Слабый конденсатор холодильной установки - признаки, диагностика, решения

Дата публикации:
20 Сентября 2024 г.

Длительность чтения:
22,5 мин.

Оглавление:

Проявления в системе компрессор/конденсатор
Проявления в системе ТРВ/испаритель
Проявления в компрессоре
Две разновидности неисправности типа "слабый конденсатор"
- Недостаточный воздушный поток через конденсатор
- Загрязненный конденсатор
Как устранить неисправность слабого конденсатора?

Проявления признаков слабого конденсатора в различных блоках холодильной машины

Условно обозначим термином "слишком слабый конденсатор" все неисправности, которые вызывают аномальное снижение его мощности. Чтобы проанализировать возможные проявления этих неисправностей на разных участках холодильного контура, рассмотрим пример конденсатора с сильно загрязненными ребрами.

Проявления в системе компрессор/конденсатор

Загрязненные ребра конденсатора ухудшают теплообмен между хладагентом и воздухом, проходящим через конденсатор. Это приводит к значительному снижению его мощности и плохому охлаждению хладагента, в результате чего температура конденсации повышается.

Из-за увеличения температуры конденсации манометр высокого давления (ВД) показывает аномально высокое давление. В итоге разница температур между наружным воздухом и температурой конденсации становится значительной.

Даже незначительное загрязнение конденсатора может снизить его мощность на 10-30% исключительно за счет ухудшения теплообмена, без заметного влияния на воздушный поток.

Поскольку теплообмен между хладагентом и воздухом ухудшается из-за загрязненных ребер, воздух, проходящий через конденсатор, слабо нагревается, что приводит к снижению перепада температур на выходе из конденсатора.

Недостаточная мощность конденсатора вызывает плохую конденсацию паров хладагента, что приводит к значительному снижению переохлаждения жидкости на выходе из конденсатора, вплоть до его полного отсутствия.

В крайних случаях можно наблюдать прохождение паровых пузырей в смотровом стекле, несмотря на нормальный уровень заправки хладагентом.

Проявления в системе ТРВ/испаритель

Когда давление конденсации возрастает, пары хладагента в цилиндре создают более высокое давление в мертвом пространстве, когда поршень находится в верхней мертвой точке. Это приводит к снижению массы хладагента, всасываемого компрессором, и, как следствие, к уменьшению холодопроизводительности.

Падение холодопроизводительности вызывает повышение температуры в охлаждаемом помещении, что становится особенно заметным при первых признаках жары. В таких случаях клиент может обратиться за ремонтом из-за жалоб на "избыточную жару" (в крайних ситуациях система может отключиться предохранительным реле высокого давления).

Повышение температуры в охлаждаемом помещении приводит к увеличению температуры воздуха на входе в испаритель. Это, наряду с уменьшением холодопроизводительности, также снижает температуру воздушного потока на выходе из испарителя.

Увеличенное давление конденсации повышает производительность ТРВ, несмотря на снижение холодопроизводительности испарителя. Поскольку ТРВ пропускает больше хладагента, чем может испариться, могут возникнуть пульсации в ТРВ, при этом перегрев, измеряемый термобаллоном, останется нормальным или даже снизится.

Проявления в компрессоре

Энергопотребление электродвигателя компрессора напрямую зависит от давления нагнетания, которое создает сопротивление при подъеме поршня во время сжатия паров.

Неисправность типа "слабый конденсатор" приводит к увеличению давления нагнетания, что заставляет электродвигатель потреблять больше энергии и увеличивает ток нагрузки. Охлаждение герметичных или бессальниковых компрессоров происходит за счет всасываемых паров, но с увеличением давления нагнетания массовый расход хладагента снижается, что ухудшает охлаждение.

Рост потребляемого тока вызывает дополнительный нагрев электродвигателя, а недостаточное охлаждение усиливает этот эффект. В итоге температура картера компрессора и газа в нагнетающей магистрали поднимается выше нормальных значений.

Кроме того, из-за снижения массового расхода всасываемых паров компрессор начинает работать с повышенным давлением кипения.

Две разновидности неисправности типа "слабый конденсатор"

Неисправности типа "слабый конденсатор" делятся на две основные категории, которые различаются по перепаду температур воздуха на входе и выходе из конденсатора. Также существует третья разновидность неисправности, которая имеет схожие симптомы. Все они связаны с повышением температуры воздуха на входе в конденсатор и будут рассмотрены подробнее ниже.

