång avstängningsfas, är det också benäget att kraftigt överfylla vid omstart.
I en tvåstegskompressor återförs suget direkt till den nedre cylindern och passerar inte genom motorkammaren, och en gas-vätskeseparator bör användas för att skydda kompressorventilen från skador från vätskeblåsningen.
Eftersom de totala påfyllningskraven för olika kylsystem är olika, och metoderna för köldmediekontroll är olika, beror huruvida en gas-vätskeseparator behövs och vilken storlek på gas-vätskeseparator som behövs i hög grad på kraven i det specifika systemet. Om mängden vätskeåterflöde inte testas noggrant, är en konservativ designmetod att bestämma gas-vätskeseparatorns kapacitet till 50 % av den totala systempåfyllningen.
Oljeavskiljare
Oljeseparatorn kan inte lösa felet i oljereturen som orsakas av systemkonstruktionen, och den kan inte heller lösa felet i styrningen av flytande köldmedium. Men när systemstyrningsfelet inte kan lösas på annat sätt, hjälper oljeseparatorn till att minska mängden olja som cirkulerar i systemet, vilket kan hjälpa systemet genom en kritisk period tills systemstyrningen återställs till det normala. Till exempel, i en enhet med ultralåg temperatur eller en full vätskeförångare, kan returoljan påverkas av avfrostning, i vilket fall oljeseparatorn kan hjälpa till att bibehålla mängden kyld olja i kompressorn under systemavfrostning.
Publiceringstid: 7 sep-2023
