Причины поломки компрессора в чиллере. Этапы замены компрессора

Анализ причин выхода из строя компрессоров в чиллерных системах

Компрессоры в чиллерах играют ключевую роль, обеспечивая циркуляцию хладагента по системе и поддерживая необходимый процесс охлаждения. Однако они подвержены различным неполадкам, приводящим к снижению эффективности работы или полному выходу из строя. Рассмотрим подробнее основные факторы, способствующие поломкам компрессоров, и возможные пути их предотвращения.

Электрические нарушения

• Скачки напряжения и перекос фаз: Нестабильность электропитания, включая скачки напряжения и значительный перекос фаз более чем на 25%, является одной из главных причин выхода из строя компрессоров в чиллерных системах. Данные условия могут привести к перегреву обмоток компрессора и межвитковому замыканию. Во избежание подобных проблем, эксперты рекомендуют установку реле напряжения (РНПП), которое не только недорогое, но и способно эффективно защитить оборудование от перегрузок, вызванных нестабильностью в электросети.

На фото компрессор чиллера

Исследования показывают, что примерно 30% всех поломок компрессоров в чиллерах могут быть связаны с электрическими нарушениями, подчеркивая необходимость комплексного подхода к обеспечению качества электропитания.

Управление маслом в компрессорных системах

• Необходимость долива масла: В системах с длинными фреоновыми трассами критически важно обеспечить, чтобы уровень масла в картере компрессора всегда оставался выше минимального. Это обеспечивает надлежащую смазку, предотвращая износ и перегрев компрессора. Долив масла следует производить с учетом его распределения по системе, чтобы во время работы чиллера масло равномерно распределялось по всей длине трассы и маслоподъемным петлям.

На фото долив масла в компрессор чиллера. Смотровой глазок

• Процедура долива масла: После начального периода работы чиллера, который может варьироваться от 30 до 180 минут в зависимости от мощности установки, необходимо оценить рабочий уровень масла и при необходимости долить его. Это можно сделать через всасывающую полость компрессора после предварительной откачки фреона, блокировки открытия соленоидного клапана и реле низкого давления. Затем, кратковременно включается компрессор вручную через пускатель. Для трехфазных промышленных компрессоров такая процедура безопасна и не несет рисков.

Долив масла может потребоваться осуществлять несколько раз, пока средний уровень масла не стабилизируется, что можно отслеживать через смотровое стекло или датчик уровня масла.

• Риски дефицита масла: Недостаток масла в компрессоре может привести к его заклиниванию, что зачастую является необратимой поломкой. Кроме того, из-за увеличения трения повышается ток, что может спровоцировать сгорание обмоток компрессора. Повторные попытки пуска компрессора контроллером по температуре могут вызвать отказ теплового реле и, как следствие, межвитковое замыкание.

Для мощных промышленных чиллеров рекомендуется установка маслоотделителя (масляного сепаратора), что позволяет минимизировать потери масла и обеспечивает его возврат в компрессор, тем самым поддерживая оптимальный уровень смазки.

На фото отделитель масла

Перегрев из-за недостатка хладагента

• Влияние дефицита фреона на температуру компрессора: Одной из причин перегрева герметичного компрессора является недостаток фреона в системе. Хладагент выполняет не только роль переносчика тепла, но и служит для охлаждения обмоток компрессора. При снижении его уровня в системе возрастает риск перегрева обмоток, что может привести к их повреждению и выходу из строя компрессора.

Для предотвращения таких ситуаций крайне важно точно рассчитать необходимое количество фреона, особенно учитывая длину фреоновой трассы, поскольку каждый дополнительный метр требует корректировки объема хладагента для оптимальной работы системы.

Перегрев из-за неисправности системы охлаждения

• Роль вентилятора в системе охлаждения компрессора: Вентиляторы играют ключевую роль в системе охлаждения полугерметичных поршневых компрессоров, обеспечивая конвективный теплообмен с окружающей средой. Они направляют поток воздуха непосредственно на крышки нагнетательной полости, способствуя эффективному отводу тепла и предотвращению перегрева компрессора.

Когда вентилятор выходит из строя или его работа становится неэффективной, особенно при повышенных температурах окружающей среды, компрессор начинает перегреваться. Это увеличивает риск сгорания обмоток и может привести к серьезным повреждениям внутренних компонентов.

Образование кислоты в хладагентной системе

• Взаимодействие влаги с эфирными маслами: Кислота в фреоновом контуре часто образуется вследствие реакции влаги с компрессорным маслом, в особенности с эфирными маслами, которые обладают высокой гигроскопичностью. Это впитывание влаги приводит к химической реакции, в результате которой образуется кислота, способная агрессивно воздействовать на обмотки компрессора, вызывая их разрушение и межфазное замыкание.

