+7 495 487-27-87
info@frostsystems.ru
Обратный звонок
+7 495 487-27-87
info@frostsystems.ru

Высокая температура нагнетания компрессора: причины, нормы и диагностика

Содержание:
  1. Что такое температура нагнетания и как её измерять
  2. Нормативные значения для разных хладагентов
  3. Почему высокая температура нагнетания опасна
  4. Высокая степень сжатия
  5. Высокий перегрев на всасывании
  6. Загрязнение конденсатора
  7. Утечка хладагента
  8. Неконденсирующиеся газы в системе
  9. Внутренние перетечки компрессора
  10. Маслоохладитель и впрыск жидкости
  11. Диагностическая таблица
  12. Порядок диагностики
  13. Типичные ошибки

Что такое температура нагнетания и как её измерять

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.

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

  1. 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.
  2. 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.
  3. Разложение хладагента. HFO-содержащие хладагенты (R448A, R449A) при температурах выше 150 °C начинают разлагаться с образованием HF (фтористого водорода) — коррозионно-активного соединения.
  4. 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

Порядок диагностики

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