Kontynuując temat podjęty w poprzednich wydaniach (CHiK 9 i 10/2012), chciałbym jeszcze wrócić do zalewania sprężarek ciekłym czynnikiem. W rozbudowanych układach z wieloma parownikami i chłodnicami nieprawidłowa praca jednej chłodnicy może nie spowodować nieprawidłowej pracy sprężarek.

Wynika to z tego, że ciekły czynnik wynikający z np. zalodzenia jednej chłodnicy, miesza się w kolektorze ssącym z gazowym i przegrzanym czynnikiem z innych, w pełni sprawnych, chłodnic. W rezultacie dochodzi do rozrzedzenia ciekłego czynnika, a nawet jego częściowego odparowania. Rozrzedzona i niewielka ilość ciekłego czynnika nie powinna spowodować uszkodzenia sprężarki, tym bardziej, że jeszcze ciekły czynnik może odparować w trakcie przepływu przez komorę silnika elektrycznego sprężarki, chłodząc go przy okazji. W rozbudowanych układach z wieloma parownikami i chłodnicami istnieje jednak inne niebezpieczeństwo związane z ciekłym czynnikiem. Tak, jak spore oblodzenie jednej chłodnicy może nie stanowić zagrożenia dla sprężarki, tak nieprawidłowa praca wielu chłodnic, ich niewielkie oblodzenie wynikające z tego, a w rezultacie nie całkowite odparowanie czynnika w każdej z nich, może spowodować efekt kumulacji. Niewielkie ilości ciekłego czynnika wypływające z każdej z chłodnic powodują, że nie ma szans w kolektorze ssawnym na odparowanie tego czynnika czy jego wymieszanie z przegrzanym czynnikiem (bo go nie ma lub jest zdecydowanie za mało). W efekcie do sprężarki nie dopływa niewielka ilość ciekłego czynnika, ale zsumowana i skumulowana ilość ciekłego czynnika z wielu chłodnic, powodując istotne zagrożenie w pracy sprężarek. By wyeliminować to zagrożenie należy w układach z wieloma chłodnicami każdą z chłodnic niezależnie wyregulować zarówno po stronie chłodniczej, jak i po stronie sterowniczej. Jeżeli nawet w czasie uruchomienia układ pracuje poprawnie i sprężarki nie są zalewane ciekłym czynnikiem, dokładnie sprawdźmy pracę każdej z chłodnic. Może się zdarzyć, że za niektórymi chłodnicami czynnik jest mocno przegrzany, za innymi jest częściowo w stanie ciekłym, co w kolektorze ssawnym wzajemnie się znosi i w rezultacie na sprężarki dochodzi czynnik w stanie skupienia idealnym. Ale wystarczy, że część chłodnic zaszroni się lub zostanie wyłączona, że na sprężarki dostanie się ciekły czynnik w sposób nie przewidziany przy uruchomieniu instalacji. Dlatego zawsze kontrolujemy każdą chłodnicę niezależnie, nawet wtedy, gdy sprężarki pracują idealnie.

