سیستمهای تبرید از مبردها به عنوان سیال عامل استفاده میکنند و مبردها عموماً به دو شکل مایع و گاز هستند. امروز در مورد دانش مربوط به مبردهای مایع صحبت خواهیم کرد.
۱. آیا مبرد مایع است یا گاز؟
مبردها را میتوان به سه دسته تقسیم کرد: مبردهای تک مبردی، مبردهای مختلط غیر آزئوتروپیک و مبردهای مختلط آزئوتروپیک.
ترکیب مبرد تک مادهای چه به صورت گاز و چه به صورت مایع تغییر نخواهد کرد، بنابراین میتوان هنگام شارژ مبرد، حالت گازی آن را شارژ کرد.
اگرچه ترکیب مبرد آزئوتروپیک متفاوت است، اما به دلیل یکسان بودن نقطه جوش، ترکیب گاز و مایع نیز یکسان است، بنابراین میتوان گاز را شارژ کرد.
با توجه به نقاط جوش متفاوت مبردهای غیر آزئوتروپیک، مبردهای مایع و مبردهای گازی در واقع از نظر ترکیب متفاوت هستند. اگر در این زمان مبردهای گازی اضافه شوند، ترکیب مبردهای اضافه شده متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال، فقط یک مبرد گازی خاص اضافه میشود. مبرد، بنابراین فقط میتوان مایع اضافه کرد.
به عبارت دیگر، مبردهای غیر آزئوتروپیک باید با مایع اضافه شوند و مبردهای غیر آزئوتروپیک همگی با R4 شروع میشوند. این نوع مایع اضافه میشود. مبردهای غیر آزئوتروپیک رایج عبارتند از: R40، R401A، R403B، R404A، R406A، R407A، R407B، R407C، R408A، R409A، R410A، R41A.
در مورد سایر مبردهای رایج، مانند: R134a، R22، R23، R290، R32، R500، R600a، ترکیب مبرد تحت تأثیر افزودن گاز یا مایع قرار نمیگیرد، بنابراین استفاده از آن راحت است.
هنگام اضافه کردن مبرد، باید به موارد زیر توجه کنیم:
(1) حبابهای موجود در شیشه دید را مشاهده کنید.
(2) فشار بالا و پایین را اندازهگیری کنید.
(3) جریان کمپرسور را اندازه گیری کنید.
(4) ماده تزریقی را وزن کنید.
ضمناً، لازم به ذکر و تأکید است که:
مبردهای غیر آزئوتروپیک باید در حالت مایع اضافه شوند. به عنوان مثال، مبرد R410A، ترکیب آن به شرح زیر است:
R32 (دی فلوئورومتان): 50%؛
R125 (پنتافلوئورواتان): 50%؛
از آنجا که نقاط جوش R32 و R125 متفاوت است، هنگامی که سیلندر مبرد R410A در حالت ایستاده قرار میگیرد، نقطه جوش R32 و R125 متفاوت است که به ناچار منجر به تبخیر مبرد گازی در قسمت بالای سیلندر مبرد میشود و ترکیب آن 50٪ R32+ 50٪ R125 نیست، زیرا نقطه جوش R32 پایین است، بسیار محتمل است که قسمت بالای مبرد جزئی از R32 باشد.
بنابراین، اگر یک مبرد گازی اضافه شود، مبرد اضافه شده R410A نیست، بلکه R32 است.
دوم، مشکلات رایج مبردهای مایع
۱. مهاجرت مبرد مایع
مهاجرت مبرد به تجمع مبرد مایع در محفظه میل لنگ کمپرسور هنگام خاموش شدن کمپرسور اشاره دارد. تا زمانی که دمای داخل کمپرسور خنکتر از دمای داخل اواپراتور باشد، اختلاف فشار بین کمپرسور و اواپراتور، مبرد را به مکانی خنکتر هدایت میکند. این پدیده به احتمال زیاد در زمستانهای سرد رخ میدهد. با این حال، برای سیستمهای تهویه مطبوع و پمپهای حرارتی، هنگامی که واحد چگالش از کمپرسور دور است، مهاجرت ممکن است حتی اگر دما بالا باشد، رخ دهد.
