Migració de refrigerant líquid
La migració de refrigerant es refereix a l'acumulació de refrigerant líquid al càrter del compressor quan aquest s'apaga. Sempre que la temperatura dins del compressor sigui inferior a la temperatura dins de l'evaporador, la diferència de pressió entre el compressor i l'evaporador conduirà el refrigerant a un lloc més fred. Aquest fenomen és més probable que es produeixi durant els mesos freds d'hivern. Tanmateix, en el cas dels dispositius d'aire condicionat i bomba de calor, quan la unitat condensadora està lluny del compressor, fins i tot si la temperatura és alta, es pot produir el fenomen de migració.
Quan el sistema està apagat, si no s'encén en poques hores, fins i tot si no hi ha diferència de pressió, es pot produir el fenomen de migració a causa de l'atracció de l'oli refrigerat del càrter cap al refrigerant.
Si un excés de refrigerant líquid migra al càrter del compressor, es produirà un xoc líquid greu quan el compressor s'engegi, cosa que provocarà diverses fallades del compressor, com ara la ruptura del disc de la vàlvula, danys al pistó, fallada del coixinet i erosió del coixinet (el refrigerant renta l'oli refredat del coixinet).
Desbordament de refrigerant líquid
Quan la vàlvula d'expansió no funciona, o el ventilador de l'evaporador falla o està bloquejat pel filtre d'aire, el refrigerant líquid es desbordarà a l'evaporador i entrarà al compressor com a líquid en lloc de vapor a través del tub d'aspiració. Quan la unitat està en funcionament, el desbordament de líquid dilueix l'oli refrigerat, cosa que provoca el desgast de les peces mòbils del compressor, i la reducció de la pressió de l'oli provoca l'acció del dispositiu de seguretat de pressió d'oli, fent que el càrter perdi oli. En aquest cas, si la màquina s'atura, el fenomen de migració de refrigerant es produirà ràpidament, cosa que provocarà un xoc de líquid quan es torni a engegar.
Martell líquid
Quan es produeix el xoc de líquid, es pot sentir el so de percussió metàl·lica emès pel compressor i el compressor pot anar acompanyat d'una vibració violenta. La percussió hidràulica pot causar la ruptura de la vàlvula, danys a la junta del capçal del compressor, fractura de la biela de connexió, fractura de l'eix i altres tipus de danys al compressor. Quan el refrigerant líquid migra al càrter, el xoc líquid es produirà quan el càrter s'engegi. En algunes unitats, a causa de l'estructura de la canonada o la ubicació dels components, el refrigerant líquid s'acumularà al tub d'aspiració o a l'evaporador durant el temps d'inactivitat de la unitat i entrarà al compressor en forma de líquid pur a una velocitat particularment alta quan s'engegi. La velocitat i la inèrcia de la carrera hidràulica són suficients per destruir la protecció de qualsevol dispositiu anti-carrera hidràulica integrat del compressor.
Acció del dispositiu de control de seguretat de la pressió de l'oli
En una unitat criogènica, després del període d'eliminació de la congelació, el desbordament de refrigerant líquid sovint fa que el dispositiu de control de seguretat de la pressió de l'oli funcioni. Molts sistemes estan dissenyats per permetre que el refrigerant es condensi a l'evaporador i al tub d'aspiració durant la descongelació i després flueixi al càrter del compressor a l'arrencada, cosa que fa que la pressió de l'oli caigui i fa que el dispositiu de seguretat de la pressió de l'oli funcioni.
De vegades, una o dues vegades, l'acció del dispositiu de control de seguretat de la pressió de l'oli no tindrà un impacte greu en el compressor, però repetides vegades en absència de bones condicions de lubricació provocaran una fallada del compressor. L'operador sovint considera que el dispositiu de control de seguretat de la pressió de l'oli és una petita fallada, però és un avís que el compressor ha estat funcionant durant més de dos minuts sense lubricació i que cal implementar mesures correctives de manera oportuna.
Remeis recomanats
Com més refrigerant estigui carregat al sistema de refrigeració, més gran serà la possibilitat de fallada. Només quan el compressor i altres components principals del sistema estan connectats entre si per a les proves del sistema es pot determinar la càrrega de refrigerant màxima i segura. Els fabricants de compressors poden determinar la quantitat màxima de refrigerant líquid que s'ha de carregar sense danyar les parts de treball del compressor, però no poden determinar quanta part de la càrrega total de refrigerant del sistema de refrigeració es troba realment al compressor en la majoria dels casos extrems. La quantitat màxima de refrigerant líquid que pot suportar el compressor depèn del seu disseny, del volum de contingut i de la quantitat d'oli refrigerant carregat. Quan es produeix una migració de líquid, un desbordament o un cop, s'han de prendre les mesures correctives necessàries; el tipus d'acció correctiva depèn del disseny del sistema i del tipus de fallada.
