مشکلات و راه حل های رایج مبردهای مایع در سیستم های تبرید
1. مهاجرت مبرد مایع
مهاجرت مبرد به تجمع مبرد مایع در میل لنگ کمپرسور هنگام خاموش شدن کمپرسور اشاره دارد. تا زمانی که دمای داخل کمپرسور سردتر از دمای داخل اواپراتور باشد، اختلاف فشار بین کمپرسور و اواپراتور، مبرد را به محل خنکتری هدایت میکند. این پدیده بیشتر در زمستان های سرد رخ می دهد. با این حال، برای تهویه مطبوع و پمپ های حرارتی، زمانی که واحد کندانسور از کمپرسور دور است، حتی اگر دما بالا باشد، مهاجرت ممکن است رخ دهد.
هنگامی که سیستم خاموش می شود، اگر در عرض چند ساعت روشن نشود، حتی اگر اختلاف فشار وجود نداشته باشد، ممکن است پدیده مهاجرت به دلیل جذب مبرد در میل لنگ به مبرد رخ دهد.
اگر مایع مبرد اضافی به داخل محفظه میل لنگ کمپرسور منتقل شود، در ابتدای کار کمپرسور یک پدیده مایع شدید رخ می دهد که منجر به خرابی های مختلف کمپرسور می شود، مانند پارگی صفحه سوپاپ، آسیب پیستون، خرابی یاتاقان و فرسایش یاتاقان (مبرد). روغن را از یاتاقان ها پاک می کند).
2. سرریز مبرد مایع
هنگامی که شیر انبساط از کار می افتد، یا فن اواپراتور از کار می افتد یا توسط فیلتر هوا مسدود می شود، مبرد مایع در اواپراتور سرریز می شود و از طریق لوله مکش به صورت مایع به جای بخار وارد کمپرسور می شود. هنگامی که دستگاه کار می کند، به دلیل سرریز مایع که روغن سردخانه را رقیق می کند، قسمت های متحرک کمپرسور فرسوده شده و فشار روغن کاهش می یابد و باعث می شود دستگاه ایمنی فشار روغن عمل کند و در نتیجه باعث از بین رفتن روغن میل لنگ می شود. در این حالت، اگر دستگاه خاموش شود، پدیده مهاجرت مبرد به سرعت رخ می دهد و در نتیجه چکش مایع در راه اندازی مجدد ایجاد می شود.
3. ضربه مایع
هنگامی که چکش مایع رخ می دهد، صدای کوبیدن فلز از داخل کمپرسور شنیده می شود و ممکن است با لرزش شدید کمپرسور همراه باشد. اسلم مایع می تواند باعث پارگی سوپاپ، آسیب واشر سر کمپرسور، شکستگی شاتون، شکستگی میل لنگ و آسیب به انواع دیگر کمپرسورها شود. چکش مایع زمانی اتفاق می افتد که مبرد مایع به داخل میل لنگ منتقل شده و دوباره راه اندازی می شود. در برخی از واحدها، به دلیل ساختار لوله کشی یا محل قطعات، مبرد مایع در لوله مکش یا اواپراتور در هنگام خاموش شدن واحد جمع می شود و به صورت مایع خالص و با سرعت بالا در هنگام راه اندازی وارد کمپرسور می شود. . سرعت و اینرسی مایع اسلم برای شکست هرگونه محافظ کمپرسور داخلی در برابر مایع اسلم کافی است.
4. عمل دستگاه کنترل ایمنی هیدرولیک
در مجموعه ای از واحدهای دمای پایین، پس از دوره یخ زدایی، دستگاه کنترل ایمنی فشار روغن اغلب به دلیل سرریز مبرد مایع عمل می کند. بسیاری از سیستمها به گونهای طراحی شدهاند که اجازه دهند مبرد در اواپراتور و خط مکش در حین یخزدایی متراکم شود و سپس در هنگام راهاندازی به داخل میل لنگ کمپرسور جریان یابد و باعث افت فشار روغن شود و باعث کارکرد دستگاه ایمنی فشار روغن شود.
