Чтобы продолжить изучение проблем, связанных с определением количества хладагента, которое нужно заправить в установку, рассмотрим признаки нехватки хладагента, проявляющиеся в различных частях холодильного контура.

А) Проявления нехватки хладагента в системе ТРВ/испаритель


Какими бы ни были причины нехватки хладагента, это означает, что в установке его мало.

Следовательно, недостаток жидкости ощущается в каждом элементе контура, но особенно этот недостаток чувствуется в испарителе, конденсаторе, ресивере и жидкостной линии.

При нормальной заправке жидкостная линия заполнена только переохлажденной жидкостью, но при нехватке хладагента в ней будет находиться парожидкостная смесь, поступающая на вход ТРВ (см. точку 1 на рис. 17.1).

Поскольку на входе ТРВ жидкости не хватает, ее также не хватает и на выходе, и последняя капля жидкости выкипает в испарителе слишком рано (точка 2). Как следствие, пары хладагента длительное время находятся в контакте с охлажденным воздухом, обеспечивая большую протяженность зоны перегрева. Вот почему температура термобаллона (точка 3) аномально повышена (в пределе, температура всасывающей магистрали может становиться почти равной температуре окружающей среды).

В результате недостаточного количества жидкости испаритель слабо заполнен хладагентом и холодопроизводительность низкая. Поэтому температура воздуха в помещении, где установлен кондиционер (или в холодильной камере), повышается, что приводит к вызову ремонтника, так как "стало слишком жарко ".

Из-за повышения температуры в охлаждаемом объеме растет также и температура воздуха на входе в испаритель (точка 4).
Но низкая холодопроизводительность приводит к тому, что воздух в испарителе охлаждается плохо. Так как температура воздуха на входе в испаритель уже повысилась, температура воздушной струи на выходе из испарителя также возрастает (точка 5).

Б) Проявление нехватки хладагента в системе испаритель/компрессор




Каждый килограмм жидкости, который проходит через испаритель, выкипает, поглощая тепло и производя определенное количество пара.

Поскольку жидкости в испарителе недостаточно, количество производимого там пара сильно падает.

Так как компрессор может потенциально перекачать гораздо больше пара, чем производит испаритель, давление кипения также аномально падает (см. точку 6 на рис. 17.2).

Ввиду того, что давление кипения имеет склонность к падению и одновременно растет температура воздуха на входе в испаритель, полный температурный напор на испарителе становится аномально высоким.

Более того, падение давления кипения обусловливает снижение температуры кипения в соответствии с соотношением между температурой и давлением насыщенных паров для данного хладагента.
При этом одновременно повышается температура термобаллона (точка 3) и перегрев обязательно будет очень значителен.

Если идет речь о кондиционере, то в нем температура кипения, как правило, выше 0°С. Однако, поскольку нехватка хладагента приводит к падению давления кипения, температура кипения получает серьезные шансы стать отрицательной.

В этом случае конденсат, осаждающийся на трубке, выходящей из ТРВ, будет иметь склонность к замерзанию и трубка будет сильно покрываться инеем (точка 7).

В) Проявление нехватки хладагента в системе компрессор/конденсатор

Ввиду того, что перегрев очень высокий и температура термобаллона ТРВ увеличилась, температура пара на входе в компрессор также возросла.


Но охлаждение электродвигателей герметичных и бессальниковых компрессоров осуществляется, главным образом, при помощи всасываемых паров.
Если температура этих паров высокая, мотор охлаждается плохо.

Как следствие, картер компрессора будет горячим (вместо того, чтобы быть чуть теплым) на уровне вентиля всасывания (точка 8 на рис. 17.3) и чрезмерно горячим в нижней части (точка 9), в зоне, где находится масло.

Таким образом, по причине аномально высокого перегрева по линии всасывания весь компрессор целиком может становиться аномально горячим.
Заметим, что вследствие повышения температуры паров на линии всасывания, температура пара в магистрали нагнетания будет также повышенной (точка 10).

Более того, мы видели, что холодопроизводительность стала аномально низкой. Однако размеры конденсатора первоначально были выбраны исходя из номинальной холодопроизводи-тельности установки.

