Häufige Probleme und Lösungen von flüssigen Kältemitteln in Kälteanlagen
1. Migration des flüssigen Kältemittels
Kältemittelmigration bezieht sich auf die Ansammlung von flüssigem Kältemittel im Kurbelgehäuse des Kompressors, wenn der Kompressor abgeschaltet ist. Solange die Temperatur im Kompressor kühler ist als die Temperatur im Verdampfer, treibt der Druckunterschied zwischen Kompressor und Verdampfer das Kältemittel an einen kühleren Ort. Dieses Phänomen tritt am ehesten in kalten Wintern auf. Bei Klimaanlagen und Wärmepumpen kann es jedoch selbst bei hohen Temperaturen zu einer Migration kommen, wenn die Kondensationseinheit weit vom Kompressor entfernt ist.
Wenn das System nach dem Abschalten nicht innerhalb weniger Stunden eingeschaltet wird, kann das Migrationsphänomen aufgrund der Anziehung des Kältemittels im Kurbelgehäuse zum Kältemittel auftreten, selbst wenn kein Druckunterschied besteht.
Wenn das überschüssige flüssige Kältemittel in das Kurbelgehäuse des Kompressors wandert, tritt beim Start des Kompressors ein schweres Liquid-Slam-Phänomen auf, das zu verschiedenen Kompressorausfällen führt, wie z spült das Öl aus den Lagern).
2. Überlaufen von flüssigem Kältemittel
Wenn das Expansionsventil ausfällt oder der Verdampferlüfter ausfällt oder durch den Luftfilter blockiert wird, läuft das flüssige Kältemittel in den Verdampfer über und tritt in Form von Flüssigkeit und nicht in Form von Dampf durch das Ansaugrohr in den Kompressor ein. Wenn das Gerät läuft, verschleißen die beweglichen Teile des Kompressors aufgrund des Flüssigkeitsüberlaufs, der das Kältemaschinenöl verdünnt, und der Öldruck nimmt ab, wodurch die Öldrucksicherheitsvorrichtung aktiviert wird, wodurch das Kurbelgehäuse Öl verliert. Wenn die Maschine in diesem Fall abgeschaltet wird, tritt das Phänomen der Kältemittelmigration schnell auf, was beim Neustart zu einem Flüssigkeitsschlag führt.
3. Flüssigkeitsstreik
Wenn der Flüssigkeitsschlag auftritt, ist das metallene Schlaggeräusch aus dem Inneren des Kompressors zu hören und kann von heftigen Vibrationen des Kompressors begleitet werden. Liquid Slam kann zu Ventilbrüchen, Schäden an der Kompressorkopfdichtung, Pleuelstangenbrüchen, Kurbelwellenbrüchen und Schäden an anderen Arten von Kompressoren führen. Flüssigkeitsschlag tritt auf, wenn das flüssige Kältemittel in das Kurbelgehäuse wandert und neu startet. Bei manchen Geräten sammelt sich aufgrund der Rohrleitungsstruktur oder der Position der Komponenten flüssiges Kältemittel in der Saugleitung oder im Verdampfer während des Abschaltens des Geräts und tritt als reine Flüssigkeit und mit einer besonders hohen Geschwindigkeit während des Starts in den Kompressor ein. . Die Geschwindigkeit und Trägheit des Liquid Slam reicht aus, um jeden eingebauten Kompressorschutz gegen Liquid Slam zu umgehen.
4. Aktion der hydraulischen Sicherheitssteuerung
In einer Reihe von Niedertemperatureinheiten wird nach der Abtauperiode die Öldruck-Sicherheitssteuervorrichtung häufig aufgrund des Überlaufens von flüssigem Kältemittel zum Ansprechen gebracht. Viele Systeme sind so ausgelegt, dass Kältemittel während des Abtauens im Verdampfer und in der Saugleitung kondensieren und dann beim Start in das Kurbelgehäuse des Kompressors fließen, was zu einem Abfall des Öldrucks führt, wodurch die Öldruck-Sicherheitsvorrichtung aktiviert wird.