گاهی اوقات یک یا دو عمل دستگاه کنترل ایمنی فشار روغن تأثیر جدی بر روی کمپرسور نخواهد داشت، اما تکرار چندین بار بدون شرایط روغن کاری مناسب باعث از کار افتادن کمپرسور می شود. دستگاه کنترل ایمنی فشار روغن اغلب به عنوان یک خطای جزئی توسط اپراتور در نظر گرفته می شود، اما این هشداری است که کمپرسور بیش از دو دقیقه بدون روغن کاری کار کرده است و اقدامات اصلاحی باید به موقع انجام شود.
5. راه حل های توصیه شده
هر چه میزان شارژ مبرد در سیستم تبرید بیشتر باشد، احتمال خرابی آن بیشتر می شود. حداکثر شارژ مبرد و ایمن را تنها در صورتی می توان تعیین کرد که کمپرسور و سایر اجزای اصلی سیستم برای آزمایش سیستم به یکدیگر متصل شده باشند. سازندگان کمپرسور میتوانند حداکثر شارژ مبرد مایع را تعیین کنند که به قسمتهای کار کمپرسور آسیبی وارد نمیکند، اما نمیتوانند تعیین کنند که در بیشتر موارد شدید چقدر از کل شارژ سیستم تبرید در کمپرسور است. حداکثر شارژ مبرد مایعی که یک کمپرسور می تواند تحمل کند به طراحی، حجم داخلی و شارژ روغن مبرد بستگی دارد. هنگامی که مهاجرت مایع، سرریز یا چکش مایع رخ می دهد، اقدامات اصلاحی لازم باید انجام شود. نوع اقدام اصلاحی به طراحی سیستم و نوع خرابی بستگی دارد.
الف. شارژ مبرد را کاهش دهید
بهترین راه برای محافظت از کمپرسور در برابر خرابی ناشی از مبرد مایع، محدود کردن شارژ مبرد به محدوده مجاز کمپرسور است. اگر این امکان وجود ندارد، باید تا حد امکان شارژ را کاهش دهید. در شرایطی که دبی تامین می شود، کندانسور، اواپراتور و لوله های اتصال باید تا حد امکان از لوله هایی با قطر کم استفاده کنند و همچنین انباشت کننده مایع نیز باید تا حد امکان کوچک انتخاب شود. پس از به حداقل رساندن حجم پر کردن، عملکرد مناسب مورد نیاز است و هوشیاری در برابر حباب های هوا در شیشه دید ناشی از قطر مایع بسیار نازک و فشار بسیار کم سر می تواند منجر به پر شدن بیش از حد شدید شود.
ب. چرخه پمپ پایین
تهاجمی ترین و قابل اطمینان ترین روش کنترل مبرد مایع، چرخه پمپ پایین است. به خصوص هنگامی که شارژ سیستم زیاد است، با بستن شیر برقی لوله مایع، مبرد را می توان به کندانسور و آکومولاتور پمپ کرد و کمپرسور تحت کنترل دستگاه کنترل ایمنی کم فشار کار می کند، بنابراین مبرد در کمپرسور است هنگامی که کار نمی کند از کمپرسور جدا می شود و از انتقال مبرد به داخل میل لنگ کمپرسور جلوگیری می کند. برای جلوگیری از نشتی شیر برقی، چرخه خاموش پمپ مداوم در هنگام خاموش شدن توصیه می شود. اگر این یک چرخه پمپ خاموش باشد، یا به نام روش کنترل غیر گردشی باشد، در طول خاموشی طولانی مدت، آسیب نشتی مبرد بیش از حد به کمپرسور وارد می شود. در حالی که سیکل پایین پمپ مداوم بهترین راه برای جلوگیری از مهاجرت است، اما از کمپرسور در برابر اثرات نامطلوب ناشی از سیل مبرد محافظت نمی کند.
ج. بخاری میل لنگ
بخاری های میل لنگ می توانند مهاجرت را در شرایطی که سیستم های خاص، شرایط عملیاتی، هزینه ها یا ترجیحات مشتری ممکن است چرخه پمپ کردن را غیرممکن کند، به تأخیر بیاندازند.
