Причины неисправностей компрессоров

Стоимость компрессора составляет большую часть стоимости всего кондиционера, поэтому за его состоянием нужно тщательно следить. Как правило, отказы компрессоров связаны с нарушением правил монтажа и эксплуатации кондиционеров. Значительная часть компрессоров, применяемых в кондиционерах, не подлежит ремонту, и их требуется заменять.

Компрессоры кондиционеров

Назначение компрессоров

Компрессор кондиционера всасывает пары хладагента из испарителя, сжимает их и нагнетает в конденсатор, обеспечивая кипение жидкого хладона в испарителе, конденсацию пара в конденсаторе и циркуляцию хладагента по трубкам холодильного контура. Из испарителя в компрессор поступает газообразный хладон низкого давления (3–5 бар), где он сжимается до давления 15–25 бар, после чего поступает в конденсатор.

Какие бывают компрессоры?

Компрессоры делятся на два типа: объемные и динамические. В компрессорах объемного типа рабочие процессы — всасывание, сжатие, расширение и др. — происходят благодаря периодическому изменению объема рабочих полостей.

К этому типу относятся поршневые, ротационные, спиральные и винтовые компрессоры. В компрессорах динамического типа рабочие процессы осуществляются за счет преобразования кинетической энергии потока в потенциальную энергию давления. К этому типу относятся центробежные и осевые компрессоры. Их использование эффективно в холодильных машинах большой производительности от 5–10 тыс. кВт и более, поэтому в бытовых системах кондиционирования центробежные и осевые компрессоры не встречаются.

По исполнению компрессоры делятся на герметичные, полугерметичные и открытые. Герметичные компрессоры вместе с электродвигателем располагаются в герметичном сварном неразборном кожухе, по причине чего они являются неремонтопригодными и при отказе подлежат только замене.

Всасывающий и нагнетательный патрубки, а также контакты для подключения электродвигателя расположены на внешней стороне кожуха, а его днище выполняет функцию масляной ванны. В полугерметичных компрессорах привод расположен в блок-картере компрессора, что при необходимости позволяет обслуживать внутренние узлы компрессора с приводом. Открытые компрессоры имеют внешний электродвигатель, соединенный с компрессором напрямую или через трансмиссию.

В большинстве кондиционеров используются герметичные компрессоры, которые не подлежат ремонту.

Поршневые компрессоры

В поршневых компрессорах рабочие процессы обуславливаются изменением объема рабочих полостей при возвратно-поступательном движении поршней в цилиндрах. В кондиционерах чаще используются герметичные компрессоры с небольшой холодопроизводительностью от 1,5 до 50 кВт.

Фото 1. Внешний вид поршневого компрессора.

Поршневые компрессоры относительно просты в изготовлении и дешевы, но наличие в их конструкции поршней, совершающих возвратно-поступательное движение, является причиной таких трудно устранимых недостатков, как неуравновешенность, пульсации потока хладагента в магистралях и вследствие этого повышенный шум и вибрации. В последнее время поршневые компрессоры вытесняются ротационными, спиральными и винтовыми.

Ротационные компрессоры

Изменение объема полостей и рабочие процессы происходят при вращении ротора. Существуют две модификации ротационных компрессоров: с вращающимся ротором и с катящимся ротором, причем в кондиционерах встречаются только компрессоры с катящимся ротором. Основными элементами ротационного компрессора с катящимся ротором являются ротор и прижимная пластина, разделяющая области высокого и низкого давления. Ротационные компрессоры имеют достаточно простую конструкцию, низкие пульсации давления и хорошую уравновешенность, но большие потери мощности на преодоление сил трения позволяют эффективно использовать их только в бытовых кондиционерах малой холодильной мощности — до 10 кВт. Небольшие габариты ротационных компрессоров и надежность в эксплуатации предопределили их герметичную конструкцию с отделителем жидкости непосредственно на внешней стенке кожуха, а небольшая мощность — использование однофазных электродвигателей для привода.

Фото 2. Внешний вид ротационного компрессора.

