Об’єкти

Причини несправностей компресорів

Вартість компресора становить більшу частину вартості всього кондиціонера, тому за його станом слід ретельно стежити.

1. Компресори кондиціонерів

Призначення компресорів

Компресор кондиціонера всмоктує пари холодоагенту з випарника, стискає їх і нагнітає в конденсатор, забезпечуючи кипіння рідкого хладону у випарнику, конденсацію пари в конденсаторі та циркуляцію холодоагенту трубками холодильного контуру. З випарника до компресора надходить газоподібний хладон низького тиску (3-5 бар), де він стискається до тиску 15-25 бар, після чого надходить у конденсатор.

Які компресори бувають?

Компресори поділяються на два типи: об’ємні та динамічні. У компресорах об’ємного типу робочі процеси – всмоктування, стиснення, розширення та ін. – Відбуваються завдяки періодичній зміні обсягу робочих порожнин.

Фото 1. Зовнішній вигляд поршневого компресора.

До цього типу відносяться поршневі, ротаційні, спіральні та гвинтові компресори. У компресорах динамічного типу робочі процеси здійснюються за рахунок перетворення кінетичної енергії потоку на потенційну енергію тиску. До цього типу відносяться відцентрові та осьові компресори. Їх використання ефективно у холодильних машинах великої продуктивності від 5–10 тис. кВт і більше, тому у побутових системах кондиціювання відцентрові та осьові компресори не зустрічаються.

По виконанню компресори поділяються на герметичні, напівгерметичні та відкриті. Герметичні компресори разом з електродвигуном розташовуються в герметичному зварному нерозбірному кожусі, через що вони є неремонтопридатними і при відмові підлягають лише заміні.

Всмоктувальний та нагнітальний патрубки, а також контакти для підключення електродвигуна розташовані на зовнішній стороні кожуха, а його днище виконує функцію масляної ванни. У напівгерметичних компресорах привод розташований у блок-картері компресора, що при необхідності дозволяє обслуговувати внутрішні вузли компресора з приводом. Відкриті компресори мають зовнішній електродвигун, з’єднаний із компресором безпосередньо або через трансмісію.

Більшість кондиціонерів використовуються герметичні компресори, які не підлягають ремонту.

Поршневі компресори

У поршневих компресорах робочі процеси обумовлюються зміною обсягу робочих порожнин при поворотно-поступальному русі поршнів у циліндрах. У кондиціонерах найчастіше використовуються герметичні компресори з невеликою холодопродуктивністю від 1,5 до 50 кВт.

Поршневі компресори відносно прості у виготовленні і дешеві, але наявність у їх конструкції поршнів, що здійснюють зворотно-поступальний рух, є причиною таких важко усувних недоліків, як неврівноваженість, пульсації потоку холодоагенту в магістралях і внаслідок цього підвищений шум і вібрації. Останнім часом поршневі компресори витісняються ротаційними, спіральними та гвинтовими.

Ротаційні компресори

Зміна обсягу порожнин та робочі процеси відбуваються при обертанні ротора. Існують дві модифікації ротаційних компресорів: з обертовим ротором і з ротором, що котиться, причому в кондиціонерах зустрічаються тільки компресори з ротором, що котиться. Основними елементами ротаційного компресора з ротором, що котиться, є ротор і притискна пластина, що розділяє області високого і низького тиску. Ротаційні компресори мають досить просту конструкцію, низькі пульсації тиску та гарну врівноваженість, але великі втрати потужності на подолання сил тертя дозволяють ефективно використовувати їх лише у побутових кондиціонерах малої холодильної потужності – до 10 кВт. Невеликі габарити ротаційних компресорів та надійність в експлуатації визначили їхню герметичну конструкцію з відділом рідини безпосередньо на зовнішній стінці кожуха, а невелика потужність – використання однофазних електродвигунів для приводу.

Фото 2. Зовнішній вигляд ротаційного компресора.

Поршневі компресори

У поршневих компресорах робочі процеси обумовлюються зміною обсягу робочих порожнин при поворотно-поступальному русі поршнів у циліндрах. У кондиціонерах найчастіше використовуються герметичні компресори з невеликою холодопродуктивністю від 1,5 до 50 кВт.

Поршневі компресори відносно прості у виготовленні і дешеві, але наявність у їх конструкції поршнів, що здійснюють зворотно-поступальний рух, є причиною таких важко усувних недоліків, як неврівноваженість, пульсації потоку холодоагенту в магістралях і внаслідок цього підвищений шум і вібрації. Останнім часом поршневі компресори витісняються ротаційними, спіральними та гвинтовими.

Ротаційні компресори

Зміна обсягу порожнин та робочі процеси відбуваються при обертанні ротора. Існують дві модифікації ротаційних компресорів: з обертовим ротором і з ротором, що котиться, причому в кондиціонерах зустрічаються тільки компресори з ротором, що котиться. Основними елементами ротаційного компресора з ротором, що котиться, є ротор і притискна пластина, що розділяє області високого і низького тиску. Ротаційні компресори мають досить просту конструкцію, низькі пульсації тиску та гарну врівноваженість, але великі втрати потужності на подолання сил тертя дозволяють ефективно використовувати їх лише у побутових кондиціонерах малої холодильної потужності – до 10 кВт. Невеликі габарити ротаційних компресорів та надійність в експлуатації визначили їхню герметичну конструкцію з відділом рідини безпосередньо на зовнішній стінці кожуха, а невелика потужність – використання однофазних електродвигунів для приводу.

Спіральні компресори

Спіральний компресор – це одновальний компресор об’ємного типу. Його робочими органами є дві спіральні пластини (рухлива та нерухома спіралі), які вставлені одна в одну. Працюючи компресора рухлива спіраль переміщається по кругової орбіті щодо осі нерухомої спіралі, але навколо своєї осі рухлива спіраль не обертається. Такий рух забезпечується за допомогою спеціального протиповоротного пристрою та валу з ексцентриком, який обертається тільки в одному напрямі. Це забезпечує безперервне зменшення обсягу робочих порожнин, а, отже, рівномірне нагнітання пари та постійний момент на валу двигуна (що сприяє збільшенню його терміну служби). Для зменшення пускового моменту є плаваюче ущільнення.

Спіральні компресори повністю врівноважені, але дуже важкі у виготовленні дороги. Вони мають герметичну конструкцію та застосовуються в холодильних машинах малої та середньої потужності.

Фото 3. Зовнішній вигляд компресора Copeland.
Фото 4. Зовнішній вигляд компресора Danfoss.

Поршневі компресори

У поршневих компресорах робочі процеси обумовлюються зміною обсягу робочих порожнин при поворотно-поступальному русі поршнів у циліндрах. У кондиціонерах найчастіше використовуються герметичні компресори з невеликою холодопродуктивністю від 1,5 до 50 кВт.

Поршневі компресори відносно прості у виготовленні і дешеві, але наявність у їх конструкції поршнів, що здійснюють зворотно-поступальний рух, є причиною таких важко усувних недоліків, як неврівноваженість, пульсації потоку холодоагенту в магістралях і внаслідок цього підвищений шум і вібрації. Останнім часом поршневі компресори витісняються ротаційними, спіральними та гвинтовими.

Ротаційні компресори

Зміна обсягу порожнин та робочі процеси відбуваються при обертанні ротора. Існують дві модифікації ротаційних компресорів: з обертовим ротором і з ротором, що котиться, причому в кондиціонерах зустрічаються тільки компресори з ротором, що котиться. Основними елементами ротаційного компресора з ротором, що котиться, є ротор і притискна пластина, що розділяє області високого і низького тиску. Ротаційні компресори мають досить просту конструкцію, низькі пульсації тиску та гарну врівноваженість, але великі втрати потужності на подолання сил тертя дозволяють ефективно використовувати їх лише у побутових кондиціонерах малої холодильної потужності – до 10 кВт. Невеликі габарити ротаційних компресорів та надійність в експлуатації визначили їхню герметичну конструкцію з відділом рідини безпосередньо на зовнішній стінці кожуха, а невелика потужність – використання однофазних електродвигунів для приводу.

Спіральні компресори

Спіральний компресор – це одновальний компресор об’ємного типу. Його робочими органами є дві спіральні пластини (рухлива та нерухома спіралі), які вставлені одна в одну. Працюючи компресора рухлива спіраль переміщається по кругової орбіті щодо осі нерухомої спіралі, але навколо своєї осі рухлива спіраль не обертається. Такий рух забезпечується за допомогою спеціального протиповоротного пристрою та валу з ексцентриком, який обертається тільки в одному напрямі. Це забезпечує безперервне зменшення обсягу робочих порожнин, а, отже, рівномірне нагнітання пари та постійний момент на валу двигуна (що сприяє збільшенню його терміну служби). Для зменшення пускового моменту є плаваюче ущільнення.

Спіральні компресори повністю врівноважені, але дуже важкі у виготовленні дороги. Вони мають герметичну конструкцію та застосовуються в холодильних машинах малої та середньої потужності.

Гвинтові компресори

Існують дві модифікації гвинтових компресорів: двогвинтові, а також одногвинтові.

Двохвинтовий компресор. У корпусі двогвинтового компресора поміщаються провідний та ведений ротори, що обертаються в опорних підшипниках кочення. На середній частині роторів нарізані зубці ведучого та веденого гвинтів, що входять у взаємне зачеплення подібно до зубчастих колес. Роль циліндра – робочого об’єму – виконують порожнини між зубами гвинтів, прикритими стінками корпусу. Підвищення тиску газу досягається рахунок зменшення замкнутого (наприкінці процесу всмоктування) обсягу газу.

Фото 5. Механіка ротаційного компресора.
Фото 6. Уповільнення елементів ротаційного компресора.

Одногвинтовий компресор.

Основними конструктивними елементами одногвинтового компресора є розташований на одному валу з електродвигуном провідний ротор з гвинтами-канавками і два ведених ротора затвора, виконаних у формі зірки з зубцями. Ведені ротори точно розміщені один проти одного з протилежних сторін від основного ротора таким чином, що осі обертання затворів і гвинта строго перпендикулярні.

Гвинтові компресори повністю врівноважені, мають високу ефективність та надійність, а також просте та ефективне регулювання продуктивності, але складність виготовлення гвинтів обумовлює їхню високу вартість. Гвинтові компресори використовуються в холодильних машинах середньої та великої потужності від 50 до 5000 кВт, наприклад, у чилерах.

2. Несправності компресорів та їх причини

Вартість компресора становить більшу частину вартості всього кондиціонера, тому його станом необхідно ретельно стежити. Як правило, заміна компресора, що відмовив, кондиціонера пов’язана з порушенням правил монтажу та експлуатації кондиціонера. Найчастіше недостатньо кваліфіковані чи відповідальні працівники сервісної служби не проводять необхідні роботи, навіть виявивши потемніння теплоізоляції, витік холодоагенту або спрацювання температурного захисту компресора. Якщо вони обмежуються встановленням фільтра на рідинну лінію або усуненням течі та дозаправкою кондиціонера, то, ймовірно, незабаром відбудеться відмова компресора. Розкажемо, що потрібно робити у таких випадках, коли компресор кондиціонера ще можна врятувати.

Необхідність ремонту чи заміни компресора може з’ясуватися у тому разі, якщо компресор не працює, а й раніше за низкою ознак. Наприклад: за результатами аналізу олії компресора; при виявленні порушення герметичності контура хладону; при виявленні вологи (молекул H2О) у хладоновому контурі; за наслідками діагностики системи.

У цих випадках, якщо не вжити термінових заходів і залишити компресор працювати, то скоро виникає несправність та відмова компресора.

Аналіз олії

Темний колір олії та запах гару вказує на те, що компресор кондиціонера перегрівався. Причини перегріву можуть бути різноманітні: витік холодоагенту з кондиціонера; робота кондиціонера на обігрів за негативних температур на вулиці; недостатня продуктивність ТРВ; передчасне дроселювання; дефекти компресора (втрата герметичності клапанів); перетікання пари з боку нагнітання на бік всмоктування, наприклад, при заклинюванні штока-золотника чотириходового клапана; високий тиск нагнітання.

Олія при цьому втрачає свої мастильні властивості та розкладається з утворенням смолистих речовин, які викликають відмову компресора кондиціонера. Фільтрація не дозволяє повністю відновити властивості олії, що зазнала теплового розкладання. Тому його потрібно замінити.

Зелений відтінок олії вказує на наявність у ньому солей міді. Причина – наявність вологи в холодильному контурі кондиціонера. Тест на кислотність такого масла зазвичай теж позитивний.

Прозора олія з легким запахом, схожа за кольором на нову олію, вказує на те, що компресору не потрібна негайна заміна олії, за умови відсутності кислоти та вологи.

Фото 7. Спіраль спірального компресора після гідроудару.