Rys. 16. Filtr ssawny zniszczony przez ciekły czynnik

Co się dzieje w momencie zalania ciekłym czynnikiem sprężarki? Pierwszym, widocznym objawem, jest jej zalodzenie na korpusie. Nie jest to jednak pierwszy element, który może zostać uszkodzony przez ciekły czynnik. Jeżeli przed sprężarką znajduje się filtr ssawny, to on może zostać zniszczony w pierwszym momencie (rys. 16.). Filtr ssawny, szczególnie papierowy, zostanie zniszczony zarówno przez ciekły czynnik, jak i przez nadmiar oleju (o czym nie wspomniałem wcześniej) zassanego z instalacji. Kolejnym krokiem jest dostawanie się części ciekłego czynnika do karteru sprężarki i mieszanie się oleju z czynnikiem. Jest to najbardziej widoczne w sprężarkach hermetycznych, gdzie czynnik jest zasysany bezpośrednio z karteru sprężarki. W sprężarkach półhermetycznych ciekły czynnik nie miesza się tak intensywnie z olejem, ponieważ z komory silnika olej spływa dolnymi zaworami do karteru sprężarki, a ciekły czynnik jest w większości zasysany górnymi kanałami ssawnymi do cylindrów. W sprężarkach śrubowych na tym etapie nie dochodzi do mieszania się ciekłego czynnika z olejem w karterze sprężarki, bo tego karteru po prostu nie ma. Ciekły czynnik zmieszany z olejem może trafić do newralgicznych punktów smarowania i spowodować zatarcie sprężarki. Jest to efekt podobny do wcześniej opisanego efektu, gdy ciekły czynnik zbiera się w karterze sprężarki w trakcie postoju. Jednak w tym przypadku nie ma ryzyka gwałtownego odparowania ciekłego czynnika z oleju i jego porwania wraz z olejem w instalację, ponieważ ciśnienie ssania w trakcie pracy jest w miarę stabilne i raczej nie nastąpi gwałtowne obniżenie tego ciśnienia i gwałtowne parowanie. Ale na tym nie kończy się droga ciekłego czynnika w sprężarce. Ciekły czynnik dostaje się do przestrzeni sprężania sprężarki. Podobnie jak olej, ciekły czynnik jest trudny do sprężenia. W trakcie jego sprężania podnosi się temperatura czynnika i niewielkie ilości ciekłego czynnika mogą odparować, nie wyrządzając większych uszkodzeń, ale już większa ilość ciekłego czynnika spowoduje uszkodzenia podobne do uszkodzeń spowodowanych nadmiarem oleju w sprężarce. W sprężarkach tłokowych w pierwszej kolejności pękają płytki zaworowe (rys. 17.), a w drugiej kolejności uszkodzeniu ulegają korbowody, tłoki i wał korbowy. W sprężarkach dwuśrubowych ciekły czynnik nie daje się sprężyć i powoduje oddalanie się śrub od siebie. Uszkodzenia mechaniczne są prawie identyczne jak od nadwyżek oleju, jednak dodatkowo są widoczne wyraźne ślady braku smarowania i zatarcia na elementach poddanych znacznym obciążeniom. Wprawdzie nie każde zalanie powoduje zniszczenie sprężarki, ale po każdym zalaniu zostaje ślad na elementach sprężarki, wpływający na jej dalszą żywotność. Nie zawsze są to ślady wyraźne i łatwo dostrzegalne, najczęściej są to mikroskopijne uszkodzenia, których dopiero odpowiednia ilość będzie widoczna dla mechanika.

Rys. 17. Płytki zaworowe ssawne zniszczone przez ciekły czynnik

Rys. 18. Sprężarka z wyraźnymi śladami na korpusie ciągłego zalewania ciekłym czynnikiem

Po czym poznać, że sprężarka jest zalewana ciekłym czynnikiem? Po stanie obudowy sprężarki, poczynając od strony ssawnej (rys. 18.). W trakcie pracy, jeżeli sprężarka jest zalewana ciekłym czynnikiem, komora silnika najpierw się rosi, a następnie zamarza. W sprężarkach pracujących na bardzo niskim odparowaniu jest to czasem trudne do właściwego odczytania, ponieważ sprężarki te są czasem zamrożone po stronie ssawnej mimo tego, że nie są zalewane ciekłym czynnikiem. Wynika to z niskiej temperatury zasysanego gazu, a nie ze względu na ciekły czynnik i jego odparowywanie w sprężarce. Niezależnie jednak od parametrów pracy, zalodzona sprężarka jest dla nas sygnałem, że coś jest nie tak. W niektórych przypadkach byłem świadkiem, gdzie sprężarka nie musiała być załączona, by mieć całkowitą pewność, że sprężarka jest intensywnie i ciągle zalewana. Wystarczyło spojrzeć na samą sprężarkę, na bardzo mocno zardzewiałą obudowę silnika, by nie tylko wiedzieć, że sprężarka jest zalewana, ale też dokładnie określić, do którego miejsca. Zardzewiała sprężarka jest już sygnałem alarmowym, że jeżeli jeszcze ona pracuje, to jej dni są policzone. A po wymianie lub naprawie takiej sprężarki, bez wyregulowania instalacji i usunięcia źródła zalewania ciekłym czynnikiem, kolejna awaria to tylko kwestia czasu. I nie jest prawdą, że każda sprężarka musi być zardzewiała. Przykładem jest zeszłoroczne zdjęcie sprężarki wyprodukowanej we wrześniu 1985, pracującej w łuskarce do lodu. Jak widać, nie ma śladu zalewania jej ciekłym czynnikiem mimo tego, że ma ona już ponad 25 lat nieprzerwanej pracy (rys. 19.).

