Reklama
Reklama
 
 
 
Reklama
Eksploatacja i naprawa urządzeń chłodniczych handlowych Cz. 3. Rozpoznanie przyczyn awarii i uszkodzeń sprężarek c.d.
Ocena użytkowników: / 6
SłabyŚwietny 
Data dodania: 21.08.2014

Większość awarii sprężarek jest spowodowana wadliwą pracą systemu chłodniczego, w którym sprężarka jest zamontowana. Zadaniem obsługi i serwisu jest usunięcie wszystkich usterek, celem zabezpieczenia sprężarki przed awarią.

Artykuł jest kontynuacją tematyki podjętej w wydaniu poprzednim (ChiK 9/2013 str. 46) i zostaną w nim omówione kolejne przyczyny awarii i uszkodzeń sprężarek w urządzeniach i instalacjach chłodniczych.

 

Jak rozpoznać zassanie ciekłego czynnika przez sprężarkę (liquid slugging)?

Chcąc być dokładnym z terminologią, zassanie ciekłego czynnika przez sprężarkę polega na tym, że ciekły czynnik przepływa do cylindra sprężarki przez zawór ssący i opuszcza cylinder poprzez zawór tłoczny. W terminologii amerykańskiej jest to nazwane „liquid slugging”. Jeżeli stoimy bezpośrednio przy sprężarce, słyszymy metaliczny dźwięk, wydobywający się ze sprężarki przy jednoczesnej znaczącej jej wibracji. Możemy być wtedy pewni, że sprężarka zasysa ciekły czynnik.

Zassanie przez sprężarkę ciekłego czynnika zaczyna się w momencie rozpoczęcia jej pracy, kiedy to ciekły czynnik znajduje się w dużych ilościach w karterze sprężarki, w wyniku jego migracji, i w przewodzie ssącym, w wyniku niskiej temperatury wokół sprężarki. Zależnie od lokalizacji parownika i jego warunków pracy, ciekły czynnik może być również zassany z parownika. W czasie rozpoczęcia pracy sprężarki (włączenie jej do ruchu) ciekły czynnik chłodniczy napływa do sprężarki z bardzo dużą prędkością. Pamiętając o tym, co omówiliśmy wcześniej, jak i o tym, że ciekły czynnik (każda ciecz) jest nieściśliwy, możemy sobie wyobrazić szkody, jakie powoduje zassanie przez sprężarkę ciekłego czynnika. Jeżeli przed rozruchem sprężarki znaczna objętość ciekłego czynnika chłodniczego znajduje się w jej karterze, to w czasie startu sprężarki ciekły czynnik przepływa do cylindra sprężarki wraz z olejem, zdecydowanie pogarszając proces sprężania i smarowania sprężarki.

 

Jakie są mechaniczne objawy zassania ciekłego czynnika chłodniczego przez sprężarkę?

Zassanie ciekłego czynnika chłodniczego przez sprężarkę może spowodować zniszczenie wszystkich elementów mechanicznych sprężarki biorących udział w procesie sprężania czynnika chłodniczego:

  • zniszczony zawór tłoczny,
  • zniszczony zawór ssący,
  • zniszczony korbowód (w większości przypadków dochodzi do jego złamania),
  • zniszczony (pęknięty) wał korbowy,
  • jeżeli wał korbowy nie został pęknięty – głębokie rysy w łożyskach wału korbowego,
  • wydmuchane uszczelki pomiędzy obudową sprężarki i płytą zaworową,
  • zniszczone łożyska sprężarki.

 

Jak zapobiec zassaniu ciekłego czynnika chłodniczego przez sprężarkę?

Aby zapobiec w przyszłości zassaniu ciekłego czynnika chłodniczego przez sprężarkę, po jej wymianie powinniśmy sprawdzić i, jeżeli to konieczne, skorygować następujące elementy układu chłodniczego:

  • sprawdzić przegrzanie par opuszczających parownik,
  • sprawdzić dochłodzenie ciekłego czynnika chłodniczego,
  • skorygować nienormalnie niskie obciążenie cieplne parownika,
  • jeżeli to konieczne i możliwe, przemieścić sprężarkę do pomieszczenia o wyższej temperaturze,
  • jeżeli po analizie układu chłodniczego okaże się, że nie można przemieścić sprężarki do cieplejszego pomieszczenia,  powinniśmy koniecznie zainstalować system automatycznego spompowania układu (rys. 2.),
  • zainstalować na ssaniu akumulator.

