ปัญหาและวิธีแก้ไขทั่วไปของสารทำความเย็นเหลวในระบบทำความเย็น

การเคลื่อนตัวของสารทำความเย็นเหลว

การเคลื่อนที่ของสารทำความเย็น หมายถึงการสะสมของสารทำความเย็นเหลวในห้องข้อเหวี่ยงของคอมเพรสเซอร์เมื่อคอมเพรสเซอร์หยุดทำงาน ตราบใดที่อุณหภูมิภายในคอมเพรสเซอร์ต่ำกว่าอุณหภูมิภายในคอยล์เย็น ความแตกต่างของความดันระหว่างคอมเพรสเซอร์และคอยล์เย็นจะผลักดันสารทำความเย็นไปยังบริเวณที่เย็นกว่า ปรากฏการณ์นี้มักเกิดขึ้นในช่วงฤดูหนาวที่อากาศหนาวเย็น อย่างไรก็ตาม สำหรับเครื่องปรับอากาศและปั๊มความร้อน เมื่อชุดควบแน่นอยู่ห่างจากคอมเพรสเซอร์ แม้ว่าอุณหภูมิจะสูง ปรากฏการณ์การเคลื่อนที่ของสารทำความเย็นก็อาจเกิดขึ้นได้

เมื่อระบบถูกปิด หากไม่ได้เปิดใช้งานภายในไม่กี่ชั่วโมง แม้ว่าจะไม่มีความแตกต่างของความดัน ก็อาจเกิดปรากฏการณ์การเคลื่อนตัวได้ เนื่องจากน้ำมันหล่อลื่นในห้องข้อเหวี่ยงถูกดึงดูดไปยังสารทำความเย็น

หากสารทำความเย็นเหลวไหลเข้าไปในห้องข้อเหวี่ยงของคอมเพรสเซอร์มากเกินไป จะเกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันเมื่อคอมเพรสเซอร์เริ่มทำงาน ส่งผลให้คอมเพรสเซอร์เสียหายหลายประการ เช่น แผ่นวาล์วแตก ลูกสูบเสียหาย แบริ่งชำรุด และแบริ่งสึกกร่อน (สารทำความเย็นจะชะล้างน้ำมันหล่อลื่นที่เย็นตัวออกจากแบริ่ง)

สารทำความเย็นเหลวล้น

เมื่อวาล์วขยายตัวทำงานผิดปกติ หรือพัดลมระเหยทำงานผิดปกติ หรือถูกอุดตันโดยตัวกรองอากาศ สารทำความเย็นเหลวจะล้นออกมาจากคอยล์เย็นและเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ในรูปของเหลวแทนที่จะเป็นไอน้ำผ่านท่อดูด เมื่อเครื่องทำงานอยู่ ของเหลวที่ล้นออกมาจะเจือจางน้ำมันหล่อลื่น ทำให้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ของคอมเพรสเซอร์สึกหรอ และการลดลงของแรงดันน้ำมันจะนำไปสู่การทำงานของอุปกรณ์ความปลอดภัยแรงดันน้ำมัน ทำให้ห้องข้อเหวี่ยงสูญเสียน้ำมัน ในกรณีนี้ หากเครื่องหยุดทำงาน ปรากฏการณ์การเคลื่อนตัวของสารทำความเย็นจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันเมื่อสตาร์ทเครื่องอีกครั้ง

ค้อนเหลว

เมื่อเกิดการกระแทกของของเหลว จะได้ยินเสียงกระทบกันของโลหะที่ดังออกมาจากคอมเพรสเซอร์ และคอมเพรสเซอร์อาจสั่นสะเทือนอย่างรุนแรง การกระแทกของของเหลวอาจทำให้วาล์วแตก ปะเก็นฝาสูบคอมเพรสเซอร์เสียหาย ก้านเชื่อมต่อหัก เพลาหัก และความเสียหายอื่นๆ ของคอมเพรสเซอร์ เมื่อสารทำความเย็นเหลวไหลเข้าไปในห้องข้อเหวี่ยง การกระแทกของของเหลวจะเกิดขึ้นเมื่อหมุนห้องข้อเหวี่ยง ในบางเครื่อง เนื่องจากโครงสร้างของท่อหรือตำแหน่งของชิ้นส่วน สารทำความเย็นเหลวจะสะสมอยู่ในท่อดูดหรือคอยล์เย็นในช่วงเวลาที่เครื่องหยุดทำงาน และจะเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ในรูปของเหลวบริสุทธิ์ด้วยความเร็วสูงมากเมื่อเปิดใช้งาน ความเร็วและแรงเฉื่อยของการเคลื่อนที่ของของเหลวนั้นมากพอที่จะทำลายอุปกรณ์ป้องกันการเคลื่อนที่ของของเหลวในคอมเพรสเซอร์ได้