• Неправильный выбор или установка фильтра: Причиной образования кислоты может стать использование недостаточно большого жидкостного фильтра, неспособного эффективно удалять влагу из системы, или ошибки при монтаже, приводящие к попаданию воды в контур. Кроме того, неправильное хранение фильтров без штатных заглушек в условиях повышенной влажности ведет к утрате ими абсорбционных свойств.
• Влага в масле: Важным фактором является и наличие влаги непосредственно в масле. Хранение канистры с маслом должно осуществляться в плотно закрытом виде, чтобы предотвратить попадание влаги. Аналогично, новые компрессоры до момента монтажа должны храниться в герметичной упаковке, защищенные избыточным давлением азота для исключения контакта с влажным воздухом.

Частые пуски и остановки как фактор риска

• Повышенный ток при пуске: В момент запуска компрессора через его обмотки протекает ток, значительно превышающий нормальный рабочий ток. Это вызывает мгновенный нагрев обмоток. Если интервал между пусками недостаточно велик, чтобы обмотки успели остыть до следующего запуска, тепло от предыдущего пуска суммируется с теплом от последующего, ведя к кумулятивному эффекту перегрева.

• Проблемы с термозащитой: В идеальных условиях термозащита должна предотвратить перегрев, отключая компрессор при достижении критической температуры. Однако в некоторых случаях термозащита может сработать неадекватно или вовсе не сработать, оставляя обмотки без защиты от перегрева.
• Рекомендации по эксплуатации: Для промышленных водоохладителей рекомендуется ограничить число пусков и остановок компрессора до шести раз в час. Превышение этого лимита существенно увеличивает риск перегрева и последующего выхода компрессора из строя.

Замена сгоревшего компрессора

Замена компрессора в системе чиллера является важной и ответственной процедурой, требующей тщательного подхода и внимания к деталям. Этот процесс не только включает в себя демонтаж вышедшего из строя устройства, но и ряд подготовительных и завершающих операций, направленных на обеспечение надежной и долгосрочной работы нового компрессора.

Этапы замены компрессора

• Демонтаж неисправного компрессора: Первым шагом является аккуратное извлечение сгоревшего компрессора из системы. Это требует отключения всех электрических и фреоновых соединений, а также обеспечения безопасности рабочей зоны.
• Удаление и замена фильтров: Важно не только снять существующий фреоновый силикагелевый фильтр на жидкостной линии, но и заменить все дополнительные фильтры (нагнетательные, масляные), поскольку они могут содержать остатки масла и продукты сгорания, которые негативно скажутся на работе нового компрессора.
• Очистка фреонового контура: Продувка фреонового контура газообразным азотом под давлением около 25-27 бар позволяет удалить загрязнения и остатки масла. Важно провести тщательную очистку всех элементов системы, включая испаритель, конденсатор, трубопроводы, ресивер и, при наличии, отделитель жидкости и маслоотделитель. Использование чистой белой тряпочки в месте выхода газа поможет контролировать чистоту продуваемого азота.

• Применение жидкого фреона и промывочных жидкостей: Дополнительная промывка системы жидким фреоном, особенно в случае небольших контуров, способствует более глубокой очистке от загрязнений. Применение специализированных промывочных жидкостей, несмотря на их высокую стоимость, рекомендуется для обеспечения максимальной эффективности очистки, особенно в критически важных системах, где дополнительные затраты оправданы требованиями к надежности и долговечности.

Очистка клапана ТРВ и капиллярных трубок

• Обработка клапана ТРВ: Особое внимание следует уделить очистке клапана терморегулирующего расширительного (ТРВ) от продуктов сгорания. В случаях, когда фильтр-сеточка клапана ТРВ сильно забит, может потребоваться её замена или восстановление дюзы (дросселя), чтобы обеспечить надлежащий контроль потока хладагента.
• Очистка капиллярной трубки: Если в системе вместо клапана ТРВ используется капиллярная трубка, ее также необходимо тщательно продуть азотом для удаления всех загрязнений. Продувку можно проводить не выпаивая трубку, что значительно упрощает процедуру. Применение давления в 25 бар обычно достаточно для эффективной очистки.

На фото Терморегулирующий вентиль (ТРВ) для чиллера

Установка нового компрессора

После тщательной подготовки системы, следующим шагом является установка нового компрессора. Этот процесс требует внимательности и соблюдения всех технических требований производителя, включая:

• Проверка совместимости: Убедитесь, что новый компрессор полностью совместим с вашей системой чиллера. Важно учитывать не только физические размеры, но и характеристики мощности, тип хладагента и системные требования.
• Герметичность соединений: Все соединения должны быть выполнены с максимальной аккуратностью, чтобы обеспечить герметичность системы и исключить возможность утечек хладагента.
• Проверка на утечки: После установки нового компрессора и подключения всех соединений необходимо провести тестирование системы на утечки, используя для этого специализированное оборудование.

Важно также выполнить вакуумирование системы перед заполнением хладагентом, чтобы удалить воздух и влагу из системы, что предотвратит образование кислоты и других вредных соединений, способных негативно повлиять на работу нового компрессора и всей системы в целом.

