Температура нагнетания — температура газообразного хладагента на выходе из компрессора после сжатия. Это интегральный показатель состояния холодильной системы: он реагирует на изменение давлений, перегрева, качества масла и механического состояния компрессора. Температура нагнетания — первое, что нужно измерить при подозрении на проблему до разбора схем и детальной диагностики.

Измерение выполняется термопарой или контактным термометром на нагнетательном трубопроводе. Точка измерения — 200–300 мм от нагнетательного сервисного вентиля компрессора. Далее трубопровод охлаждается окружающим воздухом, показание будет занижено. Перед снятием показания компрессор должен проработать не менее 10–15 минут в установившемся режиме.

Frostsystems выполняет капитальный ремонт компрессоров в Москве и МО — разборка блока Bitzer, Copeland, Dorin, Frascold, замена клапанов и уплотнений с опрессовкой азотом.

Нормативные значения для разных хладагентов

Температура нагнетания зависит от хладагента: каждый имеет собственный показатель адиабаты (κ = Cp/Cv), который определяет степень нагрева при сжатии.

Для долгосрочного ресурса компрессора рекомендуется не превышать 105–110 °C в постоянном режиме, даже если производитель допускает 130 °C. При 110–130 °C масло начинает окисляться ускоренно; при 160 °C масляная плёнка на стенках цилиндров поршневых компрессоров разрушается.

Почему высокая температура нагнетания опасна

Окисление и карбонизация масла. При температурах выше 110–120 °C масло POE или минеральное начинает разлагаться. Продукты разложения — кислоты и нагар — засоряют фильтр-осушитель, забивают капиллярные каналы ТРВ, откладываются на клапанных пластинах поршневых компрессоров.
Повреждение электродвигателя. В полугерметичных компрессорах обмотки электродвигателя охлаждаются всасываемым газом. При высокой температуре нагнетания растёт и температура в зоне обмоток — Kriwan INT69 фиксирует перегрев обмоток и останавливает компрессор. Повторяющееся срабатывание INT69 без устранения причины ведёт к разрушению лаковой изоляции.
Разложение хладагента. HFO-содержащие хладагенты (R448A, R449A) при температурах выше 150 °C начинают разлагаться с образованием HF (фтористого водорода) — коррозионно-активного соединения.
Повреждение механики. Нагар на клапанных пластинах нарушает их посадку — компрессор начинает пропускать газ, температура нагнетания растёт ещё сильнее. Образуется нарастающий цикл деградации.

Высокая степень сжатия: главная причина

Степень сжатия (СС) — отношение абсолютного давления нагнетания к абсолютному давлению всасывания: СС = Pнагн / Pвс.

Чем выше степень сжатия, тем выше температура нагнетания при том же перегреве на всасывании. Это физическая закономерность процесса адиабатического сжатия. Нормальная степень сжатия для среднетемпературных систем — 3–5; для низкотемпературных — 5–10. При СС выше 10 без дополнительного охлаждения компрессор неизбежно перегревается.

Степень сжатия растёт при:

росте давления конденсации (загрязнение конденсатора, жара) — ↑Pнагн
падении давления всасывания (утечка хладагента, засор фильтра, глубокие режимы) — ↓Pвс

Практический пример: система R404A, испарение −30 °C (Pвс = 1,52 бар абс.), конденсация +45 °C (Pнагн = 17,2 бар абс.). СС = 17,2 / 1,52 = 11,3 — критически высокое значение для поршневого компрессора без впрыска жидкости.

Высокий перегрев на всасывании

Температура нагнетания линейно зависит от температуры газа, поступающего в компрессор. Каждый дополнительный Кельвин перегрева на всасывании добавляет примерно 2–3 К к температуре нагнетания (зависит от степени сжатия и хладагента).

Норма перегрева на всасывании для DX-систем — 4–8 К. При перегреве 15–20 К температура нагнетания вырастает на 20–40 °C относительно нормальной.

Причины завышенного перегрева:

ТРВ настроен на слишком большой перегрев или термобаллон не в контакте с трубой
Утечка хладагента — мало жидкости в испарителе, газ перегревается на выходе
Длинная неизолированная всасывающая трасса в жарком машинном зале
Засор ТРВ или фильтра-осушителя — мало хладагента в испарителе

Диагностика: температура газа на всасывающем штуцере компрессора минус температура насыщения при давлении всасывания. При R404A и давлении всасывания 1,52 бар (−30 °C) норма на всасывании — от −26 до −22 °C. Если −15 °C — перегрев 15 К, требует диагностики.