1. Недостаточный воздушный поток через конденсатор

Снижение потока воздуха через конденсатор уменьшает скорость движения молекул воздуха, проходящих через него. В это время температура трубок и ребер конденсатора увеличивается из-за повышения температуры конденсации. Уменьшение скорости воздушного потока приводит к более длительному контакту молекул воздуха с нагретой поверхностью, что вызывает повышение температуры воздуха на выходе из конденсатора.

Таким образом, перепад температур воздуха между входом и выходом из конденсатора увеличивается, особенно при сильном снижении расхода воздуха.

2. Загрязненный конденсатор

Когда конденсатор загрязнен, теплообмен между хладагентом и воздухом ухудшается, так как грязь действует как теплоизоляция. Из-за снижения эффективности теплообмена воздух, проходящий через конденсатор, хуже нагревается, что снижает температуру на выходе.

В отличие от ситуации с недостаточным потоком воздуха, загрязнение конденсатора приводит к уменьшению нагрева воздуха и снижению перепада температур на выходе из конденсатора.

Примечание: Эти теоретические рассуждения о перепаде температур воздуха не следует использовать как основной инструмент диагностики воздушных конденсаторов, так как на практике сложно точно измерить температуру воздушного потока на выходе. В большинстве случаев чистоту конденсатора можно определить визуально.

Как устранить неисправность слабого конденсатора?

Неисправность"слабый конденсатор" может возникать по множеству причин, дающих схожие симптомы. Рассмотрим некоторые из них.

Причина: загрязнение трубок и ребер конденсатора

Конденсаторы с воздушным охлаждением используют атмосферный воздух для конденсации хладагента, и часто устанавливаются на улице. Они подвержены загрязнению пылью, пухом и другими частицами. Нерегулярная очистка таких конденсаторов увеличивает риск неисправности, что хорошо известно специалистам по ремонту.

Способ устранения:

в данном случае необходимо произвести очистку конденсатора.

Причина: неправильное размещение конденсатора с воздушным охлаждением

Выбор места для установки конденсатора требует особого внимания, так как неудачное расположение может привести к неприятным последствиям. Например, если конденсатор установлен на крыше или террасе, важно избегать попадания в него выбросов из соседних помещений, особенно жирного или горячего воздуха (например, от кухонной вытяжки ресторана или труб бойлерной).

Жирные испарения оседают на ребрах конденсатора, способствуя быстрому загрязнению и усложняя его очистку, которая может потребовать специальных средств.

Внимание: Никогда не применяйте для очистки нагретые жидкости, так как это может привести к сильному повышению давления в конденсаторе, что может вызвать срабатывание предохранительных устройств или разрушение.

Горячие выбросы, повышая температуру воздуха на входе в конденсатор, способствуют росту давления конденсации, что также может ускорить коррозию материалов конденсатора.

Еще одной проблемной ситуацией может стать установка конденсатора рядом с деревьями, которые дают тень и защищают его от солнца. Однако, если горячий воздух, выходящий из конденсатора, отразится от листвы и вернется на вход, это может быстро увеличить давление конденсации и вызвать срабатывание предохранительного реле давления. Также осенью падающие листья могут забить конденсатор, снижая воздушный поток и увеличивая давление.

Способ устранения:

При выборе места для конденсатора нужно учитывать и воздействие на окружающую среду, особенно шум, если установка расположена рядом с жилыми домами. Если система работает круглосуточно, нужно учесть местные климатические условия. Например, в горных районах снегопады могут засыпать конденсатор, а паводки могут его затопить.

Причина: вращение вентилятора конденсатора в неправильном направлении

Для конденсаторов с воздушным охлаждением, независимо от типа вентилятора (осевой или центробежный), важно соблюдать заданное направление вращения. Разработчик конденсатора выбирает оптимальное направление вращения вентилятора для достижения максимальной эффективности работы устройства.

Например, правильное направление воздушного потока через конденсатор важно для улучшения охлаждения и повышения теплообмена. Когда воздух движется так, как задумано разработчиком, обеспечивается более эффективное охлаждение нижней части конденсатора, где находится жидкий хладагент. Если же вентилятор вращается в неправильном направлении, эффективность работы конденсатора значительно снижается, что приводит к проблемам, особенно при первых признаках тепла.

В случае осевого вентилятора, если его вращение происходит в обратную сторону, воздушный поток через конденсатор также изменяется, вызывая те же симптомы, что и при неисправности конденсатора.