Спиральные компрессоры

Спиральный компрессор — это одновальный компрессор объемного типа. Его рабочими органами являются две спиральные пластины (подвижная и неподвижная спирали), которые вставлены одна в другую. При работе компрессора подвижная спираль перемещается по круговой орбите относительно оси неподвижной спирали, но вокруг своей оси подвижная спираль не вращается. Такое движение обеспечивается с помощью специального противоповоротного устройства и вала с эксцентриком, который вращается только в одном определенном направлении. Это обеспечивает непрерывное уменьшение объема рабочих полостей, а, следовательно, равномерное нагнетание пара и постоянный момент на валу двигателя (что способствует увеличению его срока службы). Для уменьшения пускового момента имеется плавающее уплотнение.

Фото 3. Внешний вид спирального компрессора Copeland.

Спиральные компрессоры полностью уравновешены, но очень трудны в изготовлении и дороги. Они имеют герметичную конструкцию и применяются в холодильных машинах малой и средней мощности.

Фото 4. Внешний вид спирального компрессора Danfoss.

Винтовые компрессоры

Существуют две модификации винтовых компрессоров: двухвинтовые, а также одновинтовые.

Двухвинтовой компрессор. В корпусе двухвинтового компрессора помещаются ведущий и ведомый роторы, вращающиеся в опорных подшипниках качения. На средней части роторов нарезаны зубья ведущего и ведомого винтов, входящих во взаимное зацепление подобно зубчатым колесам. Роль цилиндра — рабочего объема — выполняют полости между зубьями винтов, прикрытыми стенками корпуса. Повышение давления газа достигается за счет уменьшения замкнутого (в конце процесса всасывания) объема газа.

Одновинтовой компрессор. Основными конструктивными элементами одновинтового компрессора являются расположенный на одном валу с электродвигателем ведущий ротор с винтами-канавками и два ведомых затворных ротора, выполненных в форме звезды с зубцами. Ведомые роторы точно размещены напротив друг друга с противоположных сторон от основного ротора таким образом, что оси вращения затворов и винта строго перпендикулярны.

Фото 5. Механика ротационного компрессора.

Винтовые компрессоры полностью уравновешены, имеют высокую эффективность и надежность, а также простую и эффективную регулировку производительности, но сложность изготовления винтов обуславливает их высокую стоимость. Винтовые компрессоры используются в холодильных машинах средней и большой мощности от 50 до 5000 кВт, например, в чиллерах.

Фото 6. Омеднение частей ротационного компрессора.

Неисправности компрессоров и их причины

Стоимость компрессора составляет большую часть стоимости всего кондиционера, поэтому за его состоянием необходимо тщательно следить. Как правило, замена отказавшего компрессора кондиционера связана с нарушением правил монтажа и эксплуатации кондиционера. Зачастую недостаточно квалифицированные или ответственные работники сервисной службы не проводят необходимые работы, даже обнаружив потемнение теплоизоляции, утечку хладагента либо срабатывания температурной защиты компрессора. Если они ограничиваются установкой фильтра на жидкостную линию или устранением течи и дозаправкой кондиционера, то, вероятно, вскоре произойдет отказ компрессора. Расскажем, что нужно делать в таких случаях, когда компрессор кондиционера еще можно спасти.

Необходимость ремонта или замены компрессора может выясниться не только в том случае, если компрессор уже не работает, но и раньше по ряду признаков. Например: по результатам анализа масла компрессора; при выявлении нарушения герметичности хладонового контура; при обнаружении влаги (молекул H2О) в хладоновом контуре; по результатам диагностики системы.

В этих случаях, если не принять срочных мер и оставить компрессор работать, то скоро возникает неисправность и отказ компрессора.

Анализ масла

Темный цвет масла и запах гари указывает на то, что компрессор кондиционера перегревался. Причины перегрева могут быть разнообразны: утечка хладагента из кондиционера; работа кондиционера на обогрев при отрицательных температурах на улице; недостаточная производительность ТРВ; преждевременное дросселирование; дефекты компрессора (потеря герметичности клапанов); перетечки пара со стороны нагнетания на сторону всасывания, например, при заклинивании штока-золотника четырехходового клапана; высокое давление нагнетания.

Масло при этом теряет свои смазочные свойства и разлагается с образованием смолистых веществ, которые вызывают отказ компрессора кондиционера. Фильтрация не позволяет полностью восстановить свойства масла, подвергшегося тепловому разложению. Поэтому его необходимо заменить.

Зеленоватый оттенок масла указывает на наличие в нем солей меди. Причина — присутствие влаги в холодильном контуре кондиционера. Тест на кислотность такого масла, как правило, тоже положительный.