Gelegentlich haben ein oder zwei Aktionen des Öldruck-Sicherheitssteuergeräts keine ernsthaften Auswirkungen auf den Kompressor, aber viele Male ohne gute Schmierbedingungen wiederholt, führt dies zum Ausfall des Kompressors. Das Öldruck-Sicherheitskontrollgerät wird vom Betreiber oft als geringfügiger Fehler angesehen, warnt jedoch davor, dass der Kompressor länger als zwei Minuten ohne Schmierung läuft und rechtzeitig Abhilfemaßnahmen ergriffen werden müssen.
5. Empfohlene Heilmittel
Je größer die Kältemittelfüllung im Kühlsystem ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls. Die maximale und sichere Kältemittelfüllung kann nur bestimmt werden, wenn der Kompressor und andere Hauptkomponenten des Systems für Systemtests miteinander verbunden sind. Kompressorhersteller können die maximale Füllmenge an flüssigem Kältemittel bestimmen, die keine Schäden an den Arbeitsteilen des Kompressors verursacht, können jedoch nicht bestimmen, wie viel der gesamten Kühlsystemfüllung sich in den meisten Extremfällen tatsächlich im Kompressor befindet. Die maximale Füllmenge an flüssigem Kältemittel, der ein Kompressor standhalten kann, hängt von seiner Konstruktion, seinem Innenvolumen und der Kältemittelölfüllung ab. Wenn Flüssigkeitsmigration, Überlaufen oder Flüssigkeitsschlag auftritt, müssen die erforderlichen Abhilfemaßnahmen ergriffen werden. Die Art der Abhilfemaßnahme hängt von der Systemauslegung und der Art des Fehlers ab.
A. Reduzieren Sie die Kältemittelfüllung
Der beste Weg, den Kompressor vor einem durch flüssiges Kältemittel verursachten Ausfall zu schützen, besteht darin, die Kältemittelfüllung auf den zulässigen Bereich des Kompressors zu begrenzen. Wenn dies nicht möglich ist, sollte die Gebühr so weit wie möglich reduziert werden. Unter der Bedingung, dass die Durchflussmenge erfüllt ist, sollten für Kondensator, Verdampfer und Verbindungsleitungen möglichst kleine Rohrdurchmesser verwendet werden, und auch der Flüssigkeitsspeicher sollte so klein wie möglich gewählt werden. Nach der Minimierung des Füllvolumens ist ein ordnungsgemäßer Betrieb erforderlich, und die Wachsamkeit gegenüber Luftblasen im Schauglas, die durch einen zu dünnen Flüssigkeitsdurchmesser und einen zu niedrigen Kopfdruck verursacht werden, kann zu einer starken Überfüllung führen.
B. Abpumpzyklus
Die aggressivste und zuverlässigste Methode zur Steuerung von flüssigem Kältemittel ist der Abpumpzyklus. Insbesondere wenn die Systemladung groß ist, kann durch Schließen des Magnetventils der Flüssigkeitsleitung das Kältemittel in den Kondensator und den Akkumulator gepumpt werden, und der Kompressor wird unter der Kontrolle des Niederdruck-Sicherheitssteuergeräts betrieben, also das Kältemittel ist im kompressor. Es ist vom Kompressor getrennt, wenn es nicht in Betrieb ist, und verhindert, dass Kältemittel in das Kurbelgehäuse des Kompressors gelangt. Während des Abschaltens wird ein kontinuierlicher Abpumpzyklus empfohlen, um ein Lecken des Magnetventils zu verhindern. Wenn es sich um einen Pumpdown-Zyklus handelt oder um eine Steuermethode ohne Umwälzung bezeichnet wird, wird der Kompressor während eines langfristigen Abschaltens durch übermäßige Kältemittellecks beschädigt. Während ein kontinuierlicher Abpumpzyklus die beste Methode ist, um eine Migration zu verhindern, schützt er den Kompressor nicht vor den nachteiligen Auswirkungen einer Kältemittelflutung.
C. Kurbelgehäuseheizung
Kurbelgehäuseheizungen können die Migration in Situationen verzögern, in denen bestimmte Systeme, Betriebsbedingungen, Kosten oder Kundenpräferenzen Pump-Down-Zyklen unmöglich machen.