Загрязнение конденсатора

Загрязнённый воздушный конденсатор не отводит расчётное количество тепла — температура конденсации растёт, давление нагнетания растёт, степень сжатия увеличивается, температура нагнетания поднимается.

При температуре воздуха у конденсатора +25 °C и нормально чистом конденсаторе температура конденсации для R404A должна быть около +40…+45 °C. При загрязнении она поднимается до +55…+65 °C. Рост температуры конденсации на 10 °C повышает температуру нагнетания на 8–15 °C в зависимости от степени сжатия.

Диагностика: давление нагнетания выше расчётного при нормальной наружной температуре. Визуальный осмотр конденсатора — тополиный пух, пыль, жир в ламелях. Решение: промывка конденсатора водой или химическим средством.

Утечка хладагента

При снижении заправки хладагента происходят два взаимосвязанных процесса.
Первый: давление всасывания падает — степень сжатия растёт — температура нагнетания растёт.
Второй: масса хладагента, проходящего через испаритель и всасывающий трубопровод, снижается — газ сильнее перегревается на пути к компрессору — температура на всасывании растёт — температура нагнетания растёт.

Оба эффекта суммируются. При значительной утечке температура нагнетания может превысить 130 °C при том, что давление нагнетания при этом низкое — нетипичная комбинация, которую легко спутать с другими причинами. Ключ к распознаванию: давление всасывания значительно ниже нормы при нормальной или повышенной температуре в охлаждаемом объёме.

Неконденсирующиеся газы в системе

Воздух, попавший в систему при плохом вакуумировании или через негерметичное соединение на стороне низкого давления, не конденсируется при температуре конденсатора. Он накапливается в верхней части конденсатора и создаёт дополнительное парциальное давление поверх давления конденсации хладагента.

Суммарное давление нагнетания растёт — степень сжатия увеличивается — температура нагнетания поднимается. При этом давление нагнетания выше расчётного для данной температуры конденсации, что отличает этот случай от загрязнения конденсатора.

Диагностика: остановить компрессор, дать системе выровняться. Измерить давление в системе и температуру корпуса конденсатора. Если давление выше, чем должно быть при данной температуре по PT-диаграмме — неконденсируемые газы присутствуют. Решение: рекуперация хладагента, вакуумирование с двухцикловым достижением 0,3 мбар, заправка новой порцией.

Внутренние перетечки компрессора

В поршневых компрессорах изношенные или повреждённые клапанные пластины пропускают часть газа высокого давления обратно в зону всасывания. В винтовых — изношенные торцы роторов и корпусные уплотнения. В спиральных — изношенные торцы спиралей.

Эффект: горячий газ высокого давления рециркулирует внутри компрессора, подмешиваясь к всасываемому холодному газу. Компрессор «перегоняет» газ по внутреннему кругу, тратит электроэнергию, но меньше перекачивает в систему. Температура нагнетания растёт; холодопроизводительность падает.

Диагностический признак внутренних перетечек: ток компрессора ниже нормального (меньше работы по перекачке), а температура нагнетания выше нормальной — нетипичное сочетание. Давление всасывания при этом выше нормального — компрессор не создаёт нужного разрежения.

Проверка: тест на перепад давлений — при закрытом сервисном вентиле всасывания исправный компрессор быстро создаёт глубокий вакуум; изношенный с внутренними перетечками тянет медленно и не достигает нормального вакуума.

Маслоохладитель и впрыск жидкости

Для низкотемпературных применений (испарение −30 °C и ниже) степень сжатия настолько высока, что без дополнительного охлаждения компрессор неизбежно перегревается.

Маслоохладитель (маслоохладитель + маслоотделитель) применяется в винтовых компрессорах. Масло охлаждается в отдельном теплообменнике охлаждающей водой или хладагентом. Неисправность маслоохладителя или засор его трубок напрямую ведёт к росту температуры нагнетания.

