Компрессоры кондиционера, какие бывают. Неисправности и ремонт компрессоров.
Компрессор кондиционера сжимает фреон, перетекающий по трубкам холодильного контура, и поддерживает его движение. На вход компрессора из испарителя поступает газообразный фреон под низким давлением в 3 - 5 атмосфер и температурой 10 - 20°С. Компрессор сжимает фреон до давления 15 - 25 атмосфер, в результате чего фреон нагревается до 70 - 90°С, после чего поступает в конденсатор.
В кондиционерах сплит-системы (например, в самых распространенных настенных кондиционерах) компрессор находится во внешнем блоке - на улице. Это позволяет снизить шум, который кондиционер создает в помещении.
Основные характеристики компрессора - степень компрессии (сжатия) и объем хладагента, который он может нагнетать. Степень сжатия - это отношение максимального выходного давления паров хладагента к максимальному входному.
Какие бывают компрессоры?
В холодильных машинах используют компрессоры двух типов:
1 с возвратно-поступательным движением поршней в цилиндрах - поршневые;
2 с вращательным движением рабочих частей - ротационные, винтовые и спиральные.
Поршневые компрессоры
Чаще всего в кондиционерах используются герметичные поршневые компрессоры, в которых электродвигатель расположен внутри герметичного корпуса.
При движении поршня (3) вверх по цилиндру компрессора (4) хладагент сжимается. Поршень перемещается электродвигателем через коленчатый вал (6) и шатун (5). Под действием давления пара открываются и закрываются всасывающие и выпускные клапаны компрессора холодильной машины.
На схеме «а» показана фаза всасывания хладагента в компрессор. Поршень начинает опускаться вниз от верхней точки, при этом в камере компрессора создается разрежение и открывается впускной клапан (12). Парообразный хладагент низкой температуры и низкого давления попадает в рабочее пространство компрессора.
На схеме «б» показана фаза сжатия пара и его выхода из компрессора. Поршень поднимается вверх и сжимает пар. При этом открывается выпускной клапан компрессора (1) и пар под высоким давлением выходит из компрессора.
Преимущества и недостаток поршневых компрессоров:
- Простая конструкция компрессора
- Пульсации выходного давления хладагента приводят к высокому уровню шума.
- Большие нагрузки при запуске требуют большого запаса мощности и приводят к износу компрессора
Ротационные компрессоры вращения
Принцип работы ротационных компрессоров вращения основан на всасывании и сжатии газа при вращении пластин. Их преимущество перед поршневыми компрессорами состоит в низких пульсациях давления и уменьшении тока при запуске. Существуют две модификации ротационных компрессоров:
Компрессор со стационарными пластинами, в котором хладагент сжимается при помощи эксцентрика, установленного на ротор двигателя. При вращении ротора эксцентрик катится по внутренней поверхности цилиндра компрессора, и находящийся перед ним пар хладагента сжимается, а затем выталкивается через выпускной клапан компрессора. Пластины разделяют области высокого и низкого давления паров хладагента внутри цилиндра компрессора.
Компрессор с вращающимися пластинами, в котором хладагент сжимается при помощи пластин, закрепленных на вращающемся роторе. Ось ротора смещена относительно оси цилиндра компрессора. Края пластин плотно прилегают к поверхности цилиндра, разделяя области высокого и низкого давления. На схеме показан цикл всасывания и сжатия пара.
Преимущества ротационных компрессоров
- Низкие пульсации давления
- Уменьшенный пусковой ток
Спиральные (SCROLL) компрессоры
Спиральные компрессоры применяются в холодильных машинах малой и средней мощности. Такой компрессор состоит из двух стальных спиралей. Они вставлены одна в другую и расширяются от центра к краю цилиндра компрессора. Внутренняя спираль неподвижно закреплена, а внешняя вращается вокруг нее.
Спирали имеют особый профиль (эвольвента), позволяющий перекатываться без проскальзывания. Подвижная спираль компрессора установлена на эксцентрике и перекатывается по внутренней поверхности другой спирали. При этом точка касания спиралей постепенно перемещается от края к центру. Пары хладагента, находящиеся перед линией касания, сжимаются, и выталкиваются в центральное отверстие в крышке компрессора. Точки касания расположены на каждом витке внутренней спирали, поэтому пары сжимаются более плавно, меньшими порциями, чем в других типах компрессоров.
Пары хладагента поступают через входное отверстие в цилиндрической части корпуса, охлаждают двигатель, затем сжимаются между спиралей и выходят через выпускное отверстие в верхней части корпуса компрессора.
Преимущества и недостатки спиральных компрессоров
- Низкая нагрузка на электродвигатель компрессора, особенно в момент пуска
- Сложность изготовления.
- Необходимо очень точное прилегание спиралей и полная герметичность по их торцам
Винтовые компрессоры
В холодильных машинах большой мощности (150 - 3500 кВт), например, чиллерах, применяются винтовые компрессоры двух модификаций: с одинарным или двойным винтом.
Модели с одинарным винтом имеют одну или две шестерни-сателлита, подсоединенные к ротору с боков. Сжатие паров хладагента происходит с помощью вращающихся в разные стороны роторов. Их вращение обеспечивает центральный ротор в виде винта. Пары хладагента поступают через входное отверстие компрессора, охлаждают двигатель, затем попадают во внешний сектор вращающихся шестеренок роторов, сжимаются и выходят через скользящий клапан в выпускное отверстие. Винты компрессора должны прилегать герметично, поэтому используется смазывающее масло. Впоследствии масло отделяется от хладагента в специальном сепараторе компрессора.