Очистка системы от продуктов сгорания

Необходимо осознавать, что даже после тщательной промывки хладагентного контура, полное удаление частиц сгорания невозможно. Со временем эти частицы могут быть смыты обратно в компрессор, где они оседают на клапанах, потенциально приводя к их закоксовыванию и заклиниванию. Кроме того, присутствие кислоты в системе оказывает коррозийное воздействие на обмотки компрессора, что увеличивает риск его выхода из строя.

Установка антикислотного фильтра

• Состав и функции антикислотного фильтра: Для минимизации риска повреждений, рекомендуется установить антикислотный фильтр на всасывающем трубопроводе компрессора. Этот фильтр, содержащий около 70-80% активированного алюминия, эффективно поглощает кислоты. Оставшиеся 20-30% составляет молекулярное сито, задачей которого является абсорбция влаги и фильтрация частиц грязи.

На фото фильтр осушитель для чиллера.

• Типы соединений для фильтра: Оптимальным вариантом является монтаж фильтра на вальцованных соединениях или с использованием сменного картриджа. Это обеспечивает легкость обслуживания и возможность быстрой замены без необходимости выпаивания.
• Максимизация производительности фильтра: Важно выбрать фильтр с максимально возможной производительностью для диаметра всасывающего трубопровода вашего моноблочного чиллера. Установка шарового вентиля перед фильтром обеспечивает дополнительное удобство в обслуживании, позволяя изолировать фильтр от системы для его обслуживания или замены.
• Выбор фильтров с клапаном Шредера: Фильтры, оснащенные клапаном Шредера, предлагают дополнительное удобство для проверки и поддержания давления в системе, что является важным аспектом при обслуживании чиллеров.

Внимание к деталям при замене компрессора, а также предварительная очистка системы и установка качественных антикислотных фильтров могут значительно увеличить надежность и продолжительность работы чиллерной системы, минимизируя риски дальнейших поломок.

Установка и выбор фильтров

• Выбор новых фильтров: Важным шагом является замена всех фильтров, использованных в фреоновом контуре. Особое внимание стоит уделить установке нового жидкостного фреонового фильтра непосредственно перед терморегулирующим вентилем (ТРВ), что играет ключевую роль в защите системы от загрязнений. При возможности рекомендуется выбирать фильтр с увеличенной производительностью по сравнению со штатным, чтобы обеспечить более эффективную очистку.
• Ориентация фильтра: Если в системе используется капиллярный трубопровод вместо ТРВ, установленный фильтр после конденсатора должен быть ориентирован стрелкой вниз, что обеспечивает правильное направление потока хладагента и предотвращает возможные засорения.

На фото пост для опресовки

Продувка и опрессовка фреонового контура азотом

• Продувка азотом: Очистка фреонового контура азотом под высоким давлением является обязательным этапом, который позволяет удалить из системы остатки загрязнений и влаги. Рекомендуется оставить азот в контуре на сутки или более, что способствует дополнительной очистке и проверке системы на герметичность.

• Ступенчатое вакуумирование: После стравливания азота следует провести тщательное вакуумирование системы. Использование ступенчатого подхода к вакуумированию – включение вакуумного насоса на определенное время, затем его выключение с целью позволить оставшейся влаге испариться, и повторение процесса – позволяет достичь глубокого вакуума и максимально эффективно удалить влагу из системы. Длительность вакуумирования и перерывов зависит от объема контура и уровня влажности внутри системы.

На фото вакуумирование фреонового контура чиллера

Завершающие этапы замены компрессора

• Заправка хладагентом и первый запуск: После установки нового компрессора и восстановления системы, следующий шаг – это аккуратная заправка системы фреоном. Затем осуществляется первичный запуск чиллера, который должен работать в течение нескольких часов до нескольких дней, в зависимости от его холодопроизводительности. Этот период необходим для стабилизации работы системы и выявления возможных недочетов после ремонта.

• Проверка и замена антикислотного фильтра: После первого этапа работы чиллера следует перекрыть кран на компрессоре и шаровой кран, затем произвести замену картриджа антикислотного фильтра или самого фильтра целиком. Это предотвращает попадание в систему кислот и других загрязнителей, которые могут негативно сказаться на работе нового компрессора. После замены фильтра проводится его отвакуумирование, а затем система снова запускается.

Специальные случаи в процессе замены

• Сценарии без вентилей: В случае отсутствия вентилей, необходимо снизить давление во всасывающей области компрессора согласно описанным ранее методикам, после чего провести вакуумирование области низкого давления. Это предотвращает попадание воздуха и влаги в систему, что критически важно для ее дальнейшей надежной работы.
• Особенности систем с капиллярными трубками: В системах, где вместо терморегулирующего вентиля (ТРВ) используется капиллярная трубка и отсутствуют соленоидный клапан и ресивер, необходимо провести вакуумирование всей системы и повторную заправку хладагентом. Это часто встречается в маломощных чиллерах, где каждый этап должен выполняться с особой тщательностью.