Veelvoorkomende problemen en oplossingen van vloeibare koelmiddelen in koelsystemen
1. Migratie van vloeibaar koelmiddel
Koelmiddelmigratie verwijst naar de ophoping van vloeibaar koelmiddel in het compressorcarter wanneer de compressor wordt uitgeschakeld. Zolang de temperatuur in de compressor koeler is dan de temperatuur in de verdamper, zal het drukverschil tussen de compressor en de verdamper het koelmiddel naar een koelere locatie drijven. Dit fenomeen komt het meest voor in koude winters. Bij airconditioners en warmtepompen, wanneer de condensoreenheid ver van de compressor verwijderd is, kan er echter migratie optreden, zelfs als de temperatuur hoog is.
Als het systeem eenmaal is uitgeschakeld en niet binnen een paar uur wordt ingeschakeld, zelfs als er geen drukverschil is, kan het migratieverschijnsel optreden als gevolg van de aantrekking van het koelmiddel in het carter door het koelmiddel.
Als het overtollige vloeibare koudemiddel in het carter van de compressor migreert, zal er een ernstig vloeistofslagfenomeen optreden bij het starten van de compressor, wat resulteert in verschillende compressorstoringen, zoals breuk van de klepplaat, zuigerschade, lagerstoringen en lagererosie (het koudemiddel spoelt de olie uit de lagers).
2. Overloop van vloeibaar koelmiddel
Wanneer het expansieventiel defect raakt, of de verdamperventilator uitvalt of wordt geblokkeerd door het luchtfilter, zal het vloeibare koelmiddel in de verdamper overlopen en de compressor binnenkomen via de zuigleiding in de vorm van vloeistof in plaats van damp. Wanneer de unit draait, als gevolg van de vloeistofoverloop die de koelolie verdunt, zijn de bewegende delen van de compressor versleten en neemt de oliedruk af, waardoor de oliedrukbeveiliging in werking treedt, waardoor het carter olie verliest. In dit geval, als de machine wordt uitgeschakeld, zal het fenomeen van koudemiddelmigratie snel optreden, wat resulteert in een vloeistofslag bij het opnieuw opstarten.
3. Vloeibare aanval
Wanneer de vloeistofhamer optreedt, kan het metaal slaande geluid van de binnenkant van de compressor worden gehoord, en dit kan gepaard gaan met de hevige trillingen van de compressor. Vloeistofslag kan klepbreuk, beschadiging van de koppakking van de compressor, breuk van de drijfstang, krukasbreuk en schade aan andere typen compressoren veroorzaken. Vloeistofslag treedt op wanneer het vloeibare koelmiddel in het carter migreert en opnieuw start. In sommige units zal vloeibaar koelmiddel zich tijdens het uitschakelen van de unit ophopen in de zuigleiding of verdamper als gevolg van de leidingstructuur of de locatie van componenten en de compressor binnenkomen als pure vloeistof en met een bijzonder hoge snelheid tijdens het opstarten. . De snelheid en traagheid van de liquid slam is voldoende om elke ingebouwde compressorbescherming tegen liquid slam teniet te doen.
4. Actie van hydraulisch veiligheidscontroleapparaat:
In een set van lagetemperatuurunits wordt na de ontdooiperiode vaak de oliedrukbeveiligingsregeling in werking gesteld vanwege het overlopen van vloeibaar koelmiddel. Veel systemen zijn ontworpen om koelmiddel tijdens het ontdooien in de verdamper en aanzuigleiding te laten condenseren en vervolgens bij het opstarten in het carter van de compressor te stromen, waardoor de oliedruk daalt, waardoor de oliedrukbeveiliging in werking treedt.
Af en toe zullen een of twee acties van de oliedrukbeveiligingsinrichting geen ernstige impact hebben op de compressor, maar vele malen herhaald zonder goede smering zal de compressor defect raken. De oliedrukbeveiliging wordt door de bediener vaak als een kleine fout beschouwd, maar het is een waarschuwing dat de compressor langer dan twee minuten zonder smering heeft gedraaid en dat er tijdig herstelmaatregelen moeten worden genomen.
5. Aanbevolen remedies
Hoe groter de hoeveelheid koudemiddel in het koelsysteem, hoe groter de kans op storing. De maximale en veilige koudemiddelvulling kan alleen worden bepaald als de compressor en andere belangrijke componenten van het systeem op elkaar zijn aangesloten voor systeemtests. Fabrikanten van compressoren kunnen de maximale hoeveelheid vloeibaar koelmiddel bepalen die geen schade toebrengt aan de werkende delen van de compressor, maar kunnen in de meeste extreme gevallen niet bepalen hoeveel van de totale vulling van het koelsysteem zich daadwerkelijk in de compressor bevindt. De maximale hoeveelheid vloeibaar koelmiddel die een compressor kan weerstaan, hangt af van het ontwerp, het interne volume en de hoeveelheid koudemiddelolie. Wanneer vloeistofmigratie, overloop of vloeistofslag optreedt, moeten de nodige corrigerende maatregelen worden genomen. Het type herstelactie hangt af van het systeemontwerp en het type storing.