Модели с двойным винтом отличаются использованием двух роторов - основного и приводного. Винтовые компрессоры не имеют впускных и выпускных клапанов. Всасывание хладагента постоянно происходит с одной стороны компрессора, а его выпускание - с другой стороны.
Преимущества и недостатки винтовых компрессоров
- Можно плавно регулировать мощность с помощью изменения частоты оборотов двигателя. низкий уровень шума
- Необходима герметичность прилегания винтов
Неисправности компрессора и их причины
Стоимость компрессора составляет большую часть стоимости всего кондиционера, поэтому за его состоянием нужно тщательно следить. Как правило, замена отказавшего компрессора кондиционера связана с пренебрежением правилами монтажа и эксплуатации кондиционера. Зачастую недостаточно квалифицированные или ответственные работники сервисной службы не проводят необходимые работы, даже обнаружив потемнение теплоизоляции, масла кондиционера, или утечку хладагента. Если они ограничиваются установкой фильтра на жидкостную линию или устранением течи и дозаправкой кондиционера, то вскоре произойдет отказ компрессора. Расскажем, что нужно делать в таких случаях, когда компрессор кондиционера еще можно спасти.
Необходимость ремонта компрессора может выясниться не только в том случае, если компрессор уже не работает, но и по результатам профилактического осмотра кондиционера. Примеры:
По результатам анализа масла компрессора.
При нарушении герметичности фреонового контура кондиционера.
При попадании воды в фреоновый контур кондиционера.
В этих случаях, даже если компрессор кондиционера продолжает работать, все равно скоро возникнет неисправность, если не принять срочные меры.
Анализ масла
темный цвет масла и запах гари указывает на то, что компрессор кондиционера перегревался. Причины перегрева: утечка хладагента из кондиционера или работа кондиционера на обогрев при отрицательных температурах на улице. Масло при этом теряет свои смазочные свойства и разлагается с образованием смолистых веществ, которые вызывают отказ компрессора кондиционера.
- 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 образец, указывает на то, что кондиционеру не нужна немедленная замена масла.
Фильтрация не позволяет полностью восстановить свойства масла, подвергшегося тепловому разложению. Поэтому лучше заменить его.
Нарушение герметичности контура
Нарушение герметичности фреонового контура может быть вызвано разными причинами и не всегда приводит к поломке. Важно место возникновения утечки, количество хладагента которое успело вытечь, промежуток времени между возникновением и обнаружением утечки, режим работы кондиционера и другие факторы. Утечка хладагента опасна тем, что компрессор кондиционера, охлаждаемый хладагентом, перегревается из-за уменьшения плотности хладагента. Температура нагнетания компрессора повышается, горячий газ может повредить четырех ходовой вентиль. Нарушается система смазки компрессора, масло перетекает в конденсатор. Признаки утечки хладагента:
Потемнение теплоизоляции компрессора.
Периодическое срабатывание термозащиты компрессора.
Обгорание изоляции на нагнетательном трубопроводе.
Масло темного цвета с запахом гари.
Если утечка обнаружена вовремя и хладагент не полностью утек из контура, кондиционер недолго работал без хладагента, то ремонт кондиционера в мастерской не обязателен.
Процент внезапных утечек, вызванных разрушением трубопроводов, очень мал. Чаще утечки происходят через небольшие неплотности на вальцовочных соединениях. Надо постоянно следить за работой кондиционера, тогда утечки можно обнаружить своевременно. Через 5 минут после включения кондиционер, в зависимости от выбранного режима, уже должен давать холодный или теплый воздух, в противном случае надо сразу выключить кондиционер и вызвать ремонтника. Если при работе кондиционера трубки на наружном блоке покрыты инеем - значит, происходит утечка хладагента.
Влага в контуре
Влага обычно попадает в фреоновый контур кондиционера, если монтаж выполнен с нарушением правил. Вакуумирование фреоновой магистрали в процессе монтажа нужно, чтобы удалить из смонтированной магистрали воздух и водяные пары. Продувка смонтированной магистрали хладагентом, которую иногда выполняют вместо вакуумирования, не позволяет удалить влагу, а лишь превращает ее в лед на стенках медных трубок. Впоследствии лед тает, образуя влагу внутри холодильного контура.
Опасность в том, что влага в системе часто никак не проявляет себя до момента отказа компрессора кондиционера. Дело в том, что все процессы в кондиционере, работающем на охлаждение (летом), происходят при положительных температурах, а вода проявляет себя лишь когда замерзает, вызывая нарушение работы капиллярной трубки или терморегулирующего вентиля. Однако по косвенным признакам определить наличие влаги в кондиционере можно.
Один из признаков наличия влаги в фреоновом контуре - зеленоватый оттенок масла и положительный тест на кислотность. При обнаружении этих признаков требуется срочное вмешательство, чтобы спасти компрессор от выхода из строя. На более ранних стадиях влага проявляет себя при работе кондиционера в режиме обогрева при низких температурах наружного воздуха или при утечке хладагента. В этих случаях влага превращается в лед и закупоривает капиллярную трубку или ТРВ. В результате давление всасывания кондиционера падает, растет температура компрессора и срабатывает термозащита. Этот цикл повторяется до тех пор, пока не сгорит компрессор. Удаление влаги из фреонового контура также может быть выполнено только в мастерской.