Способ устранения:

Проверка и устранение этого дефекта достаточно просты, так как направление воздушного потока через осевой вентилятор зависит исключительно от направления вращения двигателя. Однако, если речь идет о центробежном вентиляторе, то направление воздушного потока не зависит от направления вращения двигателя, так как воздух всегда всасывается через центр вентилятора, независимо от его вращения.

Если центробежный вентилятор вращается неправильно, то поток воздуха остается в том же направлении, но его объем значительно снижается, что приводит к проблемам, связанным с недостаточным воздушным потоком через конденсатор.

Проверка направления вращения должна проводиться визуально, так как направление потока воздуха через центробежный вентилятор не указывает на правильность вращения.

Также стоит учесть, что в некоторых случаях сильные порывы ветра могут заставить вентилятор вращаться в противоположном направлении при остановке системы.

Если вентилятор начинает вращаться в обратную сторону, а затем включается двигатель, возможны два сценария:

Трехфазный двигатель

Направление вращения трехфазного двигателя определяется подключением его обмоток. Если вентилятор уже вращается под воздействием ветра в противоположном направлении, это увеличивает сопротивление при запуске двигателя. Обычно двигатель способен остановить обратное вращение и начать двигаться в правильном направлении, но это создает дополнительную нагрузку и повышенный ток, что нежелательно для длительной работы.

Однофазный двигатель

В случае однофазного двигателя слабый пусковой момент может привести к тому, что вентилятор продолжит вращаться в обратном направлении даже после подачи питания, что неблагоприятно.

Таким образом, при установке конденсатора важно учитывать преобладающие ветры, особенно для моделей с осевыми вентиляторами и однофазными двигателями. В сложных условиях лучше использовать трехфазные двигатели с фиксированным направлением вращения и центробежные вентиляторы, которые не вращаются от ветра без подачи питания.

Проблемы с ремнем вентилятора

Если ремень вентилятора ослаблен или порван, скорость вращения вентилятора снижается, что ведет к уменьшению воздушного потока через конденсатор. В крайнем случае, при полном разрыве ремня вентилятор перестанет двигаться, что приведет к мгновенному отключению системы предохранительным реле.

Способ устранения:

Перед натяжением ремня следует проверить его износ и при необходимости заменить, а также осмотреть состояние двигателя и вентилятора.

Причина: несоответствие частоты питания двигателя

Напомним, что скорость вращения электродвигателя переменного тока зависит от частоты питающего напряжения. Например, двигатель, рассчитанный на 1720 об/мин при 60 Гц, при подключении к сети 50 Гц будет вращаться на 1440 об/мин, что на 17% ниже.

Способ устранения:

Если двигатель был рассчитан на работу при частоте 60 Гц, это можно узнать по маркировке, что поможет быстро определить причину низкого воздушного потока через конденсатор.

Наличие дополнительного притока воздуха между конденсатором и вентилятором

Такой дефект может возникнуть независимо от типа вентилятора и его размещения, будь то осевой или центробежный, всасывающий или обдувающий. Рассмотрим пример с центробежным всасывающим вентилятором. При правильной работе весь воздух, поступающий через конденсатор, должен затем направляться в вентилятор. Однако если между конденсатором и вентилятором имеется дополнительный приток воздуха (например, из-за неплотно закрытой панели воздуховода или поврежденного уплотнителя), часть воздуха будет засасываться вентилятором напрямую, минуя конденсатор).

При этом общий расход воздуха на выходе вентилятора может казаться нормальным, поскольку он включает и воздух, прошедший через конденсатор, и добавочный поток. Однако уменьшение основного воздушного потока через конденсатор может привести к перегреву и повышению давления конденсации, что вызывает симптомы неисправности, характерные для "слабого конденсатора".

Проблемы с закреплением вентилятора на оси

Часто этот дефект проявляется в маломощных вентиляторах, где винт крепится к оси с помощью простого стопорного болта.

Способ устранения:

Этот дефект легко обнаружить визуально, так как обычно сопровождается звуками трения или стука, вызванными тем, что винт вентилятора ослаблен и вращается неустойчиво на оси.

Неправильное положение вентилятора относительно конденсатора

Если для циркуляции воздуха через конденсатор используется осевой вентилятор, его размещение должно быть точно по центру конденсатора. Это необходимо для поддержания оптимального воздушного потока и максимальной эффективности работы. При ремонте может произойти смещение вентилятора относительно оси конденсатора, что приведет к тому, что часть теплообменной поверхности конденсатора окажется вне основного воздушного потока. Это, в свою очередь, вызовет снижение эффективности конденсации и общую мощность системы.