 

2014-07-61-1

Rys. 2. Schemat systemu spompowania układu (pump down)

 

Jak dobrać akumulator?

Podstawową zasadą przy doborze akumulatora jest takie dobranie jego objętości wewnętrznej, aby był on w stanie pomieścić cały ciekły czynnik chłodniczy znajdujący się w układzie chłodniczym. Dobierając akumulator, pamiętajmy o poniższych zaleceniach:

Najważniejszą rzeczą jest dobranie akumulatora o objętości zapewniającej zgromadzanie całej ilości ciekłego czynnika chłodniczego krążącego w układzie chłodniczym.

Pamiętajmy, aby nie dobierać akumulatora, bazując na średnicy rurek ssących sprężarki.

Dobrany akumulator nie powinien powodować dodatkowych spadków ciśnienia, które to zmieniają parametry pracy układu chłodniczego.

Jeżeli mamy jakiekolwiek wątpliwości, powinniśmy skontaktować się bezpośrednio z producentem akumulatora.

 

Jak zainstalować akumulator?

Akumulator jest instalowany na ssaniu sprężarki pomiędzy parownikiem a sprężarką. Celem akumulatora jest zabezpieczenie sprężarki przed zalaniem ciekłym czynnikiem chłodniczym. Akumulator powinien być zainstalowany jak najbliżej sprężarki (rys. 6.). Zadaniem akumulatora jest zatrzymanie w swojej objętości ciekłego czynnika tak długo, dopóki w sposób naturalny nie odparuje. Niektóre akumulatory producent wyposaża w specjalne grzałki o małej mocy, aby przyśpieszyć proces parowania czynnika chłodniczego. Jeżeli w akumulatorze znajduje się ciekły czynnik i jego pary, to zgodnie z prawami termodynamiki są one parami nasyconymi o większej gęstości od par przegrzanych, które normalnie zasysa sprężarka. W takim przypadku możemy oczekiwać zwiększonego poboru prądu przez sprężarkę. Oczywiście obniża to sprawność układu chłodniczego. Niemniej, nasza sprężarka jest zabezpieczona przed zalaniem ciekłym czynnikiem i zniszczeniem. Skoro w akumulatorze może gromadzić się ciekły czynnik chłodniczy, będzie on odparowywał, a temperatura ścianek akumulatora obniży się poniżej punktu rosy, a często poniżej temperatury zamarzania wilgoci. Zalecałbym przy każdym instalowaniu akumulatora zaizolować go cieplnie.

 

Co jest powodem utraty oleju przez sprężarkę chłodniczą?

Ubytki oleju w sprężarkach chłodniczych są jednym z głównych przyczyn ich awarii. Wezwani do nie w pełni sprawnego urządzenia chłodniczego, bardzo często spotykamy się z objawem, że presostat oleju wyłącza sprężarkę po bardzo krótkim okresie pracy. Dzieje się tak najczęściej po zakończonym procesie odszraniania parownika. Szczególnie często się to zdarza, jeżeli sprężarka zasila kilka parowników pracujących w różnej temperaturze odparowania. Jeżeli mamy do czynienia z wyżej opisanym przypadkiem, możemy być prawie w 100% pewni, że w jednym z parowników i przewodów ssących nastąpiło skroplenie się par czynnika chłodniczego. Jeżeli następuje włączenie instalacji chłodniczej po procesie odszraniania, zassany czynnik chłodniczy w przeważającej ilości jest cieczą. Ciekły czynnik przedostaje się do karteru sprężarki, rozpuszcza olej i powoduje przepompowanie go do obiegu chłodniczego, co powoduje spadek ciśnienia w karterze sprężarki, w wyniku czego presostat oleju wyłącza sprężarkę. Pamiętajmy, że jeden czy kilka wyłączeń sprężarki przez presostat oleju nie prowadzi do zniszczenia sprężarki. Zniszczenie sprężarki powoduje wielokrotnie powtarzające się wyłączanie i włączanie sprężarki przez presostat oleju.