Układ fabrycznie został idealnie zaprojektowany, perfekcyjnie wyregulowany i prawidłowo eksploatowany. Niestety, jest to już zdjęcie archiwalne, bo w niedługim czasie nastąpiła zmiana firmy serwisowej. Obecny serwis chłodniczy dokonał pewnych napraw i korekt w pracy instalacji, co widać na kolejnym zdjęciu tej sprężarki (rys. 20.). Widać na nim nie tylko zalodzony korpus silnika, ale nawet biały szron na głowicy sprężarki. Rozumiem sytuacje, gdy serwisant nie potrafi  poradzić sobie z problemem, który powstał. Nie zawsze nasze doświadczenie i wiedza pozwalają na usunięcie wszystkich problemów i usterek, nie zawsze potrafi my poradzić sobie z wyregulowaniem układu pracującego nieprawidłowo. Ale w takich przypadkach należy albo nie podejmować się takich zadań, albo też poprosić kogoś o pomoc. Ale najgorzej jest, gdy ktoś nie tylko nie ma wiedzy i doświadczenia, a zaczyna regulować układ, który przed jego ingerencją pracował idealnie. Ponieważ klientami serwisów chłodniczych najczęściej są ludzie, którzy nie tylko o chłodnictwie, ale i ogólnie o mechanice mają niewielkie pojęcie, nie wiedzą nawet, że właśnie los ich urządzeń i kieszeni został zapisany grubymi literami. Tłumaczenie, że urządzenia były już stare, że to poprzedni serwis źle serwisował lub po prostu wypadek losowy są najczęściej przyjmowane za dobrą monetę. Prawidłowo eksploatowane i serwisowane sprężarki potrafią pracować nie tylko kilkanaście, ale nawet kilkadziesiąt lat. Trzeba jednak pamiętać, że zaniedbania serwisowe w pierwszych latach pracy układu odbiją się w przyszłości, a nie teraźniejszości. Coraz rzadziej są przeprowadzane okresowe przeglądy instalacji i sprężarek, wraz z okresową wymianą oleju i filtrów, i to nie tylko ze względu na serwis, ale też ze względu na oszczędności po stronie użytkownika. Wymiana oleju w sprężarce to coraz większa rzadkość, a przecież przy samochodzie nikt się nawet nie zastanawia, czy czasem na tym nie zaoszczędzić. Oszczędności na serwisie zawsze wyjdą, ale rzadko kiedy natychmiast. Te błędy i zaniedbania potrzebują lat, by się ukazały, a wtedy czasem nawet trudno sobie skojarzyć zaniedbania sprzed lat z aktualną awarią. Niestety, dobry i sumienny serwis jest często zastępowany tańszym serwisem, który stara się utrzymać urządzenia w ruchu przez czas sprawowania serwisu po najtańszych kosztach, nie myśląc o przyszłości, bo przecież on nawet nie wie, czy to on będzie serwisował, a jeżeli nawet, to jak się zepsuje, to przecież on na tym zarobi.

Rys. 19. Sprężarka w trakcie pracy w układzie łuskarki do lodu
po ponad 25 latach eksploatacji

Sprężarka zalewana czynnikiem jest skazana na przedwczesne uszkodzenie. Więc może tak wyregulować instalację, by nie było mowy o czynniku chłodniczym na ssaniu? Dobierzemy chłodnice gwarantujące pełne odparowanie, zawory rozprężne mocno zdławimy tak, by już w połowie chłodnicy dochodziło do całkowitego odparowania czynnika. Czy jest to dobre rozwiązanie? Pomijając kwestię przegrzania na chłodnicy i wilgotności w komorze, co będzie omówione w artykule o kontroli pracy chłodnic powietrza, jest to szkodliwe dla samych sprężarek. Dlaczego? Bo silnik sprężarki chłodniczej jest chłodzony, poza kilkoma wyjątkami, czynnikiem zasysanym przez sprężarkę. Jeżeli czynnik będzie przegrzany i nie będzie mógł schłodzić silnika sprężarki, dojdzie do przegrzania silnika i jego uszkodzenia. Ponieważ jest to jednak uszkodzenie elektryczne, więcej na ten temat powiem przy omawianiu uszkodzeń elektrycznych, teraz jedynie sygnalizuję, że nie tylko ciekły czynnik, ale też wręcz odwrotnie, przegrzany czynnik, jest zagrożeniem dla prawidłowej i bezawaryjnej pracy sprężarki.