Еще одна проблема может возникнуть, если вентилятор оснащен кольцевым ободком для оптимизации воздушного потока. Если после ремонта вентилятор установлен неправильно, большая часть воздуха может обходить конденсатор, что также приводит к уменьшению потока и увеличению давления конденсации.

Способ устранения:

Вывод: При демонтаже оборудования, особенно незнакомого, важно отмечать взаимное положение деталей перед разборкой. Такие простые меры предосторожности помогут избежать ошибок при сборке и сохранить правильную работу системы.

Неисправности дополнительного конденсатора

В условиях растущих цен на воду конденсаторы с водяным охлаждением постепенно уступают место более экономичным конденсаторам с воздушным охлаждением, даже на крупных установках. Конденсаторы с воздушным охлаждением обычно выбираются с расчетом на обычные летние температуры, чтобы поддерживать высокое давление в пределах нормы. Однако иногда специалисты выбирают конденсатор, ориентируясь на максимальные летние температуры, что приводит к его переразмериванию на протяжении большей части года.

Иногда применяют комбинированную систему, где последовательно работают два конденсатора: один с воздушным охлаждением, а второй с водяным. В течение большей части года работает только воздушный конденсатор, поддерживая нормальное давление. Водяной конденсатор в это время служит резервуаром, так как циркуляция воды в нем отсутствует, а водяной клапан закрыт.

Летом, когда температура воздуха значительно повышается, воздушный конденсатор не справляется, и давление начинает расти. В этот момент срабатывает водяной клапан, включающий водяной конденсатор, что останавливает дальнейший рост давления. Такая система позволяет большую часть времени работать на одном воздушном конденсаторе, а при экстремальных температурах подключать водяной конденсатор.

Способы устранения:

Если водяной конденсатор не работает должным образом (из-за неправильно настроенного клапана, засоров или других проблем), установка может демонстрировать симптомы неисправности, такие как недостаточная производительность.

Следует обратить внимание на расход воды: его увеличение может быть связано с неправильной настройкой водяного клапана или другими проблемами, такими как неисправность вентилятора или переизбыток хладагента.

Важно помнить, что в водяных конденсаторах вода должна поступать снизу для оптимального переохлаждения жидкости.

Проблемы с потерями давления в воздуховоде конденсатора

Когда конденсатор с воздушным охлаждением установлен в нижней части здания, для подачи воздуха и удаления нагретого воздуха могут использоваться воздуховоды. В этих системах возникают потери давления, особенно при наличии длинных воздуховодов, заслонок или шумоглушителей, что требует установки центробежных вентиляторов, способных противостоять таким потерям.

Например, при расчетных потерях давления в 15 ДПа вентилятор может обеспечивать расход воздуха 13 000 м³/ч. Однако если фактические потери увеличиваются до 23 ДПа, расход воздуха падает до 10 000 м³/ч, что вызывает симптомы неисправности конденсатора.

Способы устранения:

Если вентилятор оснащен регулируемым шкивом, ремонт можно провести быстро, иначе исправление проблемы может быть затруднительным.

Причина: неправильно подобран конденсатор и его мощность недостаточна

К счастью, такие случаи встречаются редко, но их очень сложно обнаружить. Чтобы выявить эту проблему, необходимо перепроверить расчеты при выборе конденсатора и тщательно проанализировать технические данные всех компонентов системы.

Неисправен или неправильно настроен регулятор давления конденсации

Существует множество способов регулирования давления конденсации в системах с конденсаторами воздушного охлаждения, включая методы управления хладагентом.

Способ предотвращения:

После установки любой системы регулирования, инженеру следует в первую очередь убедиться, что система полностью соответствует мощности конденсатора. Это значит, что все вентиляторы должны быть способны работать на максимальной скорости, а заслонки (если такие имеются) должны полностью открываться. Также важно убедиться, что температура воздуха на входе в конденсатор находится в норме, так как высокая температура может вызвать симптомы "недостаточно мощного конденсатора".

Если ваш чиллер работает не на полную мощность. вы всегда можете обратиться к профессионалам СК Градиент для проведения диагностики и устранения неполадок. Мы обладаем всем необходимым оборудованием и многолетним опытом работ для проведения квалифицированных работ!

Консультация инженера

Подберем оптимальное решение, обеспечим поставку, ПНР, шеф-монтаж, сервисное и гарантийное обслуживание чиллеров. Выезд в любой город РФ

Заказать консультацию