 

Dlaczego częste wyłączanie sprężarki przez presostat oleju powoduje jej awarię?

Dzieje się tak dlatego, gdyż sprężarka pracuje bez smarowania przez kilkanaście cykli wyłącz/włącz wymuszanych przez presostat oleju. Z reguły, w przypadku spadku ciśnienia oleju w karterze sprężarki, presostat wyłącza sprężarkę po około 2 minutach jej pracy. Pierwszych kilka wyłączeń nie spowoduje zniszczenia sprężarki. Jednakże, gdy te cykle powtarzają się wielokrotnie, sprężarka zostaje pozbawiona oleju i ulega zniszczeniu.

 

Co ulegnie zniszczeniu w sprężarce w przypadku utraty oleju?

Przyczyny zniszczenia sprężarki są oczywiste i wynikają z braku smarowania trących jej elementów. Jeżeli nie następuje wystarczająco szybki powrót oleju do sprężarki po jego wypompowaniu z karteru, zauważymy po otwarciu sprężarki bardzo równomierne zużycie łożysk, objawiające się bardzo gładką ich powierzchnią.

 

Czy inne elementy sprężarki ulegną zniszczeniu?

Zużyte łożyska, to pierwszy objaw pracy sprężarki przez krótki okres bez smarowania. W przypadku dłuższej pracy sprężarki bez smarowania zauważymy następujące zmiany:

  • zużycie wszystkich łożysk sprężarki,
  • łożyska sprężarki będą bez oleju (suche),
  • łożyska główne sprężarki na wale korbowym będą wypolerowane,
  • zniszczony korbowód na skutek zatarcia sprężarki,
  • karter sprężarki będzie zawierał śladowe ilości oleju,
  • na dnie karteru zauważymy drobne elementy metalowe powstałe w wyniku suchej pracy ruchomych elementów sprężarki.

 

Jak zabezpieczyć sprężarkę przed ubytkami oleju?

(...)

 

Jak dobrać odolejacz?

(...)

 

Jak zainstalować oddzielacz oleju?

(...)

 

Jakie są generalne zasady zabezpieczenia sprężarek?

(...)

 

Ile czynnika chłodniczego powinno być w systemie?

(...)

 

2014-07-63-1

Rys. 6. Przykład agregatu skraplającego firmy Copleland

 

Jakie są przyczyny nieefektywnej pracy sprężarki?

Nie zawsze powodem nie dotrzymania zaprojektowanych parametrów pracy przez układ chłodniczy jest sama sprężarka. Głównymi przyczynami nieefektywnej pracy sprężarki chłodniczej są:

  • wysokie ciśnienia tłoczenia czynnika chłodniczego przez sprężarkę,
  • obniżone natężenie przepływu czynnika chłodniczego przez skraplacz,
  • obniżone masowe natężenie przepływu czynnika chłodniczego przez parownik,
  • wysokie ciśnienie ssania sprężarki,
  • niskie ciśnienie tłoczenia sprężarki,
  • wysokie przegrzanie par czynnika chłodniczego,
  • niski pobór mocy i prądu przez sprężarkę,
  • niskie dochłodzenie ciekłego czynnika chłodniczego,
  • przeładowanie układu chłodniczego czynnikiem chłodniczym,
  • zapowietrzenie układu chłodniczego.

 

W przypadku zaobserwowania jednego lub kilku z wyżej wymienionych elementów, starajmy się je usunąć, a sprężarka i układ chłodniczy wrócą do zaprojektowanych parametrów pracy.

 

Uwagi końcowe

Jak na wstępie wspomniałem, sprężarka jest najważniejszym elementem układu chłodniczego. Od jej prawidłowych parametrów pracy zależą parametry pracy układu chłodniczego. Utrzymując sprężarkę w pełnej sprawności, zapewniamy układowi zaprojektowane parametry pracy układu chłodniczego. Pamiętajmy jednak, że powodem awarii sprężarki są parametry jej pracy i współpracujących z nią elementów układu chłodniczego.

 

Andrzej WESOŁOWSKI
były pracownik Carrier, York i Embraco, USA

 

Więcej na ten temat przeczytają Państwo w Chłodnictwie i Klimatyzacji nr 07/2014

 

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

  • Pompy ciepła 2018

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2018

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.