การทำงานของอุปกรณ์ควบคุมความปลอดภัยแรงดันน้ำมัน

ในระบบทำความเย็นแบบไครโอเจนิก หลังจากช่วงเวลาการกำจัดน้ำแข็งเกาะแล้ว การที่สารทำความเย็นเหลวไหลล้นออกมามักทำให้ระบบควบคุมแรงดันน้ำมันทำงาน ระบบหลายระบบได้รับการออกแบบให้สารทำความเย็นควบแน่นในคอยล์เย็นและท่อดูดระหว่างการละลายน้ำแข็ง จากนั้นไหลเข้าสู่ห้องข้อเหวี่ยงของคอมเพรสเซอร์เมื่อสตาร์ทเครื่อง ทำให้แรงดันน้ำมันลดลง ส่งผลให้ระบบควบคุมแรงดันน้ำมันทำงาน

บางครั้งการทำงานของอุปกรณ์ควบคุมความปลอดภัยแรงดันน้ำมันอาจไม่ส่งผลกระทบร้ายแรงต่อคอมเพรสเซอร์ แต่หากเกิดขึ้นซ้ำๆ ในสภาวะที่ไม่มีการหล่อลื่นที่ดี จะนำไปสู่ความเสียหายของคอมเพรสเซอร์ได้ ผู้ใช้งานมักมองว่าการทำงานของอุปกรณ์ควบคุมความปลอดภัยแรงดันน้ำมันเป็นความผิดพลาดเล็กน้อย แต่แท้จริงแล้วมันเป็นสัญญาณเตือนว่าคอมเพรสเซอร์ทำงานเกินสองนาทีโดยไม่มีการหล่อลื่น และจำเป็นต้องแก้ไขอย่างทันท่วงที

วิธีการรักษาที่แนะนำ

ยิ่งระบบทำความเย็นมีสารทำความเย็นมากเท่าไร โอกาสที่จะเกิดความเสียหายก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น การตรวจสอบปริมาณสารทำความเย็นสูงสุดที่ปลอดภัยจะทำได้ก็ต่อเมื่อคอมเพรสเซอร์และส่วนประกอบหลักอื่นๆ ของระบบเชื่อมต่อกันเพื่อทำการทดสอบระบบเท่านั้น ผู้ผลิตคอมเพรสเซอร์สามารถกำหนดปริมาณสารทำความเย็นเหลวสูงสุดที่สามารถเติมได้โดยไม่ทำให้ชิ้นส่วนที่ทำงานของคอมเพรสเซอร์เสียหาย แต่พวกเขาไม่สามารถระบุได้ว่าปริมาณสารทำความเย็นทั้งหมดในระบบทำความเย็นนั้นอยู่ในคอมเพรสเซอร์มากน้อยเพียงใดในกรณีที่รุนแรงที่สุด ปริมาณสารทำความเย็นเหลวสูงสุดที่คอมเพรสเซอร์สามารถทนได้นั้นขึ้นอยู่กับการออกแบบ ปริมาตร และปริมาณน้ำมันหล่อลื่นที่เติมเข้าไป เมื่อเกิดการรั่วไหล การล้น หรือเสียงดังผิดปกติ จะต้องดำเนินการแก้ไขที่จำเป็น ซึ่งประเภทของการแก้ไขจะขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบและประเภทของความเสียหาย

ลดปริมาณสารทำความเย็นที่เติมเข้าไป

วิธีที่ดีที่สุดในการป้องกันคอมเพรสเซอร์จากการเสียหายที่เกิดจากสารทำความเย็นเหลวคือการจำกัดปริมาณสารทำความเย็นให้อยู่ในช่วงที่คอมเพรสเซอร์กำหนด หากไม่สามารถทำได้ ควรลดปริมาณการเติมลงให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ภายใต้เงื่อนไขที่อัตราการไหลเป็นไปตามที่กำหนด ควรใช้คอนเดนเซอร์ อีวาพอเรเตอร์ และท่อเชื่อมต่อที่มีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และควรเลือกถังเก็บสารทำความเย็นที่มีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การลดปริมาณการเติมให้น้อยที่สุดนั้นจำเป็นต้องมีการใช้งานที่ถูกต้องเพื่อสังเกตฟองอากาศที่เกิดจากท่อส่งสารทำความเย็นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กและแรงดันต่ำ ซึ่งอาจนำไปสู่การเติมสารทำความเย็นมากเกินไปอย่างร้ายแรง