A. Verminder de koelmiddelvulling
De beste manier om de compressor te beschermen tegen storingen veroorzaakt door vloeibaar koelmiddel, is door de koelmiddelvulling te beperken tot het toegestane bereik van de compressor. Indien dit niet mogelijk is, dient de heffing zoveel mogelijk te worden verlaagd. Op voorwaarde dat aan het debiet wordt voldaan, moeten de condensor, verdamper en verbindingsleidingen zoveel mogelijk leidingen met kleine diameters gebruiken en moet ook de vloeistofaccumulator zo klein mogelijk worden gekozen. Een goede werking is vereist na het minimaliseren van het vulvolume, en waakzaamheid tegen luchtbellen in het kijkglas veroorzaakt door een te dunne vloeistofdiameter en een te lage kopdruk kan leiden tot ernstige overvulling.
B. Afpompcyclus
De meest agressieve en betrouwbare methode voor het regelen van vloeibaar koelmiddel is de afpompcyclus. Vooral wanneer de systeemvulling groot is, kan het koelmiddel door het sluiten van de magneetklep van de vloeistofleiding in de condensor en de accumulator worden gepompt, en de compressor wordt bediend onder besturing van het lagedrukveiligheidsregelapparaat, zodat het koelmiddel zit in de compressor. Het is geïsoleerd van de compressor wanneer het niet in bedrijf is, waardoor wordt voorkomen dat koelmiddel in het compressorcarter terechtkomt. Tijdens het uitschakelen wordt een continue afpompcyclus aanbevolen om lekkage van de magneetklep te voorkomen. Als het een afpompcyclus is, of een regelmethode zonder recirculatie genoemd, zal er overmatige koelmiddellekkage aan de compressor optreden tijdens langdurige stilstand. Hoewel een continue afpompcyclus de beste manier is om migratie te voorkomen, beschermt het de compressor niet tegen de nadelige gevolgen van overstromend koelmiddel.
C. Carterverwarming
Carterverwarmers kunnen de migratie vertragen in situaties waarin bepaalde systemen, bedrijfsomstandigheden, kosten of voorkeuren van de klant het leegpompen onmogelijk maken.
De functie van de carterverwarming is om de temperatuur van de koelolie in het carter boven de temperatuur van het koudste deel van het systeem te houden. Het verwarmingsvermogen van de carterverwarming moet echter worden beperkt om oververhitting en verkoling van de gekoelde olie te voorkomen. Wanneer de omgevingstemperatuur bijna -18 graad is, of wanneer de aanzuigleiding blootligt, wordt het effect van de carterverwarming gedeeltelijk gecompenseerd en kan er nog steeds migratie optreden.
Carterverwarmers worden over het algemeen continu verwarmd tijdens gebruik, omdat zodra het koelmiddel het carter binnenkomt, het condenseert in de gekoelde olie en het tot enkele uren duurt voordat het weer terugkeert naar de zuigleiding. Carterverwarmers zijn zeer effectief in het voorkomen van migratie wanneer de situatie niet bijzonder ernstig is, maar carterverwarmers kunnen de compressor niet beschermen tegen schade aan de vloeistofretour.
D. Zuigleiding gas-vloeistofafscheider
Voor systemen die gevoelig zijn voor overstroming van vloeistof, moet een gas-vloeistofscheider op de aanzuigleiding worden geïnstalleerd om het overlopende vloeibare koelmiddel tijdelijk in het systeem op te slaan en vloeibaar koelmiddel terug te voeren naar de compressor met een snelheid die de compressor kan weerstaan.
Overloop van koudemiddel is het meest waarschijnlijk wanneer de warmtepomp wordt overgeschakeld van koelen naar verwarmen. In het algemeen zijn gas-vloeistofscheiders met zuigleiding verplicht in alle warmtepompen.
Systemen die gebruikmaken van heetgasontdooiing zijn ook gevoelig voor overloop van vloeistof aan het begin en einde van de ontdooier. Units met een lage oververhitting, zoals vloeistofkoelers en compressoren met een lage temperatuur, lopen af en toe over als gevolg van een onjuiste koudemiddelregeling. Bij voertuiginstallaties is er ook kans op ernstige overstromingen bij het opnieuw opstarten na een lange periode van stilstand.
In de tweetrapscompressor keert de aanzuiging direct terug naar de onderste cilinder en gaat niet door de motorruimte. Er moet een gas-vloeistofafscheider worden gebruikt om de compressorklep te beschermen tegen vloeistofschokken.
Vanwege de verschillende totale vulvereisten van verschillende koelsystemen en verschillende methoden voor het regelen van het koelmiddel, hangt de vraag of een gas-vloeistofafscheider nodig is en welke maat gas-vloeistofafscheider nodig is grotendeels af van de vereisten van het specifieke systeem. Zonder nauwkeurig de hoeveelheid vloeistofretour te testen, is een conservatieve ontwerpbenadering om de gas-vloeistofscheider te dimensioneren op 50 procent van de totale systeemvulling.
E. Olieafscheider
Olieafscheiders kunnen vanwege het systeemontwerp geen storingen in de olieretour oplossen, en evenmin kunnen ze storingen in de regeling van vloeibaar koelmiddel oplossen. Olieafscheiders helpen echter de hoeveelheid olie die in het systeem circuleert te verminderen wanneer storingen in de systeembesturing niet op een andere manier kunnen worden opgelost, en kunnen het systeem door een kritieke periode heen helpen totdat de systeembesturing weer normaal wordt. In units met ultralage temperaturen of ondergelopen verdampers kan de olieretour bijvoorbeeld worden beïnvloed door ontdooiing, in welk geval een olieafscheider kan helpen de hoeveelheid koelmiddelolie in de compressor te handhaven tijdens het ontdooien van het systeem.
