Нарушение нормальных условий смазки компрессора

Анализ компрессоров в холодильных установках обычно выявляет неисправность в виде неправильных условий смазки (см. рис. 1 и 2). Эта проблема может быть следствием множества причин. Большинство компрессоров, используемых в холодильных установках, нуждаются в масле, обеспечивающем следующие функции:

Смазка

Одной из основных функций масла в современных компрессорах является смазка различных движущихся частей. Если смазка недостаточна или неподходяща, то возможно повреждение подшипников скольжения.

Управление теплом

На масло также возложена задача отвода тепла от подшипников, поршней и других компонентов.

Уплотнение

Кроме того, масло герметизирует камеру сжатия и клапаны, предотвращая утечки в сальнике и уплотнительных полостях винтовых маслозаполненных компрессоров.

Масло и холодильное оборудование

Масло является важнейшей частью компрессорных установок, в первую очередь для смазки и уплотнения. По оценкам, 5–10% масла циркулирует в системах охлаждения. Во время работы компрессора нагнетаемый хладагент увлекает за собой небольшое количество масла. Этот унос происходит как в жидкой, так и в паровой фазе, причем в сопоставимых количествах.

В предыдущей статье обсуждалось, как высокая температура нагнетания может влиять на эффективность компрессора. Кроме того, повышение температуры нагнетания приводит к увеличению уноса масла из компрессора в паровой фазе.

Проблемы со смазочными материалами

Влага в системе с синтетическим смазочным материалом часто приводит к образованию кислоты. Кроме того, плохой возврат масла в компрессор может привести к таким проблемам, как загрязнение теплообменных поверхностей смазкой и различные сбои в работе компрессора из-за нехватки масла.

Проблемы, вызванные неисправностями

При отключении системы в картере может скапливаться жидкий хладагент, что приводит к недостаточной смазке движущихся частей компрессора при его повторном запуске. Кроме того, вязкость масла меняется в зависимости от температуры цикла охлаждения. Все это может привести к таким проблемам, как заторможенный возврат масла, снижение вязкости масла из-за смешивания с хладагентом и накопление жидкого хладагента в картере.

Возврат масла в компрессор

Две последние причины мы уже обсудили, поэтому остановимся на вопросе восстановления масла. Ответ прост: количество отбираемого масла должно соответствовать количеству возвращаемого в компрессор. Для этого необходимо:

— Если масло не смешивается с хладагентом, то необходимо использовать оборудование, способное извлекать масло из мест его скопления и затем возвращать его обратно в компрессор в ручном или автоматическом режиме.

Обеспечение соответствующего уклона и скорости движения хладагента

При совместном использовании хладагента и масла необходимо, чтобы уклон в трубах составлял 12 мм/м. Скорость горизонтальных труб должна составлять не менее 3,5 м/с, а вертикальных — 7,5 м/с. В случае большой протяженности вертикальной трубы необходимо использовать петли для подъема масла.

Независимо от того, какое масло используется, в схеме холодильного контура не должно быть масляных «ловушек» — мест, откуда масло не может быть удалено в процессе работы. Такие места могут появиться и в линии подачи жидкости. Ошибочная схема монтажа с параллельным расположением конденсаторов, при которой масло будет скапливаться в нижнем из них и не отводиться обратно в картер компрессора, что приведет к полному отсутствию масла в картере, заклиниванию компрессора, а также к другим пагубным для холодильной системы результатам. Такое случалось со мной несколько раз за время моей работы.

Отсутствие жидкого хладагента в картере компрессора

Для обеспечения долговечности компрессора необходимо следить за тем, чтобы в его картер не попадал жидкий хладагент и чтобы температура нагнетания не была слишком высокой. Соблюдение этих рекомендаций — залог предотвращения распространенной неисправности.

Перегрев компрессора: причины и способы предотвращения проблемы

Высокая степень сжатия может привести к увеличению нагрузки на двигатель компрессора и, как следствие, к повышению температуры нагнетания. Эта проблема часто связана с холодильным контуром, например, с загрязнением конденсатора или утечкой хладагента.

Причины высокой температуры разряда

1. Высокая температура всасываемого воздуха. Взаимосвязь здесь простая: чем выше температура всасываемого газа, тем выше температура в точке впрыска. Для полузакрытых и герметичных компрессоров с электродвигателями, охлаждаемыми парами хладагента, этот фактор может привести к нагреву двигателя.