Reduir la quantitat de refrigerant carregat
La millor manera de protegir el compressor de fallades causades per refrigerants líquids és limitar la càrrega de refrigerant al rang permès pel compressor. Si això no és possible, la quantitat d'ompliment s'ha de reduir tant com sigui possible. Sota la condició de complir amb el cabal, el condensador, l'evaporador i el tub de connexió s'han d'utilitzar tan petits com sigui possible, i el dipòsit de líquid s'ha de seleccionar tan petit com sigui possible. La minimització de la quantitat d'ompliment requereix un funcionament correcte per alertar les ulleres de les bombolles causades pel petit diàmetre del tub de líquid i la baixa pressió del cap, que poden provocar un ompliment excessiu greu.
Cicle d'evacuació
El mètode més actiu i fiable per controlar el refrigerant líquid és el cicle d'evacuació. Especialment quan la quantitat de càrrega del sistema és gran, tancant la vàlvula solenoide del tub de líquid, el refrigerant es pot bombar al condensador i al dipòsit de líquid, i el compressor funciona sota el control del dispositiu de control de seguretat de baixa pressió, de manera que el refrigerant s'aïlla del compressor quan el compressor no està en funcionament, evitant la migració del refrigerant al càrter del compressor. Es recomana utilitzar un cicle d'evacuació continu durant la fase d'aturada per evitar fuites de la vàlvula solenoide. Si es tracta d'un cicle d'evacuació únic, o anomenat mode de control de no recirculació, hi haurà massa danys per fuites de refrigerant al compressor quan estigui apagat durant molt de temps. Tot i que el cicle d'evacuació continu és la millor manera d'evitar la migració, no protegeix el compressor dels efectes adversos del desbordament de refrigerant.
Escalfador del càrter
En alguns sistemes, entorns operatius, costos o preferències del client que poden fer que els cicles d'evacuació siguin impossibles, els escalfadors de càrter poden retardar la migració.
La funció de l'escalfador del càrter és mantenir la temperatura de l'oli refrigerat al càrter per sobre de la temperatura de la part més baixa del sistema. Tanmateix, la potència de calefacció de l'escalfador del càrter ha de ser limitada per evitar el sobreescalfament i la congelació del carboni de l'oli. Quan la temperatura ambient és propera a -18° C, o quan el tub d'aspiració està exposat, el paper de l'escalfador del càrter es veurà parcialment compensat i el fenomen de migració encara es pot produir.
Els escalfadors del càrter generalment s'escalfen contínuament durant l'ús, perquè un cop el refrigerant entra al càrter i es condensa en l'oli refrigerat, pot trigar fins a diverses hores a tornar al tub d'aspiració. Quan la situació no és particularment greu, l'escalfador del càrter és molt eficaç per prevenir la migració, però no pot protegir el compressor dels danys causats pel reflux de líquid.
Separador de gas-líquid de tub d'aspiració
Per a sistemes propensos a desbordaments de líquid, s'ha d'instal·lar un separador de gas-líquid a la línia d'aspiració per emmagatzemar temporalment el refrigerant líquid que s'ha vessat del sistema i retornar-lo al compressor a una velocitat que el compressor pugui suportar.
El desbordament de refrigerant és més probable que es produeixi quan la bomba de calor passa de la condició de refrigeració a la condició de calefacció i, en general, el separador de gas-líquid del tub d'aspiració és un equip necessari en totes les bombes de calor.
Els sistemes que utilitzen gas calent per a la descongelació també són propensos a un desbordament de líquid al principi i al final del descongelador. Els dispositius de baix sobreescalfament, com ara congeladors de líquids i compressors en vitrines de baixa temperatura, poden ocasionalment causar un desbordament a causa d'un control inadequat del refrigerant. En el cas dels dispositius dels vehicles, quan es produeix una fase d'apagada llarga, també és propens a un desbordament important en reiniciar.
En un compressor de dues etapes, l'aspiració retorna directament al cilindre inferior i no passa per la cambra del motor, i s'ha d'utilitzar un separador de gas-líquid per protegir la vàlvula del compressor dels danys causats pel buf de líquid.
Com que els requisits generals de càrrega dels diferents sistemes de refrigeració són diferents, i els mètodes de control del refrigerant són diferents, la necessitat d'un separador de gas-líquid i la mida del separador de gas-líquid necessari depèn en gran mesura dels requisits del sistema específic. Si la quantitat de reflux de líquid no es prova amb precisió, un enfocament de disseny conservador és determinar la capacitat del separador de gas-líquid al 50% de la càrrega total del sistema.
Separador d'oli
El separador d'oli no pot resoldre l'error de retorn d'oli causat pel disseny del sistema, ni tampoc pot resoldre l'error de control del refrigerant líquid. Tanmateix, quan l'error de control del sistema no es pot resoldre per altres mitjans, el separador d'oli ajuda a reduir la quantitat d'oli que circula pel sistema, cosa que pot ajudar el sistema a passar un període crític fins que el control del sistema es restableixi a la normalitat. Per exemple, en una unitat de temperatura ultrabaixa o un evaporador de líquid complet, l'oli de retorn pot veure's afectat per la descongelació, en aquest cas el separador d'oli pot ajudar a mantenir la quantitat d'oli refrigerat al compressor durant la descongelació del sistema.
Data de publicació: 07 de setembre de 2023