عملکرد بخاری میل لنگ این است که دمای روغن مبرد در میل لنگ را بالاتر از دمای سردترین قسمت سیستم نگه می دارد. با این حال، قدرت گرمایش بخاری میل لنگ باید محدود باشد تا از گرم شدن بیش از حد و ذغال شدن روغن یخچال جلوگیری شود. هنگامی که دمای محیط نزدیک به -18 درجه باشد، یا زمانی که لوله مکش در معرض قرار میگیرد، اثر گرمکن میل لنگ تا حدی جبران میشود و ممکن است همچنان مهاجرت رخ دهد.
بخاری های میل لنگ معمولاً در هنگام استفاده به طور مداوم گرم می شوند، زیرا هنگامی که مبرد وارد میل لنگ می شود، در روغن یخچال متراکم می شود و چندین ساعت طول می کشد تا دوباره به خط مکش بازگردد. بخاری های میل لنگ در مواقعی که وضعیت به ویژه شدید نیست در جلوگیری از مهاجرت بسیار موثر هستند، اما بخاری های میل لنگ نمی توانند از کمپرسور در برابر آسیب برگشت سیال محافظت کنند.
د. لوله مکش جداکننده گاز مایع
برای سیستم هایی که مستعد سرریز مایع هستند، باید یک جداکننده گاز-مایع روی لوله مکش نصب شود تا مبرد مایع سرریز شده به طور موقت در سیستم ذخیره شود و مبرد مایع با سرعتی که کمپرسور بتواند تحمل کند، به کمپرسور برگرداند.
سرریز مبرد به احتمال زیاد زمانی اتفاق می افتد که پمپ حرارتی از حالت سرمایش به گرمایش تغییر می کند. به طور کلی جداکننده های گاز مایع لوله مکش تجهیزات مورد نیاز در تمامی پمپ های حرارتی می باشد.
سیستمهایی که از یخزدایی گاز داغ استفاده میکنند نیز مستعد سرریز مایع در ابتدا و انتهای یخساز هستند. واحدهای سوپرهیت کم مانند چیلرهای مایع و کمپرسورهای صفحه نمایش با دمای پایین گاهی اوقات به دلیل کنترل نامناسب مبرد سرریز می شوند. برای تاسیسات وسایل نقلیه، هنگام راه اندازی مجدد پس از یک دوره طولانی خاموشی، سیل شدید نیز در معرض وقوع است.
در کمپرسور دو مرحله ای، مکش مستقیماً به سیلندر مرحله پایین باز می گردد و از موتورخانه عبور نمی کند. برای محافظت از شیر کمپرسور در برابر شوک مایع باید از جداکننده گاز و مایع استفاده کرد.
با توجه به نیازهای شارژ کلی مختلف سیستمهای تبرید مختلف و روشهای مختلف کنترل مبرد، اینکه آیا جداکننده گاز-مایع مورد نیاز است و اندازه جداکننده گاز-مایع مورد نیاز است تا حد زیادی به نیازهای سیستم خاص بستگی دارد. بدون آزمایش دقیق مقدار بازگشت مایع، یک رویکرد طراحی محافظه کارانه اندازه گیری جداکننده گاز-مایع در 50 درصد شارژ کلی سیستم است.
E. جداکننده روغن
جداکنندههای روغن نمیتوانند خرابیهای برگشت روغن را به دلیل طراحی سیستم حل کنند و همچنین نمیتوانند خرابیهای کنترل مبرد مایع را حل کنند. با این حال، جداکنندههای روغن به کاهش مقدار روغن در گردش در سیستم کمک میکنند، در صورتی که خرابیهای کنترل سیستم در غیر این صورت قابل حل نباشد و میتوانند به سیستم در یک دوره بحرانی کمک کنند تا زمانی که کنترلهای سیستم به حالت عادی بازگردد. به عنوان مثال، در واحدهای با دمای بسیار پایین یا اواپراتورهای غرقابی، بازگشت روغن ممکن است تحت تأثیر یخ زدایی قرار گیرد، در این صورت جداکننده روغن می تواند به حفظ مقدار روغن مبرد در کمپرسور در طول یخ زدایی سیستم کمک کند.