Прозрачное масло с легким запахом, похожее по цвету на новое масло, указывает на то, что компрессору не нужна немедленная замена масла, при условии отсутствия кислоты и влаги.

Фото 7. Спираль спирального компрессора после гидроудара.

Нарушение герметичности контура

Нарушение герметичности хладонового контура может быть вызвано разными причинами и не всегда приводит к поломке. Это зависит от места возникновения утечки, количества хладагента, который успел вытечь, промежутка времени между возникновением и обнаружением утечки, режимом работы кондиционера и от ряда других факторов. При утечке хладагента уменьшается его массовый расход через компрессор, который охлаждается хладагентом. Также при недостаточном количестве хладона ухудшается возврат масла в картер компрессора. Вследствие малого количества хладагента компрессор перегревается, а температура нагнетания повышается. Помимо этого, при значительной утечке хладона возможно попадание воздуха в холодильный контур.

Признаки утечки хладагента следующие: потемнение теплоизоляции компрессора; периодическое срабатывание тепловой защиты компрессора, вследствие перегрева компрессора; аномальное увеличение перегрева пара; снижение давления в испарителе; отсутствие переохлаждения в конденсаторе; масло темного цвета с запахом гари; и, наконец, наличие пузырьков в смотровом стекле, если таковое имеется.

Достоверно установить нехватку хладагента можно только при его полной эвакуации, с последующим взвешиванием и сравнением с данными о заправке в паспорте или на заводской бирке (шильдике). При нормальной заправке холодильного контура следует искать иные причины появления перечисленных признаков.

Если утечка обнаружена вовремя и хладагент не полностью утек из контура, то ремонт кондиционера в условиях мастерской не обязателен. Необходимо провести анализ масла, устранить утечку, провести заправку кондиционера, предварительно отвакуумировав его, произвести обкатку кондиционера в режимах охлаждение/нагрев с контролем всех необходимых параметров (давления всасывания и нагнетания, перегрев хладагента, перепад температур воздуха на входе и выходе из внутреннего блока, токовые характеристики компрессора).

Процент утечек, вызванных разрушением трубопроводов, очень мал. Чаще утечки происходят через неплотности на вальцовочных соединениях. Для определения мест утечек необходимо проводить опрессовку системы и проверку на отсутствие возможной утечки течеискателем всех соединений.

Фото 8. Спираль спирального компрессора.

Влага в контуре

Влага обычно попадает в хладоновый контур с влажным атмосферным воздухом (который является смесью сухого воздуха с водяным паром), если монтаж кондиционера выполнен с нарушением правил. Вакуумирование хладоновой магистрали в процессе монтажа необходимо всегда в обязательном порядке, чтобы удалить из смонтированной магистрали влажный воздух. Продувка смонтированной магистрали хладагентом, которую иногда выполняют вместо вакуумирования, недопустима, поскольку не гарантирует 100 % удаление воздуха из системы.

Опасность присутствия влаги в хладоновом контуре кондиционера заключается в том, что оставшаяся в системе влага, находящаяся при положительных температурах в парообразном состоянии, часто никак не проявляет себя вплоть до отказа компрессора. Однако по косвенным признакам определить наличие влаги в кондиционере можно.

Один из признаков наличия влаги в хладоновом контуре — это зеленоватый оттенок масла и положительный тест на кислотность. Другой признак — изменение цвета индикатора влаги в смотровом стекле. При обнаружении этих признаков требуется срочное вмешательство, чтобы спасти компрессор от выхода из строя. Если кондиционер работает в режиме обогрева при достаточно низких температурах наружного воздуха, а температура кипения в теплообменнике наружного блока падает ниже 0 °C, то влага превращается в лед и закупоривает капиллярную трубку или ТРВ. В результате давление всасывания кондиционера падает, повышается температура компрессора и срабатывает тепловая защита. Этот цикл повторяется до тех пор, пока не сгорит компрессор.

Выводы

Учитывая некоторые вышеперечисленные неисправности компрессоров, необходимо помнить, что кондиционер является сложным техническим устройством, которое требует своевременного сервисного обслуживания. Соблюдение общих правил монтажа и пусконаладки оборудования, сроков проведения сервисного обслуживания и своевременное устранение неисправностей значительно увеличивают срок службы кондиционера.

Правила использования материалов сайта