Следовательно, как и при всех неисправностях, приводящих к падению давления всасывания, при нехватке хладагента конденсатор становится как бы переразмеренным!

Если используемый способ регулировки давления конденсации не предусматривает изменения расхода воздуха, перепад температуры воздуха будет меньше нормального и температура воздуха на выходе из конденсатора (точка 11) также станет меньше.
В связи с тем, что конденсатор оказывается переразмеренным, давление конденсации имеет тенденцию к снижению (в соответствии с используемым способом регулирования давления конденсации).

Наконец, поскольку в контуре ощущается нехватка хладагента, точно также его будет недостаточно в зоне переохлаждения.



Однако, если в трубопроводе, при нормальных условиях полностью залитом жидкостью, начинает ощущаться ее недостаток, в нем обязательно появится насыщенный пар этой жидкости (см. рис. 17.4)!
Следовательно, образовавшаяся парожид-костная смесь будет выходить из конденсатора без малейшего переохлаждения (см. точку 12 на рис. 17.3).

Таким образом, в ресивер будет попадать очень мало жидкого хладагента и его забор с помощью заборной трубки значительно усложнится (точка 13).

В предельном случае, если нехватка хладагента станет очень значительной, жидкостная линия окажется опустошенной и компрессор может очень быстро отключиться по сигналу защитного реле НД.
При этом из ресивера будет выходить парожидкостная смесь (преимущественно, насыщенный пар при температуре конденсации, см. точку 14 на рис. 17.3).

Впрочем, прохождение такой смеси можно очень отчетливо наблюдать в смотровом стекле жидкостной линии (точка 15) либо в виде непрерывного потока газовых пузырьков, либо в виде их прохождения от случая к случаю в зависимости от величины дефицита хладагента в контуре.

Внимание! В дальнейшем мы увидим, что прохождение пузырьков пара в смотровом стекле может наблюдаться даже при нормальной заправке хладагента.

Пузырьки в смотровом стекле на жидкостной магистрали появляются не только потому, что в контуре установки имеется дефицит хладагента.
С другой стороны, недостаток хладагента всегда приводит к значительному снижению переохлаждения.

На рис. 17.5 приведено обобщение признаков нехватки хладагента в контуре установки.


Внимание! В кондиционерах может сложиться ситуация, когда одна и та же величина давления кипения в одном случае будет считаться пониженной, а в другом — нормальной. Например, при температуре воздуха на входе в испаритель 25°С давление кипения, соответствующее температуре кипения 0°С, будет считаться пониженным (полный напор на испарителе Лвполн = 25 — 0 = 25 К), а при температуре воздуха на входе в испаритель 18°С эта же величина давления кипения будет считаться нормальной (полный напор Авполн = 18-0 = 18 К). При необходимости посмотрите раздел 7.

На рис. 77.6 приведен алгоритм диагностирования неисправностей, обусловленных нехваткой хладагента.

Нехватка хладагента в испарителе вызывает рост перегрева.

Нехватка хладагента в конденсаторе вызывает снижение переохлаждения.

Если перегрев повышен И переохлаждение понижено одновременно, то это обязательно означает нехватку жидкости И в испарителе, И в конденсаторе, а следовательно, и нехватку хладагента в контуре.

Запомните! Грамотный ремонтник никогда не будет заправлять установку не проверив ее герметичность.
Он также никогда не уедет с монтажа оборудования, не выполнив операцию по поиску утечек, особенно на тех участках холодильного контура, где он выполнял какие-либо работы.

Почему компрессор перестал охлаждать?.. Посмотрим...
О! Упало низкое давление... Может быть снизился расход воздуха через испаритель?..
Но это невозможно, поскольку перегрев огромный...
Может быть пропускная способность ТРВ недостаточна?..
Тоже нет, поскольку практически отсутствует переохлаждение.,
Тогда это ни что иное, как...
НЕХВАТКА ХЛАДАГЕНТА В КОНТУРЕ!

Будучи обнаруженной, нехватка хладагента заставляет ремонтника искать причину этого (а поиск иногда может оказаться очень долгим и рутинным), после чего необходимо ликвидировать обнаруженную негерметичность и дозаправить установку хладагентом.