پس از خاموش شدن سیستم، اگر ظرف چند ساعت روشن نشود، حتی اگر اختلاف فشاری وجود نداشته باشد، ممکن است پدیده مهاجرت به دلیل جذب مبرد در محفظه میل لنگ به مبرد رخ دهد.
اگر مبرد مایع اضافی به داخل محفظه میل لنگ کمپرسور نفوذ کند، هنگام روشن شدن کمپرسور، پدیده برخورد شدید مایع رخ میدهد که منجر به خرابیهای مختلف کمپرسور مانند پارگی صفحه سوپاپ، آسیب پیستون، خرابی یاتاقان و فرسایش یاتاقان میشود (مبرد روغن را از یاتاقانها خارج میکند).
۲. سرریز شدن مبرد مایع
وقتی شیر انبساط خراب شود، یا فن اواپراتور از کار بیفتد یا توسط فیلتر هوا مسدود شود، مبرد مایع در اواپراتور سرریز شده و از طریق لوله مکش به شکل مایع و نه بخار وارد کمپرسور میشود. هنگامی که دستگاه در حال کار است، به دلیل رقیق شدن روغن تبرید توسط سرریز مایع، قطعات متحرک کمپرسور فرسوده شده و فشار روغن کاهش مییابد و باعث میشود که دستگاه ایمنی فشار روغن عمل کند و در نتیجه باعث از دست رفتن روغن از محفظه میل لنگ شود. در این حالت، اگر دستگاه خاموش شود، پدیده مهاجرت مبرد به سرعت رخ میدهد و در نتیجه هنگام راهاندازی مجدد، ضربه قوچ مایع رخ میدهد.
۳. ضربه مایع
وقتی ضربه چکش مایع رخ میدهد، صدای کوبیدن فلز از داخل کمپرسور شنیده میشود و ممکن است با لرزش شدید کمپرسور همراه باشد. ضربه چکش مایع میتواند باعث پارگی سوپاپ، آسیب واشر سر کمپرسور، شکستگی شاتون، شکستگی میل لنگ و آسیب به انواع دیگر کمپرسورها شود. ضربه چکش مایع زمانی رخ میدهد که مبرد مایع به داخل کارتر مهاجرت کرده و دوباره روشن شود. در برخی واحدها، به دلیل ساختار لولهکشی یا محل قرارگیری قطعات، مبرد مایع در لوله مکش یا اواپراتور در هنگام خاموش شدن واحد جمع میشود و هنگام روشن شدن واحد به صورت مایع خالص و با سرعت بسیار بالایی وارد کمپرسور میشود. سرعت و اینرسی ضربه چکش مایع برای از بین بردن هرگونه محافظت داخلی کمپرسور در برابر ضربه چکش مایع کافی است.
۴. عملکرد دستگاه کنترل ایمنی هیدرولیک
در مجموعهای از واحدهای دمای پایین، پس از دوره یخزدایی، اغلب به دلیل سرریز مبرد مایع، دستگاه کنترل ایمنی فشار روغن فعال میشود. بسیاری از سیستمها طوری طراحی شدهاند که اجازه دهند مبرد در طول یخزدایی در اواپراتور و خط مکش متراکم شود و سپس در هنگام راهاندازی به داخل کارتر کمپرسور جریان یابد و باعث افت فشار روغن شود و در نتیجه دستگاه ایمنی فشار روغن عمل کند.
گاهی اوقات یک یا دو بار عملکرد دستگاه کنترل ایمنی فشار روغن تأثیر جدی بر کمپرسور نخواهد داشت، اما تکرار مکرر آن بدون شرایط روانکاری مناسب باعث خرابی کمپرسور میشود. دستگاه کنترل ایمنی فشار روغن اغلب توسط اپراتور به عنوان یک نقص جزئی در نظر گرفته میشود، اما این یک هشدار است که کمپرسور بیش از دو دقیقه بدون روانکاری کار کرده است و اقدامات اصلاحی باید به موقع انجام شود.
