Основными причинами перегрева выхлопных газов компрессора являются: высокая температура возвратного воздуха, большая тепловая мощность двигателя, высокая степень сжатия, высокое давление конденсации и неправильный выбор хладагента.
1. Температура возвратного воздуха
Температура обратного воздуха зависит от температуры испарения. Для предотвращения обратного потока жидкости в трубопроводах обратного воздуха обычно требуется перегрев обратного воздуха 20°C. Если трубопровод обратного воздуха плохо изолирован, перегрев будет значительно превышать 20°C.
Чем выше температура обратного воздуха, тем выше температура всасывания и выхлопных газов. С каждым повышением температуры обратного воздуха на 1°C температура выхлопных газов увеличивается.
2. Подогрев двигателя
В компрессорах с возвратным воздухом пары хладагента нагреваются двигателем при протекании через полость двигателя, и температура всасывания цилиндра снова повышается.
Тепло, вырабатываемое двигателем, зависит от мощности и КПД, в то время как потребляемая мощность тесно связана с рабочим объемом, объемным КПД, условиями работы, сопротивлением трению и т. д.
В полугерметичных компрессорах с возвратным воздушным охлаждением температура хладагента в полости двигателя повышается от 15°C до 45°C. В компрессорах с воздушным охлаждением хладагент не проходит через обмотки, поэтому проблема нагрева двигателя отсутствует.
3. Степень сжатия слишком высокая.
Температура выхлопных газов существенно зависит от степени сжатия. Чем выше степень сжатия, тем выше температура выхлопных газов. Уменьшение степени сжатия может значительно снизить температуру выхлопных газов за счёт увеличения давления всасывания и снижения давления выхлопных газов.
Давление всасывания определяется давлением испарения и сопротивлением всасывающей линии. Повышение температуры испарения может эффективно увеличить давление всасывания, быстро снизить степень сжатия и, следовательно, снизить температуру выхлопных газов.
Практика показывает, что снижение температуры выхлопных газов путем повышения давления всасывания проще и эффективнее других методов.
Основной причиной избыточного давления нагнетания является слишком высокое давление конденсации. Недостаточная площадь охлаждения конденсатора, накопление накипи, недостаточный объём охлаждающего воздуха или воды, слишком высокая температура охлаждающей воды или воздуха и т. д. могут привести к избыточному давлению конденсации. Крайне важно выбрать правильную площадь конденсации и поддерживать достаточный поток охлаждающей жидкости.
Высокотемпературные компрессоры и компрессоры для кондиционирования воздуха рассчитаны на работу с низкой степенью сжатия. После использования в холодильной установке степень сжатия экспоненциально возрастает, температура нагнетаемого воздуха очень высокая, и система охлаждения не справляется с нагрузкой, что приводит к перегреву. Поэтому следует избегать использования компрессора за пределами его рабочего диапазона и работать с коэффициентом сжатия ниже минимально возможного. В некоторых криогенных системах перегрев является основной причиной выхода компрессора из строя.
4. Противорасширение и смешивание газов
После начала такта всасывания газ высокого давления, находящийся в зазоре цилиндра, подвергается процессу обратного расширения. После обратного расширения давление газа возвращается к давлению всасывания, а энергия, затраченная на сжатие этой части газа, теряется в процессе обратного расширения. Чем меньше зазор, тем, с одной стороны, меньше потребляемая мощность, вызванная противорасширением, и, с другой стороны, больше объём всасывания, что значительно повышает энергоэффективность компрессора.
В процессе обратного расширения газ контактирует с высокотемпературными поверхностями клапанной пластины, верхней части поршня и верхней части цилиндра, поглощая тепло, поэтому температура газа не упадет до температуры всасывания в конце обратного расширения.
После завершения процесса противорасширения начинается процесс всасывания. После попадания газа в цилиндр, с одной стороны, он смешивается с газом противорасширения, и температура повышается; с другой стороны, смешанный газ поглощает тепло с поверхности стенок и нагревается. Поэтому температура газа в начале процесса сжатия выше температуры всасывания. Однако, поскольку процессы обратного расширения и всасывания очень кратковременны, фактическое повышение температуры весьма ограничено, обычно менее 5°C.
Противорасширение возникает из-за зазора в цилиндре и является неизбежным недостатком традиционных поршневых компрессоров. Если газ из выпускного отверстия пластины клапана не может выйти, происходит обратное расширение.
5. Повышение температуры сжатия и тип хладагента
Разные хладагенты обладают разными теплофизическими свойствами, и температура отработавших газов после одного и того же процесса сжатия будет повышаться по-разному. Поэтому для разных температур охлаждения следует выбирать разные хладагенты.
6. Выводы и предложения
При нормальной работе компрессора в заданном диапазоне не должно наблюдаться перегрева, например, высокой температуры двигателя и отработавших газов. Перегрев компрессора является важным признаком неисправности, указывающим на серьёзную неисправность холодильной системы или на неправильное использование и обслуживание компрессора.
Если коренная причина перегрева компрессора кроется в холодильной системе, проблему можно решить только путём улучшения конструкции и обслуживания холодильной системы. Замена компрессора на новый не может кардинально устранить проблему перегрева.
Guangxi Cooler Refrigeration Equipment Co., Ltd.
Тел./Whatsapp:+8613367611012
Email:karen02@gxcooler.com
Время публикации: 13 марта 2024 г.