מערכות קירור משתמשות בנוזלים כנוזלים עובדים, ולנוזלים יש בדרך כלל שתי צורות: נוזל וגז. היום נדבר על הידע הרלוונטי אודות נוזלים.
1. האם נוזל הקירור נוזלי או גז?
ניתן לחלק נוזלי קירור לשלוש קטגוריות: נוזלי קירור בעלי חומר קירור יחיד, נוזלי קירור מעורבים שאינם אזיאוטרופיים, ונוזלי קירור מעורבים אזיאוטרופיים.
הרכב חומר הקירור הפועל היחיד לא ישתנה בין אם הוא גזי או נוזלי, כך שניתן לטעון את המצב הגזי בעת טעינת חומר הקירור.
למרות שהרכב נוזל הקירור האזיאוטרופי שונה, מכיוון שנקודת הרתיחה זהה, גם הרכב הגז והנוזל זהה, כך שניתן לטעון את הגז;
בשל נקודות הרתיחה השונות של נוזלי קירור לא אזיאוטרופיים, נוזלי קירור נוזליים וגזיים שונים למעשה בהרכבם. אם מוסיפים נוזלי קירור גזיים בשלב זה, הרכב נוזלי הקירור הנוספים יהיה שונה. לדוגמה, רק נוזל קירור גזי מסוים נוסף. נוזל קירור, כך שניתן להוסיף רק נוזל.
כלומר, יש להוסיף נוזלים לנוזלים שאינם אזיאוטרופיים, ונוזלים שאינם אזיאוטרופיים מתחילים כולם ב-R4. סוג זה של נוזל מוסיף. נוזלי קירור שאינם אזיאוטרופיים נפוצים הם: R40, R401A, R403B, R404A, R406A, R407A, R407B, R407C, R408A, R409A, R410A, R41A.
באשר לנוזלי קירור נפוצים אחרים, כגון: R134a, R22, R23, R290, R32, R500, R600a, הרכב נוזל הקירור לא יושפע מהוספת גז או נוזל, ולכן זה נוח.
בעת הוספת חומר קירור, עלינו לשים לב לדברים הבאים:
(1) התבונן בבועות בזכוכית הראייה;
(2) מדוד לחץ גבוה ונמוך;
(3) מדוד את זרם המדחס;
(4) שקלו את הזריקה.
בנוסף, יש לציין ולהדגיש כי:
יש להוסיף נוזלי קירור שאינם אזיאוטרופיים במצב נוזלי. לדוגמה, נוזל קירור R410A, הרכבו הוא כדלקמן:
R32 (דיפלואורומתאן): 50%;
R125 (פנטפלואורואתאן): 50%;
מכיוון שנקודות הרתיחה של R32 ו-R125 שונות, כאשר משאירים את גליל נוזל הקירור R410A עומד, נקודת הרתיחה של R32 ו-R125 שונה, מה שמוביל בהכרח לאידוי גזי של נוזל הקירור בחלקו העליון של גליל הקירור, וההרכב אינו 50% R32 + 50% R125, מכיוון שנקודת הרתיחה של R32 נמוכה, סביר מאוד שהחלק העליון של נוזל הקירור הוא רכיב של R32.
לכן, אם מוסיפים גז קירור, הקרר שנוסף אינו R410A, אלא R32.
שנית, הבעיות הנפוצות של נוזלי קירור
1. נדידת נוזל קירור
נדידת נוזל קירור מתייחסת להצטברות של נוזל קירור בבית הארכובה של המדחס כאשר המדחס כבוי. כל עוד הטמפרטורה בתוך המדחס נמוכה יותר מהטמפרטורה בתוך המאייד, הפרש הלחצים בין המדחס למאייד ידחוף את נוזל הקירור למיקום קריר יותר. תופעה זו צפויה להתרחש בעיקר בחורפים קרים. עם זאת, עבור מזגנים ומשאבות חום, כאשר יחידת העיבוי רחוקה מהמדחס, נדידה עלולה להתרחש גם אם הטמפרטורה גבוהה.
לאחר כיבוי המערכת, אם היא לא מופעלת תוך מספר שעות, גם אם אין הפרש לחצים, תופעת הנדידה עלולה להתרחש עקב משיכת נוזל הקירור בבית הארכובה אל נוזל הקירור.
אם עודף נוזל קירור נודד לתוך ארכובה של המדחס, תתרחש תופעת סתימה חמורה של נוזל בעת הפעלת המדחס, וכתוצאה מכך תתרחש מגוון תקלות במדחס, כגון קרע בצלחת השסתום, נזק לבוכנה, כשל במיסב ושחיקה של המיסב (נוזל הקירור שוטף את השמן מהמיסבים).