۳. راهحلهایی برای مشکل مبردهای مایع
یک کمپرسور کارآمد و با طراحی خوب برای تبرید، تهویه مطبوع و پمپهای حرارتی، اساساً یک پمپ بخار است که فقط میتواند مقدار مشخصی از مبرد مایع و روغن تبرید را جابجا کند. برای طراحی کمپرسوری که بتواند مبرد مایع و روغن تبرید بیشتری را جابجا کند، باید ترکیبی از اندازه، وزن، ظرفیت خنککنندگی، راندمان، سر و صدا و هزینه در نظر گرفته شود. گذشته از عوامل طراحی، مقدار مبرد مایعی که یک کمپرسور میتواند جابجا کند ثابت است و ظرفیت جابجایی آن به عوامل زیر بستگی دارد: حجم محفظه میللنگ، شارژ روغن مبرد، نوع سیستم و کنترلها و شرایط عملیاتی عادی.
وقتی شارژ مبرد افزایش مییابد، خطر بالقوه کمپرسور افزایش مییابد. دلایل آسیب را میتوان به طور کلی به نکات زیر نسبت داد:
(1) شارژ بیش از حد مبرد.
(2) اواپراتور یخ زده است.
(3) فیلتر اواپراتور کثیف و مسدود شده است.
(4) فن یا موتور فن اواپراتور از کار افتاده است.
(5) انتخاب نادرست لوله مویین.
(6) انتخاب یا تنظیم شیر انبساط نادرست است.
(7) مهاجرت مبرد.
۱. مهاجرت مبرد مایع
مهاجرت مبرد به تجمع مبرد مایع در محفظه میل لنگ کمپرسور هنگام خاموش شدن کمپرسور اشاره دارد. تا زمانی که دمای داخل کمپرسور خنکتر از دمای داخل اواپراتور باشد، اختلاف فشار بین کمپرسور و اواپراتور، مبرد را به مکانی خنکتر هدایت میکند. این پدیده به احتمال زیاد در زمستانهای سرد رخ میدهد. با این حال، برای سیستمهای تهویه مطبوع و پمپهای حرارتی، هنگامی که واحد چگالش از کمپرسور دور است، مهاجرت ممکن است حتی اگر دما بالا باشد، رخ دهد.
پس از خاموش شدن سیستم، اگر ظرف چند ساعت روشن نشود، حتی اگر اختلاف فشاری وجود نداشته باشد، ممکن است پدیده مهاجرت به دلیل جذب مبرد در محفظه میل لنگ به مبرد رخ دهد.
اگر مبرد مایع اضافی به داخل محفظه میل لنگ کمپرسور نفوذ کند، هنگام روشن شدن کمپرسور، پدیده برخورد شدید مایع رخ میدهد که منجر به خرابیهای مختلف کمپرسور مانند پارگی صفحه سوپاپ، آسیب پیستون، خرابی یاتاقان و فرسایش یاتاقان میشود (مبرد روغن را از یاتاقانها خارج میکند).
۲. سرریز شدن مبرد مایع
وقتی شیر انبساط خراب شود، یا فن اواپراتور از کار بیفتد یا توسط فیلتر هوا مسدود شود، مبرد مایع در اواپراتور سرریز شده و از طریق لوله مکش به شکل مایع و نه بخار وارد کمپرسور میشود. هنگامی که دستگاه در حال کار است، به دلیل رقیق شدن روغن تبرید توسط سرریز مایع، قطعات متحرک کمپرسور فرسوده شده و فشار روغن کاهش مییابد و باعث میشود که دستگاه ایمنی فشار روغن عمل کند و در نتیجه باعث از دست رفتن روغن از محفظه میل لنگ شود. در این حالت، اگر دستگاه خاموش شود، پدیده مهاجرت مبرد به سرعت رخ میدهد و در نتیجه هنگام راهاندازی مجدد، ضربه قوچ مایع رخ میدهد.
