בעיות נפוצות ופתרונות של נוזל קירור במערכת קירור

נדידת נוזל קירור

נדידת נוזל קירור מתייחסת להצטברות של נוזל קירור בארכובה של המדחס כאשר המדחס כבוי. כל עוד הטמפרטורה בתוך המדחס נמוכה מהטמפרטורה בתוך המאייד, הפרש הלחצים בין המדחס למאייד ידחוף את נוזל הקירור למקום קר יותר. תופעה זו צפויה להתרחש בעיקר בחודשי החורף הקרים. עם זאת, עבור התקני מיזוג אוויר ומשאבות חום, כאשר יחידת העיבוי רחוקה מהמדחס, גם אם הטמפרטורה גבוהה, תופעת הנדידה עלולה להתרחש.

כאשר המערכת מושבתת, אם היא לא מופעלת תוך מספר שעות, גם אם אין הפרש לחצים, תופעת הנדידה עלולה להתרחש עקב משיכת השמן המקורר בבית הארכובה אל נוזל הקירור.

אם עודף נוזל קירור נודד לתוך ארכובה של המדחס, יתרחש הלם נוזלי חמור בעת הפעלת המדחס, וכתוצאה מכך יתרחשו מגוון תקלות במדחס, כגון קרע בדיסק השסתום, נזק לבוכנה, כשל במסב ושחיקה של המסב (נוזל קירור שוטף את השמן הקר מהמיסב).

גלישת נוזל קירור

כאשר שסתום ההתפשטות אינו פועל, או שמאוורר המאייד נכשל או נחסם על ידי מסנן האוויר, נוזל הקירור יעלה על גדותיו במאייד ויכנס למדחס כנוזל ולא כקיטור דרך צינור היניקה. כאשר היחידה פועלת, נוזל הצפתו מדלל את השמן המקורר, וכתוצאה מכך נשחק החלקים הנעים של המדחס, והפחתת לחץ השמן מובילה לפעולת התקן בטיחות לחץ השמן, ובכך גורם לאובדן שמן בבית הארכובה. במקרה זה, אם המכונה כבויה, תופעת נדידת נוזל הקירור תתרחש במהירות, וכתוצאה מכך תתרחש הלם נוזלי בעת הפעלתה מחדש.

פטיש נוזלי

כאשר מתרחשת פגיעת נוזל, ניתן לשמוע את צליל ההקשה המתכתי הנפלט מהמדחס, והמדחס עשוי להיות מלווה ברטט חזק. הקשה הידראולית עלולה לגרום לקרע בשסתום, נזק לאטם ראש המדחס, שבר במוט החיבור, שבר בציר וסוגים אחרים של נזק למדחס. כאשר נוזל הקירור נודד לתוך בית הארכובה, תתרחש הלם נוזלי בעת הפעלת בית הארכובה. ביחידות מסוימות, עקב מבנה הצינור או מיקום הרכיבים, נוזל הקירור יצטבר בצינור היניקה או במאייד במהלך זמן השבתת היחידה, ויכנס למדחס בצורת נוזל טהור במהירות גבוהה במיוחד כאשר הוא מופעל. המהירות והאינרציה של מהלך ההידראולי מספיקות כדי להרוס את ההגנה של כל התקן מובנה נגד מהלך הידראולי של המדחס.

פעולת התקן בקרת בטיחות לחץ שמן

ביחידה קריוגנית, לאחר תקופת הסרת הכפור, גלישת נוזל קירור גורמת לעיתים קרובות לפעולה של התקן בקרת בטיחות לחץ השמן. מערכות רבות מתוכננות לאפשר לקירור להתעבות במאייד ובצינור היניקה במהלך הפשרה, ולאחר מכן לזרום לתוך ארכובה של המדחס בעת ההפעלה, מה שגורם לירידה בלחץ השמן, מה שגורם לפעולה של התקן בטיחות לחץ השמן.

לעיתים, פעולת התקן בקרת בטיחות לחץ השמן פעם או פעמיים לא תשפיע באופן משמעותי על המדחס, אך פעמים חוזרות ונשנות בהיעדר תנאי שימון טובים יובילו לכשל במדחס. התקן בקרת בטיחות לחץ השמן נחשב לעתים קרובות על ידי המפעיל כתקלה קטנה, אך זוהי אזהרה שהמדחס פועל יותר משתי דקות ללא שימון, ויש לנקוט באמצעי תיקון בזמן.

תרופות מומלצות

ככל שמערכת הקירור מכילה יותר נוזל קירור, כך גדל הסיכוי לכשל. רק כאשר המדחס ורכיבים עיקריים אחרים של המערכת מחוברים יחד לבדיקת המערכת, ניתן לקבוע את כמות נוזל הקירור המרבית והבטוחה. יצרני מדחסים מסוגלים לקבוע את כמות נוזל הקירור המרבית שיש למלא מבלי לפגוע בחלקים הפועלים של המדחס, אך הם אינם מסוגלים לקבוע כמה מסך כמות נוזל הקירור במערכת הקירור נמצא בפועל במדחס במקרים הקיצוניים ביותר. כמות נוזל הקירור המרבית שהמדחס יכול לעמוד בה תלויה בתכנון שלו, בנפח התכולה ובכמות שמן הקירור המוכנסת. כאשר מתרחשת נדידת נוזלים, גלישה או נקישה, יש לנקוט בפעולת התיקון הנדרשת, סוג הפעולה התלויה בתכנון המערכת ובסוג הכשל.