2. גלישת נוזל קירור
כאשר שסתום ההתפשטות נכשל, או מאוורר המאייד נכשל או נחסם על ידי מסנן האוויר, נוזל הקירור יעלה על גדותיו במאייד ויכנס למדחס דרך צינור היניקה בצורת נוזל ולא אדים. כאשר היחידה פועלת, עקב גלישת הנוזל המדללת את שמן הקירור, החלקים הנעים של המדחס נשחקים ולחץ השמן יורד, מה שגורם לפעולת התקן הבטיחות של לחץ השמן, ובכך גורם לאיבוד שמן בבית הארכובה. במקרה זה, אם המכונה כבויה, תופעת נדידת נוזל הקירור תתרחש במהירות, וכתוצאה מכך נגרמת פטיש נוזלים בעת ההפעלה מחדש.
3. שביתה נוזלית
כאשר מתרחשת פטיש נוזלי, ניתן לשמוע את צליל הטריקה המתכתית מתוך המדחס, והוא עשוי להיות מלווה ברטט אלים של המדחס. טריקה נוזלית עלולה לגרום לקרע בשסתום, נזק לאטם ראש המדחס, שבירה של מוט חיבור, שבירה של גל ארכובה ונזק לסוגים אחרים של מדחסים. פטיש נוזלי מתרחש כאשר נוזל קירור נודד לתוך בית הארכובה ומופעל מחדש. ביחידות מסוימות, עקב מבנה הצנרת או מיקום הרכיבים, נוזל קירור יצטבר בצינור היניקה או במאייד במהלך כיבוי היחידה ויכנס למדחס כנוזל טהור ובמהירות גבוהה במיוחד כאשר היחידה מופעלת. המהירות והאינרציה של טריק הנוזל מספיקות כדי להתגבר על כל הגנה מובנית של המדחס מפני טריק נוזלי.
4. פעולת התקן בקרת בטיחות הידראולית
במערכת של יחידות בטמפרטורה נמוכה, לאחר תקופת ההפשרה, התקן בקרת בטיחות לחץ השמן פועל לעיתים קרובות עקב גלישת נוזל קירור. מערכות רבות מתוכננות לאפשר לקירור להתעבות במאייד ובקו היניקה במהלך ההפשרה, ולאחר מכן לזרום לתוך ארכובה של המדחס בעת ההפעלה, מה שגורם לירידה בלחץ השמן, מה שגורם להתקן בקרת בטיחות לחץ השמן לפעול.
לעיתים, פעולה אחת או שתיים של התקן בקרת בטיחות לחץ השמן לא ישפיעו באופן משמעותי על המדחס, אך חזרה עליהן פעמים רבות ללא תנאי שימון טובים תגרום לכשל במדחס. התקן בקרת בטיחות לחץ השמן נתפס לעתים קרובות כתקלה קלה על ידי המפעיל, אך זוהי אזהרה שהמדחס פועל יותר משתי דקות ללא שימון, ויש לנקוט באמצעי תיקון בזמן.
3. פתרונות לבעיית נוזלי הקירור
מדחס יעיל ומתוכנן היטב לקירור, מיזוג אוויר ומשאבות חום הוא למעשה משאבת אדים שיכולה להתמודד רק עם כמות מסוימת של נוזל קירור ושמן קירור. על מנת לתכנן מדחס שיכול להתמודד עם יותר נוזלי קירור ושמן קירור, יש לקחת בחשבון שילוב של גודל, משקל, קיבולת קירור, יעילות, רעש ועלות. מלבד גורמי תכנון, כמות נוזל הקירור שמדחס יכול להתמודד איתה קבועה, ויכולת הטיפול שלו תלויה בגורמים הבאים: נפח ארכובה, טעינת שמן הקירור, סוג המערכת והבקרות ותנאי הפעלה רגילים.
כאשר כמות נוזל הקירור עולה, הדבר מגביר את הסכנה הפוטנציאלית של המדחס. הסיבות לנזק ניתן לייחס בדרך כלל לנקודות הבאות:
(1) כמות גדולה מדי של נוזל קירור.
(2) המאייד מכוסה קפוא.
(3) מסנן המאייד מלוכלך וסתום.
(4) מאוורר המאייד או מנוע המאוורר כושלים.
(5) בחירה שגויה של קפילר.
(6) הבחירה או הכיוון של שסתום ההתפשטות שגויים.
(7) נדידת נוזל קירור.
1. נדידת נוזל קירור
נדידת נוזל קירור מתייחסת להצטברות של נוזל קירור בבית הארכובה של המדחס כאשר המדחס כבוי. כל עוד הטמפרטורה בתוך המדחס נמוכה יותר מהטמפרטורה בתוך המאייד, הפרש הלחצים בין המדחס למאייד ידחוף את נוזל הקירור למיקום קריר יותר. תופעה זו צפויה להתרחש בעיקר בחורפים קרים. עם זאת, עבור מזגנים ומשאבות חום, כאשר יחידת העיבוי רחוקה מהמדחס, נדידה עלולה להתרחש גם אם הטמפרטורה גבוהה.
לאחר כיבוי המערכת, אם היא לא מופעלת תוך מספר שעות, גם אם אין הפרש לחצים, תופעת הנדידה עלולה להתרחש עקב משיכת נוזל הקירור בבית הארכובה אל נוזל הקירור.