Порушення герметичності контуру

Порушення герметичності хладонового контуру може бути спричинене різними причинами і не завжди призводить до поломки. Це залежить від місця виникнення витоку, кількості холодоагенту, який встиг витекти, проміжку часу між виникненням та виявленням витоку, режимом роботи кондиціонера та від інших факторів. При витоку холодоагенту зменшується його масова витрата через компресор, який охолоджується холодоагентом. Також при недостатній кількості хладону погіршується повернення олії в картер компресора. Внаслідок малої кількості холодоагенту компресор перегрівається, а температура нагнітання підвищується. Крім цього, при значному витоку хладону можливе влучення повітря в холодильний контур.

Ознаки витоку холодоагенту такі: потемніння теплоізоляції компресора; періодичне спрацювання теплового захисту компресора внаслідок перегріву компресора; аномальне збільшення перегріву пари; зниження тиску у випарнику; відсутність переохолодження у конденсаторі; олія темного кольору із запахом гару; і, нарешті, наявність бульбашок у оглядовому склі, якщо така є.

Достовірно встановити нестачу холодоагенту можна тільки при повній евакуації, з подальшим зважуванням і порівнянням з даними про заправку в паспорті або на заводській бірці (шильдику). При нормальній заправці холодильного контуру слід шукати інші причини появи цих ознак.

Якщо витік виявлено вчасно і холодоагент не повністю вибіг з контуру, ремонт кондиціонера в умовах майстерні не обов’язковий. Необхідно провести аналіз масла, усунути витік, провести заправку кондиціонера, попередньо відвакуумувавши його, провести обкатку кондиціонера в режимах охолодження/нагрівання з контролем усіх необхідних параметрів (тиск всмоктування та нагнітання, перегрів холодоагенту, перепад температур повітря на вході та виході характеристики компресора).

Відсоток витоків, спричинених руйнуванням трубопроводів, дуже малий. Найчастіше витоки відбуваються через нещільність на вальцювальних з’єднаннях. Для визначення місць витоків необхідно проводити опресування системи та перевірку на відсутність можливого витоку течешукачем всіх з’єднань.

Фото 7. Спіраль спірального компресора після гідроудару.

Волога в контурі

Волога зазвичай потрапляє в хладоновий контур з вологим атмосферним повітрям (який є сумішшю сухого повітря з водяною парою), якщо монтаж кондиціонера виконаний з порушенням правил. Вакуумування хладонової магістралі в процесі монтажу необхідно завжди обов’язково, щоб видалити зі змонтованої магістралі вологе повітря. Продування змонтованої магістралі холодоагентом, яку іноді виконують замість вакуумування, неприпустиме, оскільки не гарантує 100% видалення повітря із системи.

Небезпека присутності вологи в хладоновому контурі кондиціонера полягає в тому, що волога, що залишилася в системі, що знаходиться при позитивних температурах в пароподібному стані, часто ніяк не проявляє себе аж до відмови компресора. Проте за непрямими ознаками визначити наявність вологи в кондиціонері можна.

Одна з ознак наявності вологи в контурі хладону – це зелений відтінок масла і позитивний тест на кислотність. Інша ознака – зміна кольору індикатора вологи у оглядовому склі. При виявленні цих ознак потрібне негайне втручання, щоб урятувати компресор від виходу з ладу. Якщо кондиціонер працює в режимі обігріву при досить низьких температурах зовнішнього повітря, а температура кипіння в теплообміннику зовнішнього блоку падає нижче 0 ° C, то волога перетворюється на лід і закупорює капілярну трубку або ТРВ. В результаті тиск всмоктування кондиціонера падає, підвищується температура компресора та спрацьовує тепловий захист. Цей цикл повторюється доти, доки згорить компресор.

Висновки

Враховуючи деякі перераховані вище несправності компресорів, необхідно пам’ятати, що кондиціонер є складним технічним пристроєм, який вимагає своєчасного сервісного обслуговування. Дотримання загальних правил монтажу та пусконалагодження обладнання, термінів проведення сервісного обслуговування та своєчасне усунення несправностей значно збільшують термін служби кондиціонера.

Использованы материалы сайта: “http://www.c-o-k.ru”

 

Компанія “МПК Інжінірінг” заснована у 2009 році.

Компанія “МПК Інжінірінг” заснована у 2009 році.