הפחת את כמות הקירור המוכנסת

הדרך הטובה ביותר להגן על המדחס מפני כשל הנגרם על ידי נוזלי קירור היא להגביל את כמות נוזל הקירור לטווח המותר למדחס. אם זה לא אפשרי, יש להפחית את כמות המילוי ככל האפשר. בתנאי עמידה בקצב הזרימה, יש להשתמש במעבה, במאייד ובצינור החיבור קטנים ככל האפשר, ויש לבחור את מיכל הנוזל קטן ככל האפשר. מזעור כמות המילוי דורש פעולה נכונה כדי להתריע בפני המשקפיים על בועות הנגרמות מקוטר קטן של צינור הנוזל ולחץ ראש נמוך, מה שעלול להוביל למילוי יתר חמור.

מחזור פינוי

השיטה הפעילה והאמינה ביותר לשליטה בנוזל קירור היא מחזור הפינוי. במיוחד כאשר כמות המטען של המערכת גדולה, על ידי סגירת שסתום הסולנואיד של צינור הנוזל, ניתן לשאוב את נוזל הקירור לתוך הקבל ולמאגר הנוזל, והמדחס פועל תחת בקרת התקן בקרת בטיחות בלחץ נמוך, כך שנוזל הקירור מבודד מהמדחס כאשר המדחס אינו פועל, ובכך נמנע נדידת נוזל הקירור לארכובה של המדחס. מומלץ להשתמש במחזור פינוי רציף במהלך שלב הכיבוי כדי למנוע דליפה משסתום הסולנואיד. אם מדובר במחזור פינוי יחיד, או במצב בקרה ללא מחזור, יהיה נזק רב מדי של דליפת נוזל קירור למדחס כאשר הוא כבוי למשך זמן רב. למרות שמחזור הפינוי הרציף הוא הדרך הטובה ביותר למנוע נדידה, הוא אינו מגן על המדחס מפני ההשפעות השליליות של גלישת נוזל הקירור.

מחמם ארכובה

במערכות מסוימות, סביבות הפעלה, עלויות או העדפות לקוח שעלולות להפוך מחזורי פינוי לבלתי אפשריים, מחממי ארכובה יכולים לעכב את המעבר.

תפקידו של מחמם הארכובה הוא לשמור על טמפרטורת השמן הקר בבית הארכובה מעל לטמפרטורת החלק התחתון ביותר של המערכת. עם זאת, יש להגביל את עוצמת החימום של מחמם הארכובה על מנת למנוע התחממות יתר וקפיאת פחמן בשמן. כאשר טמפרטורת הסביבה קרובה ל-18-° ג, או כאשר צינור היניקה חשוף, תפקידו של מחמם הארכובה יתקזז חלקית, ותופעת הנדידה עדיין עשויה להתרחש.

מחממי ארכובה מחוממים בדרך כלל באופן רציף במהלך השימוש, מכיוון שברגע שנוזל הקירור נכנס לארכובה ומתעבה בשמן הקר, זה יכול לקחת עד מספר שעות עד שהוא חוזר לצינור היניקה. כאשר המצב אינו חמור במיוחד, מחמם ארכובה יעיל מאוד במניעת נדידה, אך מחמם ארכובה אינו יכול להגן על המדחס מפני הנזק הנגרם על ידי זרימת נוזלים חוזרת.

מפריד גז-נוזל צינור יניקה

עבור מערכות הנוטות להצפה של נוזלים, יש להתקין מפריד גז-נוזל על צינור היניקה כדי לאחסן באופן זמני את נוזל הקירור שנשפך מהמערכת ולהחזיר את נוזל הקירור למדחס בקצב שהמדחס יכול לעמוד בו.

גלישת נוזל קירור צפויה להתרחש כאשר משאבת החום עוברת ממצב קירור למצב חימום, ובאופן כללי, מפריד גז-נוזל בצינור היניקה הוא ציוד הכרחי בכל משאבות החום.

מערכות המשתמשות בגז חם להפשרה נוטות גם להצפה של נוזלים בתחילת ובסוף ההפשרה. מכשירים בעלי התחממות יתר נמוכה, כגון מקפיאי נוזלים ומדחסים בארונות תצוגה בטמפרטורה נמוכה, עלולים לעיתים לגרום להצפה עקב בקרת קירור לא נכונה. עבור מכשירים ברכב, כאשר הם חווים שלב כיבוי ארוך, הם נוטים גם להצפה חמורה בעת הפעלה מחדש.

במדחס דו-שלבי, היניקה מוחזרת ישירות לצילינדר התחתון ואינה עוברת דרך תא המנוע, ויש להשתמש במפריד גז-נוזל כדי להגן על שסתום המדחס מפני נזקי הנשיפה של הנוזל.

מכיוון שדרישות המטען הכוללות של מערכות קירור שונות שונות, ושיטות בקרת נוזל הקירור שונות, הצורך במפריד גז-נוזל וגודלו תלויים במידה רבה בדרישות המערכת הספציפית. אם כמות הזרימה החוזרת של הנוזל אינה נבדקת במדויק, גישת תכנון שמרנית היא לקבוע את קיבולת מפריד הגז-נוזל ב-50% מטעינת המערכת הכוללת.

מפריד שמן

מפריד השמן אינו יכול לפתור את תקלת החזרת השמן הנגרמת מתכנון המערכת, וגם לא את תקלת בקרת נוזל הקירור. עם זאת, כאשר לא ניתן לפתור את תקלת בקרת המערכת באמצעים אחרים, מפריד השמן מסייע בהפחתת כמות השמן המסתובבת במערכת, מה שיכול לסייע למערכת לעבור תקופה קריטית עד שבקרת המערכת תחזור למצב תקין. לדוגמה, ביחידה בטמפרטורה נמוכה במיוחד או במאייד נוזלים מלא, שמן ההחזרה עלול להיות מושפע מהפשרה, ובמקרה כזה מפריד השמן יכול לסייע בשמירה על כמות השמן הקר במדחס במהלך הפשרת המערכת.