Впрыск жидкого хладагента (liquid injection, Li) применяется в поршневых и спиральных компрессорах для низких температур: малое количество жидкого хладагента впрыскивается непосредственно в нагнетательную зону, охлаждая газ перед выходом. Управляется ТРВ типа Li с термобаллоном на нагнетательном трубопроводе. Если ТРВ Li не открывается (засор, потеря заряда термобаллона), температура нагнетания резко растёт только при пониженных температурах испарения.

Встроенный охладитель головки у некоторых поршневых компрессоров (принудительный обдув вентилятором, водяная рубашка) — при его неисправности температура нагнетания также растёт.

Диагностическая таблица

Высокая Тнагн, высокое давление нагнетания, нормальное давление всасывания;Загрязнение конденсатора или высокая температура воздуха у конденсатора;Промыть конденсатор, проверить вентиляцию машинного зала Высокая Тнагн, нормальное давление нагнетания, низкое давление всасывания;Утечка хладагента или засор фильтра-осушителя;Поиск утечки течеискателем, осмотр фильтра на иней Высокая Тнагн, высокое давление нагнетания, давление выше расчётного для данной температуры;Неконденсирующиеся газы (воздух в системе);Остановить, проверить соответствие давления PT-диаграмме, рекуперация и повторное вакуумирование Высокая Тнагн, низкий ток компрессора, давление всасывания выше нормы;Внутренние перетечки — износ клапанов или уплотнений;Тест на глубину вакуума при закрытом всасывающем вентиле Высокая Тнагн, перегрев на всасывании выше 12–15 К;Завышенная настройка ТРВ или потеря контакта термобаллона;Проверить перегрев, настройку ТРВ и положение термобаллона Высокая Тнагн только при низких температурах испарения ниже −25 °C;Неработающий впрыск жидкости (ТРВ Li засорён или потеря заряда);Проверить ТРВ Li: температуру на нагнетании с термобаллоном и без него Высокая Тнагн у одного из параллельных компрессоров при нормальной температуре у другого;Внутренние перетечки именно этого компрессора;Сравнить рабочий ток: у повреждённого компрессора он ниже, чем у исправного

Порядок диагностики

Измерить температуру нагнетания контактным термометром через 15 мин работы в установившемся режиме.
Снять давления всасывания и нагнетания манометрической станцией. Рассчитать степень сжатия.
Измерить перегрев на всасывании. Температура газа у штуцера всасывания минус температура насыщения при давлении всасывания. Норма 4–8 К.
Сравнить давление нагнетания с расчётным по PT-диаграмме для текущей температуры воздуха у конденсатора. Превышение более 3 бар — загрязнение конденсатора или воздух в системе.
Осмотреть конденсатор и вентилятор конденсатора. Проверить температуру воздуха в машинном зале.
Проверить ток компрессора. Аномально низкий ток при высокой Тнагн — внутренние перетечки.
Устранить причину согласно результатам диагностики.
Пуско-наладочные работы. После устранения — запуск с контролем температуры нагнетания, давлений и перегрева в установившемся режиме.

Типичные ошибки

Принимают высокую Тнагн за норму в летний период. «Летом всегда так». Загрязнённый конденсатор в жару даёт температуру нагнетания 130–140 °C — это уже повреждение масла и клапанов. Чистка конденсатора весной и летом — не опция, а необходимое условие работы компрессора без перегрева.
Диагностируют перегрев обмоток через INT69 без измерения температуры нагнетания. Kriwan срабатывает — компрессор остановили, подождали, перезапустили. Причина не устранена. INT69 — следствие, а не причина. Температура нагнетания — первый показатель, который нужно измерить при срабатывании INT69.
При внутренних перетечках сначала проверяют утечку хладагента. Симптомы похожи: высокая Тнагн, низкая холодопроизводительность. Но при перетечках ток компрессора ниже нормы, а при утечке хладагента — тоже ниже, но давление всасывания различается. Совместный анализ тока, давлений и Тнагн даёт правильный диагноз без лишних работ.

Frostsystems выполняет диагностику и устранение причин высокой температуры нагнетания компрессоров холодильных установок — чистку конденсаторов, поиск утечек, настройку ТРВ, проверку и ремонт компрессоров с пуско-наладочными работами в Москве и Московской области.

Не знаете с чего начать?

Оставьте ваши контактные данные и инженер разберется в вашей проблеме и предложит пути решения.

Высокая температура нагнетания компрессора: причины, нормы и диагностика

Что такое температура нагнетания и как её измерять