אם עודף נוזל קירור נודד לתוך ארכובה של המדחס, תתרחש תופעת סתימה חמורה של נוזל בעת הפעלת המדחס, וכתוצאה מכך תתרחש מגוון תקלות במדחס, כגון קרע בצלחת השסתום, נזק לבוכנה, כשל במיסב ושחיקה של המיסב (נוזל הקירור שוטף את השמן מהמיסבים).
2. גלישת נוזל קירור
כאשר שסתום ההתפשטות נכשל, או מאוורר המאייד נכשל או נחסם על ידי מסנן האוויר, נוזל הקירור יעלה על גדותיו במאייד ויכנס למדחס דרך צינור היניקה בצורת נוזל ולא אדים. כאשר היחידה פועלת, עקב גלישת הנוזל המדללת את שמן הקירור, החלקים הנעים של המדחס נשחקים ולחץ השמן יורד, מה שגורם לפעולת התקן הבטיחות של לחץ השמן, ובכך גורם לאיבוד שמן בבית הארכובה. במקרה זה, אם המכונה כבויה, תופעת נדידת נוזל הקירור תתרחש במהירות, וכתוצאה מכך נגרמת פטיש נוזלים בעת ההפעלה מחדש.
3. שביתה נוזלית
כאשר מתרחשת פטיש נוזלי, ניתן לשמוע את צליל הטריקה המתכתית מתוך המדחס, והוא עשוי להיות מלווה ברטט אלים של המדחס. טריקה נוזלית עלולה לגרום לקרע בשסתום, נזק לאטם ראש המדחס, שבירה של מוט חיבור, שבירה של גל ארכובה ונזק לסוגים אחרים של מדחסים. פטיש נוזלי מתרחש כאשר נוזל קירור נודד לתוך בית הארכובה ומופעל מחדש. ביחידות מסוימות, עקב מבנה הצנרת או מיקום הרכיבים, נוזל קירור יצטבר בצינור היניקה או במאייד במהלך כיבוי היחידה ויכנס למדחס כנוזל טהור ובמהירות גבוהה במיוחד כאשר היחידה מופעלת. המהירות והאינרציה של טריק הנוזל מספיקות כדי להתגבר על כל הגנה מובנית של המדחס מפני טריק נוזלי.
4. פעולת התקן בקרת בטיחות הידראולית
במערכת של יחידות בטמפרטורה נמוכה, לאחר תקופת ההפשרה, התקן בקרת בטיחות לחץ השמן פועל לעיתים קרובות עקב גלישת נוזל קירור. מערכות רבות מתוכננות לאפשר לקירור להתעבות במאייד ובקו היניקה במהלך ההפשרה, ולאחר מכן לזרום לתוך ארכובה של המדחס בעת ההפעלה, מה שגורם לירידה בלחץ השמן, מה שגורם להתקן בקרת בטיחות לחץ השמן לפעול.
לעיתים, פעולה אחת או שתיים של התקן בקרת בטיחות לחץ השמן לא ישפיעו באופן משמעותי על המדחס, אך חזרה עליהן פעמים רבות ללא תנאי שימון טובים תגרום לכשל במדחס. התקן בקרת בטיחות לחץ השמן נתפס לעתים קרובות כתקלה קלה על ידי המפעיל, אך זוהי אזהרה שהמדחס פועל יותר משתי דקות ללא שימון, ויש לנקוט באמצעי תיקון בזמן.
3. פתרונות לבעיית נוזלי הקירור
מדחס יעיל ומתוכנן היטב לקירור, מיזוג אוויר ומשאבות חום הוא למעשה משאבת אדים שיכולה להתמודד רק עם כמות מסוימת של נוזל קירור ושמן קירור. על מנת לתכנן מדחס שיכול להתמודד עם יותר נוזלי קירור ושמן קירור, יש לקחת בחשבון שילוב של גודל, משקל, קיבולת קירור, יעילות, רעש ועלות. מלבד גורמי תכנון, כמות נוזל הקירור שמדחס יכול להתמודד איתה קבועה, ויכולת הטיפול שלו תלויה בגורמים הבאים: נפח ארכובה, טעינת שמן הקירור, סוג המערכת והבקרות ותנאי הפעלה רגילים.
כאשר כמות נוזל הקירור עולה, הדבר מגביר את הסכנה הפוטנציאלית של המדחס. הסיבות לנזק ניתן לייחס בדרך כלל לנקודות הבאות:
(1) כמות גדולה מדי של נוזל קירור.
(2) המאייד מכוסה קפוא.
(3) מסנן המאייד מלוכלך וסתום.
(4) מאוורר המאייד או מנוע המאוורר כושלים.
(5) בחירה שגויה של קפילר.
(6) הבחירה או הכיוון של שסתום ההתפשטות שגויים.
(7) נדידת נוזל קירור.
זמן פרסום: 31 במאי 2022