วงจรการอพยพ

วิธีการควบคุมสารทำความเย็นเหลวที่มีประสิทธิภาพและน่าเชื่อถือที่สุดคือวงจรการระบายอากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อปริมาณสารทำความเย็นในระบบมีมาก การปิดวาล์วโซลินอยด์ของท่อสารทำความเย็นจะทำให้สารทำความเย็นถูกปั๊มเข้าไปในคอนเดนเซอร์และถังเก็บสารทำความเย็น และคอมเพรสเซอร์จะทำงานภายใต้การควบคุมของอุปกรณ์ควบคุมความปลอดภัยแรงดันต่ำ ดังนั้นสารทำความเย็นจึงถูกแยกออกจากคอมเพรสเซอร์เมื่อคอมเพรสเซอร์ไม่ทำงาน ป้องกันการไหลของสารทำความเย็นไปยังห้องข้อเหวี่ยงของคอมเพรสเซอร์ ขอแนะนำให้ใช้วงจรการระบายอากาศอย่างต่อเนื่องในช่วงปิดระบบเพื่อป้องกันการรั่วไหลของวาล์วโซลินอยด์ หากเป็นวงจรการระบายอากาศแบบเดี่ยว หรือที่เรียกว่าโหมดควบคุมแบบไม่หมุนเวียน จะทำให้เกิดความเสียหายจากการรั่วไหลของสารทำความเย็นมากเกินไปต่อคอมเพรสเซอร์เมื่อปิดระบบเป็นเวลานาน แม้ว่าวงจรการระบายอากาศอย่างต่อเนื่องจะเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการป้องกันการไหล แต่ก็ไม่สามารถป้องกันคอมเพรสเซอร์จากผลเสียของการล้นของสารทำความเย็นได้

เครื่องทำความร้อนห้องข้อเหวี่ยง

ในบางระบบ สภาพแวดล้อมการทำงาน ต้นทุน หรือความต้องการของลูกค้าที่อาจทำให้การเคลื่อนย้ายสารทำความเย็นเป็นไปไม่ได้ เครื่องทำความร้อนในห้องข้อเหวี่ยงสามารถช่วยชะลอการเคลื่อนย้ายสารทำความเย็นได้

หน้าที่ของฮีตเตอร์ห้องข้อเหวี่ยงคือการรักษาอุณหภูมิของน้ำมันเครื่องที่เย็นตัวแล้วในห้องข้อเหวี่ยงให้สูงกว่าอุณหภูมิของส่วนที่ต่ำที่สุดของระบบ อย่างไรก็ตาม กำลังความร้อนของฮีตเตอร์ห้องข้อเหวี่ยงจะต้องถูกจำกัดเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปและการแข็งตัวของคาร์บอนในน้ำมันเครื่อง เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมใกล้เคียงกับ -18 องศาเซลเซียส° C หรือเมื่อท่อดูดถูกเปิดออก บทบาทของฮีตเตอร์ห้องข้อเหวี่ยงจะถูกหักล้างไปบางส่วน และปรากฏการณ์การเคลื่อนตัวอาจยังคงเกิดขึ้นได้

โดยทั่วไปแล้ว ฮีตเตอร์ห้องข้อเหวี่ยงจะทำงานอย่างต่อเนื่องขณะใช้งาน เนื่องจากเมื่อสารทำความเย็นเข้าไปในห้องข้อเหวี่ยงและควบแน่นในน้ำมันหล่อลื่นที่เย็นตัวลงแล้ว อาจใช้เวลานานถึงหลายชั่วโมงกว่าจะไหลกลับไปยังท่อดูดได้อีกครั้ง ในกรณีที่สถานการณ์ไม่ร้ายแรงมากนัก ฮีตเตอร์ห้องข้อเหวี่ยงจะมีประสิทธิภาพมากในการป้องกันการไหลของสารทำความเย็น แต่ฮีตเตอร์ห้องข้อเหวี่ยงไม่สามารถป้องกันคอมเพรสเซอร์จากความเสียหายที่เกิดจากการไหลย้อนกลับของของเหลวได้