Die Funktion der Kurbelgehäuseheizung besteht darin, die Temperatur des Kältemittelöls im Kurbelgehäuse über der Temperatur des kältesten Teils des Systems zu halten. Allerdings muss die Heizleistung der Kurbelgehäuseheizung begrenzt werden, um ein Überhitzen und Verkohlen des gekühlten Öls zu verhindern. Wenn die Umgebungstemperatur nahe -18 Grad liegt oder wenn das Ansaugrohr freiliegt, wird die Wirkung der Kurbelgehäuseheizung teilweise aufgehoben, und es kann immer noch zu einer Migration kommen.
Kurbelgehäuseheizungen werden im Allgemeinen im Dauerbetrieb beheizt, da das Kältemittel, sobald es in das Kurbelgehäuse eintritt, im gekühlten Öl kondensiert und es bis zu mehreren Stunden dauert, bis es wieder in die Saugleitung zurückkehrt. Kurbelgehäuseheizungen sind sehr effektiv bei der Verhinderung von Migration, wenn die Situation nicht besonders schwerwiegend ist, aber Kurbelgehäuseheizungen können den Kompressor nicht vor Schäden durch Flüssigkeitsrücklauf schützen.
D. Gas-Flüssigkeitsabscheider der Saugleitung
Bei Systemen, die anfällig für Flüssigkeitsüberlauf sind, sollte ein Gas-Flüssigkeits-Abscheider an der Saugleitung installiert werden, um das überlaufende flüssige Kältemittel vorübergehend im System zu speichern und flüssiges Kältemittel mit einer Rate, die der Kompressor aushalten kann, zum Kompressor zurückzuführen.
Ein Kältemittelüberlauf tritt am wahrscheinlichsten auf, wenn die Wärmepumpe von Kühlen auf Heizen umgeschaltet wird. Im Allgemeinen sind Saugleitungs-Gas-Flüssigkeits-Trenner eine erforderliche Ausrüstung in allen Wärmepumpen.
Systeme, die eine Heißgasabtauung verwenden, sind außerdem anfällig für Flüssigkeitsüberlauf am Anfang und am Ende der Abtauung. Geräte mit niedriger Überhitzung, wie z. B. Flüssigkeitskühler und Niedertemperatur-Vitrinenkompressoren, laufen gelegentlich aufgrund einer unsachgemäßen Kältemittelsteuerung über. Bei Fahrzeuginstallationen kann es auch beim Wiederanfahren nach einer langen Zeit des Stillstands zu schweren Überschwemmungen kommen.
Beim zweistufigen Kompressor kehrt die Ansaugung direkt zum Zylinder der unteren Stufe zurück und strömt nicht durch den Motorraum. Ein Gas-Flüssigkeitsabscheider sollte verwendet werden, um das Kompressorventil vor Flüssigkeitsschlägen zu schützen.
Ob ein Gas-Flüssigkeits-Abscheider erforderlich ist und welche Größe ein Gas-Flüssigkeits-Abscheider erforderlich ist, hängt aufgrund der unterschiedlichen Gesamtfüllanforderungen verschiedener Kühlsysteme und unterschiedlicher Kühlmittelsteuerungsmethoden weitgehend von den Anforderungen des jeweiligen Systems ab. Ohne die Menge der Flüssigkeitsrückführung genau zu testen, besteht ein konservativer Konstruktionsansatz darin, den Gas-Flüssigkeits-Abscheider auf 50 Prozent der Gesamtsystemfüllung zu dimensionieren.
E. Ölabscheider
Ölabscheider können aufgrund des Systemdesigns keine Ölrückführungsfehler beheben, noch können sie Fehler bei der Steuerung von flüssigen Kältemitteln beheben. Ölabscheider helfen jedoch, die im System zirkulierende Ölmenge zu reduzieren, wenn Systemsteuerungsfehler nicht anderweitig behoben werden können, und können dem System über einen kritischen Zeitraum hinweg helfen, bis die Systemsteuerung wieder normal ist. Beispielsweise kann in Ultratiefkühlgeräten oder überfluteten Verdampfern die Ölrückführung durch das Abtauen beeinträchtigt werden. In diesem Fall kann ein Ölabscheider dazu beitragen, die Kältemittelölmenge im Kompressor während des Abtauens des Systems aufrechtzuerhalten.