۳. ضربه مایع
وقتی ضربه چکش مایع رخ میدهد، صدای کوبیدن فلز از داخل کمپرسور شنیده میشود و ممکن است با لرزش شدید کمپرسور همراه باشد. ضربه چکش مایع میتواند باعث پارگی سوپاپ، آسیب واشر سر کمپرسور، شکستگی شاتون، شکستگی میل لنگ و آسیب به انواع دیگر کمپرسورها شود. ضربه چکش مایع زمانی رخ میدهد که مبرد مایع به داخل کارتر مهاجرت کرده و دوباره روشن شود. در برخی واحدها، به دلیل ساختار لولهکشی یا محل قرارگیری قطعات، مبرد مایع در لوله مکش یا اواپراتور در هنگام خاموش شدن واحد جمع میشود و هنگام روشن شدن واحد به صورت مایع خالص و با سرعت بسیار بالایی وارد کمپرسور میشود. سرعت و اینرسی ضربه چکش مایع برای از بین بردن هرگونه محافظت داخلی کمپرسور در برابر ضربه چکش مایع کافی است.
۴. عملکرد دستگاه کنترل ایمنی هیدرولیک
در مجموعهای از واحدهای دمای پایین، پس از دوره یخزدایی، اغلب به دلیل سرریز مبرد مایع، دستگاه کنترل ایمنی فشار روغن فعال میشود. بسیاری از سیستمها طوری طراحی شدهاند که اجازه دهند مبرد در طول یخزدایی در اواپراتور و خط مکش متراکم شود و سپس در هنگام راهاندازی به داخل کارتر کمپرسور جریان یابد و باعث افت فشار روغن شود و در نتیجه دستگاه ایمنی فشار روغن عمل کند.
گاهی اوقات یک یا دو بار عملکرد دستگاه کنترل ایمنی فشار روغن تأثیر جدی بر کمپرسور نخواهد داشت، اما تکرار مکرر آن بدون شرایط روانکاری مناسب باعث خرابی کمپرسور میشود. دستگاه کنترل ایمنی فشار روغن اغلب توسط اپراتور به عنوان یک نقص جزئی در نظر گرفته میشود، اما این یک هشدار است که کمپرسور بیش از دو دقیقه بدون روانکاری کار کرده است و اقدامات اصلاحی باید به موقع انجام شود.
۳. راهحلهایی برای مشکل مبردهای مایع
یک کمپرسور کارآمد و با طراحی خوب برای تبرید، تهویه مطبوع و پمپهای حرارتی، اساساً یک پمپ بخار است که فقط میتواند مقدار مشخصی از مبرد مایع و روغن تبرید را جابجا کند. برای طراحی کمپرسوری که بتواند مبرد مایع و روغن تبرید بیشتری را جابجا کند، باید ترکیبی از اندازه، وزن، ظرفیت خنککنندگی، راندمان، سر و صدا و هزینه در نظر گرفته شود. گذشته از عوامل طراحی، مقدار مبرد مایعی که یک کمپرسور میتواند جابجا کند ثابت است و ظرفیت جابجایی آن به عوامل زیر بستگی دارد: حجم محفظه میللنگ، شارژ روغن مبرد، نوع سیستم و کنترلها و شرایط عملیاتی عادی.
وقتی شارژ مبرد افزایش مییابد، خطر بالقوه کمپرسور افزایش مییابد. دلایل آسیب را میتوان به طور کلی به نکات زیر نسبت داد:
(1) شارژ بیش از حد مبرد.
(2) اواپراتور یخ زده است.
(3) فیلتر اواپراتور کثیف و مسدود شده است.
(4) فن یا موتور فن اواپراتور از کار افتاده است.
(5) انتخاب نادرست لوله مویین.
(6) انتخاب یا تنظیم شیر انبساط نادرست است.
(7) مهاجرت مبرد.
زمان ارسال: ۳۱ مه ۲۰۲۲