เครื่องแยกก๊าซและของเหลวแบบท่อดูด

สำหรับระบบที่มีแนวโน้มที่จะเกิดการรั่วไหลของของเหลว ควรติดตั้งตัวแยกก๊าซและของเหลวไว้ที่ท่อดูดเพื่อกักเก็บสารทำความเย็นเหลวที่รั่วไหลออกจากระบบไว้ชั่วคราว และส่งสารทำความเย็นเหลวกลับไปยังคอมเพรสเซอร์ในอัตราที่คอมเพรสเซอร์สามารถรับได้

การรั่วไหลของสารทำความเย็นมักเกิดขึ้นเมื่อเปลี่ยนโหมดการทำงานของปั๊มความร้อนจากโหมดทำความเย็นไปเป็นโหมดทำความร้อน และโดยทั่วไปแล้ว ตัวแยกก๊าซและของเหลวในท่อดูดเป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นในปั๊มความร้อนทุกชนิด

ระบบที่ใช้ก๊าซร้อนในการละลายน้ำแข็งก็มีแนวโน้มที่จะเกิดของเหลวล้นออกมาในช่วงเริ่มต้นและสิ้นสุดการละลายน้ำแข็งเช่นกัน อุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูงเกินจุดเดือดต่ำ เช่น ตู้แช่แข็งแบบใช้ของเหลวและคอมเพรสเซอร์ในตู้แสดงสินค้าอุณหภูมิต่ำ อาจทำให้เกิดของเหลวล้นออกมาได้เป็นบางครั้งเนื่องจากการควบคุมสารทำความเย็นที่ไม่เหมาะสม สำหรับอุปกรณ์ในรถยนต์ เมื่ออยู่ในช่วงเวลาที่ระบบปิดตัวเป็นเวลานาน ก็มีแนวโน้มที่จะเกิดของเหลวล้นออกมาอย่างรุนแรงเมื่อสตาร์ทเครื่องใหม่

ในคอมเพรสเซอร์แบบสองขั้นตอน อากาศที่ถูกดูดจะถูกส่งกลับไปยังกระบอกสูบด้านล่างโดยตรงและไม่ผ่านห้องมอเตอร์ และควรใช้ตัวแยกก๊าซและของเหลวเพื่อป้องกันวาล์วคอมเพรสเซอร์จากความเสียหายจากการพุ่งของของเหลว

เนื่องจากปริมาณสารทำความเย็นที่ต้องการโดยรวมของระบบทำความเย็นแต่ละระบบแตกต่างกัน และวิธีการควบคุมสารทำความเย็นก็แตกต่างกัน ดังนั้น การที่จำเป็นต้องใช้ตัวแยกก๊าซ-ของเหลวหรือไม่ และขนาดของตัวแยกก๊าซ-ของเหลวที่ต้องการนั้น ขึ้นอยู่กับความต้องการของระบบนั้นๆ เป็นอย่างมาก หากไม่ได้ทำการทดสอบปริมาณการไหลย้อนกลับของของเหลวอย่างแม่นยำ วิธีการออกแบบที่รอบคอบคือ การกำหนดความจุของตัวแยกก๊าซ-ของเหลวไว้ที่ 50% ของปริมาณสารทำความเย็นทั้งหมดของระบบ

เครื่องแยกน้ำมัน

ตัวแยกน้ำมันไม่สามารถแก้ไขปัญหาการไหลกลับของน้ำมันที่เกิดจากการออกแบบระบบ หรือแก้ไขปัญหาการควบคุมสารทำความเย็นเหลวได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อไม่สามารถแก้ไขความล้มเหลวในการควบคุมระบบด้วยวิธีอื่นได้ ตัวแยกน้ำมันจะช่วยลดปริมาณน้ำมันที่ไหลเวียนในระบบ ซึ่งจะช่วยให้ระบบผ่านพ้นช่วงวิกฤตไปได้จนกว่าการควบคุมระบบจะกลับสู่สภาวะปกติ ตัวอย่างเช่น ในเครื่องปรับอากาศอุณหภูมิต่ำมากหรือเครื่องระเหยแบบใช้สารทำความเย็นเหลวทั้งหมด น้ำมันที่ไหลกลับอาจได้รับผลกระทบจากการละลายน้ำแข็ง ในกรณีนี้ ตัวแยกน้ำมันจะช่วยรักษาระดับน้ำมันเย็นในคอมเพรสเซอร์ในระหว่างการละลายน้ำแข็งของระบบได้