2. Недостаточное внешнее охлаждение. Этот аспект наиболее характерен для компрессоров, работающих с низкими температурами кипения, когда необходимо дополнительное охлаждение. Чем ниже температура кипения (давление), тем выше температура нагнетаемого газа (больше степень сжатия), поэтому очень часто требуется дополнительное охлаждение, которое может быть обеспечено различными способами: установкой дополнительного вентилятора (для поршневых полугерметичных компрессоров), впрыском жидкого хладагента (для поршневых, винтовых, спиральных компрессоров), незначительным охлаждением (для винтовых маслозаполненных компрессоров).

Недостатки повышения температуры

При повышении температуры увеличивается не только температура нагнетания, но и температура масла. При повышении температуры вязкость масла уменьшается, что снижает его смазывающие свойства. При повышении температуры до +150°С вязкость масла падает, что приводит к повышенному износу поршневых колец и цилиндров поршневых компрессоров, а также подшипников скольжения. Механизм полностью выходит из строя при температуре +175°С, так как в этот момент образуются загрязняющие вещества, ускоряющие разрушение механизма.

Предотвращение повреждения компрессора

Различные типы масла и температуры могут привести к его «варке» или «коксованию». Кроме того, чрезмерный температурный разряд может привести к оплавлению клемм электродвигателей в герметичных и негерметичных компрессорах, а также к повреждению механизмов. Чтобы защитить свой компрессор, необходимо помнить о следующем:

Допустимый диапазон давлений

Давления всасывания и нагнетания должны поддерживаться в допустимых пределах. Если всасываемый газ слишком горячий, то его температура не должна превышать 15 К для систем с непосредственным испарением хладагента (DX). Следует также обратить внимание на температуру закачиваемого газа.

Реле защиты

Необходимо отрегулировать реле защиты по высокому и низкому давлению. В большинстве случаев реле высокого давления настраивается на отключение компрессора при достижении максимального давления нагнетания, а реле низкого давления — при достижении минимального давления всасывания, которое определяется допустимым рабочим диапазоном.

Дополнительная защита

Возможна ситуация, когда компрессор может быть переведен в режим, при котором ни одно из реле не отключит его, но температура нагнетания все равно будет слишком высокой. Для предотвращения этого целесообразно установить термостат для дополнительной защиты температуры нагнетания.

Перегрев влияет на выход из строя компрессора

Выход из строя компрессора из-за перегрева неотделим от плановых и эксплуатационных аспектов работы холодильного аппарата.

Жидкий хладагент в компрессоре: диагностика неисправностей

Неисправности, связанные с попаданием жидкого хладагента

При попадании жидкого хладагента в компрессор возникают две основные проблемы — нарушение приемлемых условий смазки (когда масла достаточно, но его вязкость недостаточна для нормального смазывания контактных поверхностей) и гидроудар. Мы не будем обсуждать случай, когда в компрессор закачивается значительное количество хладагента,— это всегда приводит к гидроударам и сразу же узнаваемо.

Постепенный процесс и отсроченные последствия

Наиболее интересным является случай, когда изменения происходят постепенно, а их последствия проявляются только на более поздней стадии. Так происходит, когда жидкий хладагент медленно поступает в компрессор. Компрессор и холодильный агрегат будут работать одновременно, и если хладагент смешается с маслом, то вязкость этой смеси резко снизится. Это, как мы уже отмечали, приведет к увеличению износа пар трения. В случае компрессоров с масляным уплотнением износ будет заметен на цилиндре и поршне, а в полугерметичных — на шатунных шейках коленчатого вала и шатунах.

Признаки неисправности полугерметичных компрессоров

Очень важно знать наиболее очевидные признаки неисправности полугерметичных компрессоров. Продукты износа могут попасть в зону расположения электродвигателя и привести к его разрушению. Для спиральных компрессоров при возникновении такой проблемы износ будет наблюдаться на втулке и подшипнике подвижной спирали.

Водяной молот в холодильных установках

При включении компрессора может возникнуть гидроудар. Это происходит, когда хладагент находится в паровой фазе в испарителе и конденсируется в компрессоре. Из-за разницы плотностей хладагент скапливается в нижней части картера, а масло — в верхней. При запуске компрессора давление в картере резко снижается, хладагент закипает и уносит с собой большое количество масла. Это нарушает смазку трущихся поверхностей, а поступление огромного количества жидкости в камеру сжатия приводит к гидроударам.

Гидравлический удар в компрессорах

Наиболее распространенным источником гидравлического удара для компрессоров открытого типа является поступление жидкого хладагента во время работы, а для полугерметичных компрессоров — конденсация хладагента в картере в нерабочем состоянии (так называемая «миграция» хладагента из испарителя).