Загрязнение со стороны хладагента

Источники загрязнения

Б. Масло. Масло переносится хладагентом в различные части холодильной установки либо в растворенном виде, либо в виде эмульсии. Хотя его количество в хладагенте можно понизить, полностью предотвратить загрязнение невозможно. Влияние загрязнения маслом зависит от его растворимости в хладагенте. Помимо того, что масло является загрязнителем, оно влияет на коэффициент теплопередачи в конденсаторах и испарителях и в силу других эффектов. См. главы, посвященные испарению и конденсации.

B. Растворимое масло. Масло растворяется в хладагенте и поэтому не образует масляной пленки на поверхности. Это не относится к испарителям непосредственного расширения, где хладагент полностью испаряется и масло присутствует в паре в виде капель. Они оседают на стенках, образуя изолирующую пленку. По счастью, коэффициент теплоотдачи в этой части испарителя мал и влияние масляной пленки невелико. Главная задача при этом — поддерживать достаточно высокую скорость пара, чтобы капли масла не скапливались в испарителе и не снижали эффективность теплопередачи.

Г. Нерастворимое масло. Масло не растворяется в аммиаке (при любых температурах) и R22 (если t < 0 °С). Оно по разному влияет на работу конденсаторов и испарителей.

Конденсатор. Поскольку R22 растворяет масло при обычных температурах конденсации, здесь никаких проблем не возникает. В аммиачных системах нерастворимое масло сказывается на работе конденсатора меньше, чем на работе испарителя. Температура здесь выше, поэтому вязкость масла меньше, а сила тяжести и усилие сдвига под действием потока аммиака направлены в одну сторону. Следовательно, в конденсаторе нет опасности накопления масла.

Испаритель. Масло, диспергированное в хладагенте, образует пленку на нагревающей поверхности и в смоченной, и в сухой части аппарата. Если скорость пара достаточно велика, капли масла, в конечном счете, уносятся потоком.

Особенно опасны в этом отношении новые синтетические масла. Зачастую они являются полярными соединениями, в которых неорганические вещества — образующиеся при пайке окислы, мельчайшие частицы металла из компрессора и т.д,— растворяются лучше, чем в минеральных маслах. Кроме того, некоторые масла — на основе простых эфиров в большей степени, чем полиэфирные, гидролизуются в присутствии воды с образованием загрязняющих и коррозионных продуктов. Для хладагентов, не растворяющих масло, эта проблема стоит острее. Если хладагент растворяет масло, он смывает и его, и, как правило, продукты разложения.

Е. Износ. Твердые частицы, образующиеся при износе компрессора, могут попадать в теплообменники. В испарителях их влияние не является целиком отрицательным, так как они становятся центрами парообразования и увеличивают коэффициент пузырькового кипения.

Ж. осушители. Силикагель это наиболее широко употребляющийся осушитель хладагента. Он поставляется в виде кристаллов, упакованных в патрон фильтра. Если упаковка недостаточно плотная, а фильтр установлен неправильно, то кристаллы силикагеля будут двигаться и истираться, образуя мелкие частицы, выходящие из фильтра.

З. Вода. Теоретически, концентрация воды в хладагенте не должна превышать миллионных долей. На практике это может быть не так. Поршневые компрессоры очень чувствительны к присутствию даже малого количества воды в хладагенте. Винтовые и турбокомпрессоры могут работать при большом содержании воды.

Вода, масло и продукты разложения могут образовать отложения на поверхностях теплообмена, особенно в испарителях, как наиболее холодных компонентах системы. Они также могут вызывать вспенивание хладагента, что ухудшает теплообмен. Вода может попадать в систему с гигроскопичным синтетическим маслом, поглощающим влагу из воздуха.

Отключения компрессора по высокому давлению

• Падение производительности конденсатора вследствие его блокирования конденсатом, вызванного недостаточной производительностью испарителя или регулирующего вентиля либо стеснением потока в линии конденсата.
• Падение производительности конденсатора вследствие загрязнения, слишком теплой охлаждающей воды или недостаточного ее расхода.
• Наиболее коварная причина повышения давления — присутствие неконденсирующихся газов.

Неустойчивость

• Проверьте разность температур. Если температура воды в какой-либо точке слишком близка к температуре хладагента, небольшое изменение расхода воды вызовет большое изменение разности температур, что может привести к самовозбуждающимся колебаниям.
• Тщательно выбирайте место установки регулятора давления, см. рис. 10А и 11. Большое расстояние между клапаном и конденсатором означает, что конденсат должен заполнить трубопровод, прежде чем повысится его уровень в конденсаторе, т.е. время подъема уровня конденсата увеличивается, а время слива остается коротким.
• Проверьте механическое функционирование различных клапанов. Клапаны некоторых типов, особенно регулирующие вентили, имеют очень малые проходные сечения. Обломки, например, металлические частицы, образующиеся при изнашивании оборудования, легко застревают в них, стесняя поток и повреждая клапан.

Недостаточная производительность

• Проверьте все значения расходов, температур, перепадов давления и т.д. Не указывают ли перепады давлений на нарушения в работе? Проверьте, нет ли стеснения потока воды, затопления конденсатора из ЖР, необычных шумов и т.д.
• Переставьте термометры местами. Неточные термометры могут не зафиксировать незначительную разность температур.
• Проверьте, нет ли перепадов температуры на наружной поверхности конденсатора. Большие различия могут свидетельствовать о газовых пробках или о стеснении потока воды или хладагента.
• Установлен ли фильтр на входе воды? Если он частично забит, это может вызвать неравномерное распределение воды и снизить производительность.
• Перепроверьте коэффициент теплопередачи, используя различные комбинации температур и потоков.
• Проверьте охлаждающую жидкость, если это не чистая вода. Если это раствор гликоля или другого вещества, проверьте его концентрацию и (или) вязкость. Слишком высокая концентрация ухудшает теплопередачу.
• Проверьте, нет ли в конденсаторе накипи со стороны жидкости и масла со стороны хладагента.
• В чем проявляется недостаточная производительность? Если конденсатор используется для утилизации теплоты и выходная температура воды слишком низка, причина может быть в смыкании температурных кривых.
• Согласованы ли испаритель и компрессор? Если да, то производительность конденсатора должна им соответствовать. В противном случае где-то имеется неисправность.
• Проверьте компрессор. Обеспечивает ли он требуемую подачу хладагента при номинальном давлении? В аппарате не может конденсироваться больше хладагента, чем в него подается. Возможно, компрессор изношен, имеет внутренние утечки? Соответствуют ли производительности компрессора частота вращения и потребление электроэнергии?
• Устойчива ли система? Неустойчивость может снижать производительность.
• Малая производительность в сочетании с сильным переохлаждением конденсата говорят о слишком высоком уровне конденсата, который блокирует поверхность теплообмена. Это может происходить вследствие избытка хладагента в системе или вследствие недостаточной длины линии конденсата в системе с параллельными конденсаторами, что вызывает затопление одного из аппаратов.

Если регулирование уровня конденсата применяется в системе с несколькими конденсаторами, следует помнить, что во время холодного сезона требуется большее количество хладагента, поскольку часть его используется для блокирования поверхности теплообмена. Во время теплого сезона лишний хладагент сбрасывается в жидкостный ресивер. Если объем последнего недостаточен, в каком-либо конденсаторе будет блокирована поверхность теплообмена.

• Если в регуляторе давления в жидкостном ресивере имеется утечка, пар хладагента попадает в ресивер в обвод конденсатора, и может создаться впечатление, что в конденсаторе конденсируется не весь хладагент.
• Проверьте линию УД. Если она открыта и если ЖР проходного типа, конденсат может блокировать каналы.
• Наоборот, если ЖР буферного типа, и он подвергается нагреву (теплый компрессорный зал, охладитель масла и т.д.), а линия УД отсутствует, конденсат может подниматься в конденсатор, затапливать каналы и препятствовать отводу неконденсирующихся газов.