Rys. 21. Uzwojenie silnika uszkodzone metalowymi opiłkami

Rys. 20. Ta sama sprężarka dwa miesiące później po
zmianie fi rmy serwisującej układ chłodniczy

Bardzo ważnym czynnikiem zarówno w trakcie montowania instalacji chłodniczej, jak i później podczas jej serwisowania jest czystość. Małe instalacje chłodnicze, zabudowane w kompaktowych urządzeniach, są wykonywane w halach produkcyjnych i warunkach warsztatowych. W pomieszczeniach utrzymywana jest duża czystość zarówno pomieszczenia, jak i powietrza. Sam montaż też jest przeprowadzany z zachowaniem pełnej sterylności i z użyciem odpowiednich narzędzi. W przypadku prac na budowie przy montażu instalacji chłodniczych, często bardzo trudno jest zachować czystość i sterylność. Wszechobecny pył po pracach budowlanych, wilgoć, warunki atmosferyczne i zawiesiny w powietrzu nie pozwalają na zbliżenie się nawet do warunków pozwalających na prawidłowe przeprowadzenie prac montażowych. Ale zachowanie odpowiedniej czystości przy montażu czy pracach serwisowych to nie tylko otoczenie, ale też narzędzia. Wielokrotnie spotkałem się z sytuacjami, gdy w trakcie prac okazywało się, że brakuje odpowiedniego narzędzia. Warsztat daleko, dojazd i powrót liczony w godzinach, a czas goni. Zostało kilka rur do obcięcia, a tu obcinarka się stępiła. Nowego obcinaka nie mamy przy sobie, ale mamy za to piłę do metalu. Te kilka rurek przytniemy w 15 minut, a zanim przywieziemy nową obcinarkę, minie co najmniej godzina lub dwie. I nie zdążymy już dzisiaj skończyć tej instalacji, a tak do wieczora się uwiniemy. Inny przypadek z życia wzięty. Wymiana oleju w sprężarce, wszystko zrobione, olej wymieniony, filtr oleju wyczyszczony, wkład w obudowie filtra cieczowego wymieniony na nowy. Wieczór już, klient niecierpliwie czeka na koniec, bo towar w chłodni ma, a tu urządzenia już czwartą godzinę stoją. No i pojawia się problem, pompa próżniowa robi zwarcie. Do warsztatu 50 kilometrów, w tym połowa przez centrum dużego miasta, godziny szczytu do tego, czas przejazdu co najmniej 3 godziny. A przecież mamy jeszcze jeden serwis dziś do zrobienia. Co zrobić? Otwarty zawór ssący każdej ze sprężarek, upuszczenie czynnika przez zawór tłoczny, to samo na filtrze, z tym, że upuszczenie przez zawór serwisowy na obudowie. W sumie nawet szybciej zrobione niż za pomocą pompy próżniowej. Klient zadowolony, bo zrobiliśmy szybciej niż obiecaliśmy, komplementy, jaka to porządna firma, a my jeszcze na drugi serwis bez problemów zdążyliśmy.

Rys. 21. Uzwojenie silnika uszkodzone metalowymi opiłkami

Efekt tych dwóch przypadków? Rysunek 21. pokazuje pierwszy efekt, rysunek 22. efekty drugiego serwisu. W pierwszym przypadku opiłki z rury przebiły sitko ssawne papierowe, uszkodziły sitko metalowe na sprężarce i wbiły się w uzwojenie silnika, powodując jego uszkodzenie. W drugim przypadku powietrze, które pozostało w sprężarce, spowodowało przegrzanie się sprężarki. O powietrzu i wilgoci w układzie powiem za chwilę, teraz skupmy się na zanieczyszczeniach mechanicznych. (...)

Powietrze i wilgoć w instalacji (...)

Nieszczelności wewnętrzne (..)

Hałaśliwa lub nierównomierna praca sprężarki (...)

Koniec. Cz. 3. 

Bartosz NOWACKI