В любом случае добросовестный ремонтник после того, как он дозаправил установку, прежде чем покинуть клиента, должен убедиться в отсутствии утечек хладагента. Рис. 17.8.

Иначе можно быть уверенным в том, что очень быстро появится новая неисправность и клиент вновь будет недоволен, но тогда его справедливое недовольство может повредить репутации всей вашей компании.






Особенности эксплуатации установок, оборудованных предохранительным клапаном



Напомним, что предохранительный клапан предназначен для защиты установки от опасности разрушения при резком подъеме высокого давления.

Например, при пожаре и сопровождающем его значительном росте температуры (а следовательно, и давления) холодильный контур, даже будучи остановленным, представляет из себя настоящую бомбу, которая неизвестно когда взорвется!

Клапан устанавливается на магистрали высокого давления (в конденсаторе или ресивере) и настраивается таким образом, чтобы открываться, если высокое давление будет выше, чем упругость пружины Fr (см. рис. 17.9).

После открытия клапана и выброса излишков газа высокое давление падает и пружина вновь закрывает клапан. Если давление вновь поднимется, процесс повторится.

Заметим, что в отдельных случаях правила безопасности эксплуатации установок предписывают отводить выхлоп предохранительного клапана с помощью специальной соединительной магистрали из помещения наружу, чтобы избежать образования высокотоксичного отравляющего газа (его называют фосгеном) при контакте хладагента с открытым пламенем. Эта предосторожность не будет лишней, если подумать о пожарных, которым при возгорании придется тушить установку!

 Напомним также, что категорически не рекомендуется менять настройку предохранительного клапана, чтобы предотвратить опасность утечки хладагента, поскольку при этом вы подвергаетесь другой, гораздо более серьезной опасности — опасности взрыва!

Возможный сценарий применения предохранительного клапана и его последствия.
Представим себе холодильную установку с конденсатором воздушного охлаждения, находящимся в загрязненном помещении. По мере осаждения грязи на конденсаторе, охлаждение хладагента ухудшается, его температура растет, а вместе с ней растет и. давление конденсации. По прошествии некоторого времени конденсатор загрязнится настолько, что компрессор отключается по команде предохранительного реле ВД.

Если по какой-то причине (плохая настройка предохранительного реле ВД, его неработоспособность, нарушение электрических цепей или капиллярной трубки реле) реле не сработает, это приведет к открытию предохранительного клапана и помешает дальнейшему росту давления.

После срабатывания предохранительного клапана давление упадет и клапан закроется. Но поскольку конденсатор остался загрязненным, этот процесс будет повторяться многократно и количество стравленного хладагента может стать очень большим.
Рост давления конденсации и нехватка хладагента в контуре приведет к снижению холодо-производительности. Температура в охлаждаемом помещении начнет расти и потребитель обратится к ремонтнику.
Прибыв на место, опытный ремонтник сразу увидит, что причина неисправности заключается в недостаточной производительности конденсатора (эта неисправность рассматривается нами ниже), обусловленной его загрязненностью, и приступит к очистке конденсатора.

После того, как конденсатор будет очищен, давление конденсации придет в норму. Многие недостаточно опытные ремонтники этим и ограничатся, однако наш ремонтник не новичок, поэтому он продолжит полное обследование установки.
При обследовании он обнаружит, что давление кипения упало, перегрев вырос, а переохлаждение снизилось: в установке явно наблюдается нехватка хладагента.

Наш ремонтник начнет искать утечки и хотя подлинных утечек он не найдет, осматривая предохранительный клапан он обнаружит, что выхлопное отверстие клапана аномально замаслено, после чего ремонтник сделает вывод о том, что недавно через клапан произошел выброс хладагента.

Чтобы проверить свое предположение, он решает проконтролировать работу предохранительного реле ВД и его способность отключать компрессор, и в процессе проверки выясняет, что реле ВД не реагирует на рост давления.
После этого ему остается только отремонтировать реле давления, а затем дозаправить установку и проблема окончательного устранения всех неисправностей будет решена.

17.5. ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УСТРАНЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТИ