Подсоединение и заправка компрессора маслом

1. Подготовка компрессора к монтажу, подготовка фундамента

Компрессоры холодильных установок обычно поставляются в полном сборном виде, с установленными на всасывании и нагнетании запорными вентилями, заправленные маслом и сухим воздухом под определенным избыточным давлением (2-2,5 бар). В комплектацию может входить монтажный комплект (транспортировочные болты или петли). Дополнительное оборудование может быть смонтировано изначально или поставляться в отдельно. В зависимости от производителя компрессоры комплектуются по-разному.

Обязательно наличие комплекта документации для компрессора. Перед монтажом необходимо проверить соответствие совместимости хладагента холодильной системы, с типом масла, заправленного в компрессор изначально, соответствие вязкости масла с температурным режимом установки. Если в корпусе компрессора имеется смотровое стекло перед включением установки проверьте уровень масла в компрессоре (уровень масла должен занимать от 1/4 до 3/4 высоты смотрового стекла).

В предварительный этап монтажа компрессора входит подготовка площадки для монтажа. Для крупных компрессоров, в зависимости от требований документации, необходим специальный фундамент, с подготовленными колодцами для болтов. Компрессор устанавливается на антивибрационные прокладки-опоры (рис. 1) и происходит выверка его по уровню.

Рисунок 1 – Антивибрационные опоры

2. Подключение к трубопроводам

Подключение компрессора имеет одну «направленность», т.е. обязательно соответствие патрубков нагнетания и всасывания с подключаемыми узлами холодильной машины. Перед подключением компрессора к холодильному контуру желательно прочистить, продуть трубопровод от возможных частиц окалины или других вредных примесей.

При замене компрессора, необходима обязательная замена фильтра осушителя.

Последовательность действий при пайке компрессора к трубопроводу такая:

1. Плавно перемещать горелку вокруг трубы и равномерно прогревать участок А (рис. 2), пока он не достигнет нужной температуры;
2. Переместить горелку к участку B и подавать тепло, поворачивая горелку вокруг стыка до тех пор, пока он не достигнет температуры пайки;
3. Ввести припой, продолжая проворачивать горелку вокруг стыка. Обеспечить распределение жидкого припоя по всему стыку. Не использовать много припоя;
4. Направить горелку к участку C, это позволит припою затечь в зазоры стыка. При этом подводить тепло к участку С надо короткое время, чтобы припой случайно не попал в компрессор.

Рисунок 2 – Присоединение труб к компрессору

При изготовлении или монтаже трубопровода холодильной установки из контура необходимо удалить все загрязнения (опилки, металлическая стружка, остатки элементов пайки) так как они рано или поздно попадут в компрессор. Ввиду их слишком малых размеров подобные загрязнения могут проходить сквозь обычные фильтры с металлической сеткой. Кроме этого, большая скорость движения этих частиц может привести к порче обычных сетчатых фильтров, поэтому важно чтобы на линии всасывания компрессора были установлены фильтры с особо прочной конструкцией, обеспечивающие минимальные потери давления и повышающие уровень защиты компрессора.

Пайку патрубков компрессора рекомендуется производить медносеребряным припоем, так как на эти соединения в процессе эксплуатации будут воздействовать значительные вибрационные нагрузки. Например, для малых поршневых компрессоров, патрубки могут иметь внутренний диаметр 6,2 мм. В них не получится вставить дюймовые медные трубы диаметром 6,35 мм. В данном случае патрубки компрессора можно развальцевать. Развальцовка патрубков не должна превышать 0,3 мм. Во избежание разлома трубы при развальцовке прикладывайте силу противодействия. Можно также уменьшить диаметр конца патрубка с помощью специальных плоскогубцев.

При пайке желательно использовать припой с содержанием не менее 2% серебра.

Продувку необходимо начинать в момент снятия заглушек и продолжать все время, пока идут паяльные работы. Если в компрессоре используются вентили с накидными гайками, их надо немедленно закрыть после установки компрессора, изолируя последний от атмосферы или от еще неотвакуумированной системы.

После подключения патрубков компрессора производятся испытание всего контура (опрессовка), вакуумирование и заправка системы хладагентом.

Далее необходимо подключить линию электропитания к электрической коробке компрессора.

Не используйте пусковые устройства от старого компрессора с новым.

Они могут стать причиной выхода из строя нового компрессора.

Установки, выполненные с параллельным соединением компрессоров, используют общий холодильный контур. Такие установки должны быть спроектированы с особыми нормами изготовления и эксплуатации.

Параллельное подсоединение компрессоров дает определенные преимущества, главное из которых – лучшее регулирование производительности установки, и соответственно снижение энергопотребления.

Главное условие правильного монтажа систем с несколькими компрессорами, это обеспечить равномерное распределение возвращающегося масла между всеми компрессорами. Для этого используют два способа:

Система с уравнительным трубопроводом (рис. 3): соединение картеров компрессоров общей линией подачи масла. Такой способ возможно применять при наличии не более трёх компрессоров, при этом они должны быть одинаковых производительностей.

Рисунок 3 – Система с уравнительным трубопроводом

Система с регуляторами уровня масла (рис. 4): на каждый компрессор устанавливают регулятор уровня масла, каждый из которых подключен к отделителю масла на линии нагнетания. Такая система используется в случаях, когда имеется 4 и более компрессоров или, когда в систему подсоединены компрессоры разной производительности.

Также системы с использованием маслоотделителя рекомендуется применять, когда количество возвращаемого масла находится под вопросом.

Регулятор уровня масла должен устанавливаться на штуцере компрессора, предназначенном для крепления смотрового стекла. Масло захватывается в маслоотделителе, откуда оно поступает в маслосборник.

Системы с регуляторами уровня масла в свою очередь могут быть:

• С использованием отдельных маслоотделителей на каждый компрессор;
•  С использованием одного общего маслоотделителя на линии нагнетания.

Рисунок 4 – Индивидуальные регуляторы уровня масла с общим маслоотделителем

Всасывающий коллектор при параллельном подсоединении компрессоров должен быть как можно ближе к компрессорам. Трубы между коллектором и компрессором должны быть с гасителями вибрации.

Трубки, идущие от компрессоров, должны входить внутрь коллектора и быть обрезаны под углом 60° (рис. 5). Такой способ позволяет развивать более высокую скорость газа на входе в трубу и улучшает возврат масла в компрессор. Такой вариант коллектора выполняется при условии, что коллектор будет расположен на уровне выше, чем всасывающие патрубки компрессоров.

Рисунок 5 – Схема всасывающего коллектора

Нагнетательный коллектор имеет конструкцию, которая должна исключить обратное натекание хладагента и масла в компрессор, при их выключении.

По возможности необходимо устанавливать нагнетательный коллектор ниже уровня нагнетательных патрубков компрессоров (рис. 6).

Рисунок 6 – Конфигурация нагнетательного коллектора при его размещении ниже уровня нагнетательных патрубков

При отсутствии возможности расположить нагнетательный коллектор на уровне ниже, трубки впаиваются в коллектор так, чтобы они входили с верхней стороны (рис. 7)

Рисунок 7 – Конфигурация нагнетательного коллектора при его размещении выше уровня нагнетательных патрубков

Размер коллектора должен быть не слишком большим, так как переразмеренный коллектор будет способствовать застою масла в нём. Площадь поперечного сечения коллектора должна быть равна сумме площадей, входящих или выходящих из него патрубков.

1.1. Монтаж дополнительных систем охлаждения компрессора, охлаждения смазки

Для охлаждения компрессора воздухом монтируют вентилятор, с горизонтальным направлением обдува, также возможна установка компрессора в специальном корпусе с отдельной вентиляцией (рис. 8).

Рисунок 8 – Дополнительное воздушное охлаждение компрессора

Охлаждение масла необходимо в случае поддержании температуры на уровне ниже 100℃. Чаще всего для охлаждения масла применяют контуры циркуляции масла с водным и воздушным охлаждением.

Убедитесь, что краны на линии всасывания и нагнетания компрессора полностью открыты.

1.2. Подключение компрессора в электрическую схему

Подключение электрических компонентов проводится в соответствии с проектной документацией и правилами безопасности электрооборудования.

Место ввода кабеля в электрическую коробку должно быть герметично закрыто при помощи специального уплотнения. При отсутствии уплотнения в компрессор по поверхности электрического кабеля может попасть вода, что вызовет короткое замыкание.

Желательно перед вводом кабеля в электрическую коробку сделать петлю, спускающуюся ниже уровня отверстия для ввода кабеля. Это предотвратит стекание капель конденсата в электрическую коробку по кабелю.

Перед пуском компрессора, обязательно следует убедиться, что все защитные приборы и устройства автоматики, такие как реле давления, контроллеры, ТРВ, соленоидные клапаны и т.п., исправны, настроены соответствующим образом, правильно подсоединены и готовы к тому, чтобы работа холодильных компрессоров происходила в штатном режиме.

Причиной неисправности может служить кабель, не так редко источником серьёзных проблем становится банальный обрыв. Замена кабеля является самой простой ситуацией из тех, когда может потребоваться ремонт. В любом случае, перед началом каких-либо работ с электрооборудованием необходимо при помощи электроизмерительных инструментов убедиться, что электрические цепи не находятся под напряжением.

Далее перед подключением компрессора рекомендуется проверить электрическое сопротивление обмоток электродвигателя. Для этого нужно найти на корпусе место без краски или немного стереть её своими руками. Приложите один щуп мультиметра к электрическому контакту, а второй щуп к корпусу компрессора. Прибор должен показывать бесконечно-большое сопротивление. В противном случае дальше использовать компрессор не рекомендуется, так как низкое электрическое сопротивление говорит о разрушении электрической изоляции обмоток и возможности скорого выхода компрессора из строя с возникновением короткого замыкания на корпус. При дальнейшей работе с мотором и пусковым реле следует соблюдать меры предосторожности.

Для проверки тока необходимо рабочее пусковое реле, то есть перед началом испытаний вы должны быть уверены в его работоспособности. Проверять ток удобнее всего мультиметром, где контакт осуществляется клещами. При мощности двигателя в 140 Вт, ток равняется 1,3 Ампера. Соотношение величин остаётся таким же при других показателях мощности двигателя.

2. Заправка компрессора маслом и проверка уровня масла

В технической документации компрессора должен быть указан тип масла, его совместимость с хладагентом, периодичность замены масла. По указанному регламенту необходимо проводить замену масла. Схема заправки масла при помощи вакуумного насоса показана на рис. 9.

Рисунок 9 – Заправка масла при помощи вакуумного насоса: 1 – смотровое окно; 2 – медная трубка; 3 – компрессор; 4 – баллон с маслом

Обычно периодичность замены масла имеет сроки в пределах 10-12 тысяч часов работы компрессора, или 3 года эксплуатации в крупных холодильных установках. В особо ответственных случаях масло могут заменять через 100 часов работы компрессора после ввода холодильной установки в эксплуатацию. Необходимость такой первичной замены масла зависит от технического регламента производителя.

При длительной остановке компрессора масло, содержащееся в картере, насыщается хладагентом. Во время очередного пуска компрессора резкое снижение давления в картере ведет к выделению хладагента из масла, что сопровождается вспениванием последнего.

Пена разрушает масляную пленку в подшипниках, на стенках цилиндра и других деталях, что ведет к заклиниванию компрессора. Кроме того, происходит выброс масла в холодильный контур, что может привести к выходу из строя нагнетательных клапанов компрессора.

Заправка компрессора маслом осуществляется во время его монтажа в холодильный контур. Новые компрессора поставляются с нужным количеством масла, и их заправка не требуется. В процессе эксплуатации, при понижении уровня масла ниже требуемого может возникнуть потребность в дозаправке. Масло подается через специальный вентиль для дозаправки, который находится в нижней части корпуса компрессора. Возможно осуществлять дозаправку через маслоотделитель, если тот приспособлен для операций такого рода.

Для заправки используют масляный насос с электрическим или ручным приводом.

Замена масла компрессора является достаточно трудоемким мероприятием (если компрессор не может быть отсоединен кранами от остальной части системы), так как для замены масла необходимы:

1. Эвакуация, слив хладагента и его очистка;
2. Слив масла компрессора;
3. Демонтаж поддона, чистка сетчатого фильтра, магнитов для улавливания металлических частиц;
4. Установка поддона и заправка новым маслом;
5. Вакуумирование холодильной системы;
6. Заправка хладагентом холодильного контура.

Проверка уровня масла компрессора осуществляется как визуально, при регулярном осмотре индикаторного окошка уровня масла компрессора (рис. 10), так и в автоматическом режиме, с помощью реле контроля уровня смазки.

Рисунок 10 – Смотровое стекло компрессора

Второй способ применяется для полугерметичных компрессоров средней и большой холодопроизводительности и необходим при наличии большого количества компрессоров на объекте.

Реле контроля смазки сможет защитить компрессор от повышенного износа в случае недостатка масла.

2.1. Основные виды масел в холодильной технике

Минеральное масло – применяется с хладагентами, содержащими хлор (ХВУ: R11, R12, R22), и углеводородами.

Алкилбензольные масла – синтетические масла, которые более устойчивы термически и обладающие более высокой смешиваемостью с хладагентами, по сравнению с минеральными маслами (табл. 5). Во время перевода установки с хладагента R12 на один из переходных хладагентов (ретрофит) рекомендуют заправить в систему именно этот вид масла.

Полиалкиленгликолевые масла (ПАГ или PAG) – синтетические масла, применяемые с хладагентом R134a. Основные особенности масел этого типа:

• Высокая гигроскопичность (способны поглощать влагу). максимальная остаточная влажность – 300 ppm. Во время работы это значение не должно превышать 700 ppm;
• Высокая термическая устойчивость;
• Чувствительны к хлору (R12).
• Полиалкиленгликоливые масла не применяются в системах с компонентами из меди (эффект осаждение меди), т.к. обладают способностью поглощать влагу.

Полиэфирные масла (POE) – синтетические масла, используемые во многих системах охлаждения и кондиционирования. По свойствам эти масла похожи на PAG масла. Однако они менее устойчивы к влаге в системе. Содержание воды в системе при использовании полиэфирных масел не должно превышать 100 ppm. Канистры масла не пригодны для многократного использования. После открытия канистры масло должно быть незамедлительно использовано, так как оно начинает взаимодействовать с наружным воздухом.

Поливинилэфирные масла (PVE) – схожие по характеристикам с минеральными маслами, а также обладающие хорошими смазывающими свойствами и имеющие хорошую растворимость и не взаимодействующие с водой (схожи с PAG маслами).

Таблица 1 – Совместимость масел с хладагентами

Масла:

• МО – минеральные масла;
• А – алкилбензольные масла;
• МА – смесь минеральных и алкилбензольных масел;
• РАО – поли-α-олефиновые масла;
• PAG – полиалкиленгликолевые масла;
• POE – полиэфирные масла,
• PVE – поливинилэфирные масла.

Смешиваемость означает образование однородной массы из масла и жидкого хладагента, а растворимость — это насыщение масла хладагентом в паровой фазе.

От степени смешиваемости зависит, насколько хорошо или плохо возвращается масло в компрессор и, следовательно, будет ли достаточной смазка компрессора.

С одними хладагентами масло смешивается полностью (R12, R21, R500), а с другими — только частично (R22, R152, R501, R502). Некоторые хладагенты R13, R44, R115, R503 очень плохо смешиваются с маслом, а у R717 (аммиак) смешиваемость с маслом практически нулевая. При конструировании холодильных систем, работающих на R717, необходимо предусматривать маслоотделитель, компрессор располагать в нижней точке, чтобы масло возвращалось самотеком.

В холодильных машинах с поршневыми компрессорами расслоение фреона и масла является неблагоприятным фактором, особенно в начальной период работы компрессора: жидкий хладагент, имеющий более высокую плотность и низкую вязкость по сравнению с маслом, быстрее попадает к смазываемым поверхностям.

Из-за недостаточности смазки возможны сухое трение и износ сопряженных деталей. Предпочтительнее использование взаиморастворимых масло-фреоновых растворов или – при несмесимости – автоматических систем, обеспечивающих бесперебойное поступление масла к узлам трения. В аммиачных и углекислотных холодильных машинах эта проблема менее существенна ввиду высокой плотности масла и наличия ресиверов, играющих роль маслоотделителей.

Требования к маслу по его взаимной растворимости с хладагентами чрезвычайно важны для герметичных агрегатов, в которых маслофреоновая смесь движется по всему контуру холодильной машины.

В поршневых холодильных машинах механический унос масла в систему практически постоянен по величине. Концентрация масла в циркулирующем холодильном агенте меняется в зависимости от t₀ и t_к. С понижением температуры кипения t₀ концентрация масла резко возрастает, удельная холодопроизводительность снижается.

Воздействие масла на прокладки может вызвать следующие последствия:

1. Вздутие (разбухание) прокладок в результате поглощения масла материалом прокладки;
2. Сморщивание прокладок, которое является следствием извлечения из прокладок смазочных материалов, пластифицирующих и антиокислительных добавок.

Перед сменой масла, особенно при ретрофите, необходимо убедится, что новое масло совместимо с конструкционными материалами и не вызовет набухания, сморщивания прокладок, их разрыва и т. д. Некоторые рекомендации при решении подобных вопросов сведены в табл. 2 по шкале оценок: 5 – отлично, 4 – хорошо, 3 – удовлетворительно, 2 – неудовлетворительно.

Таблица 2 – Совместимость масел с материалами

Шкала оценок: 5 – отлично, 4 – хорошо, 3 – удовлетворительно, 2 – неудовлетворительно.

Масла: МО – минеральные масла; А – алкилбензольные масла; МА – смесь минеральных и алкилбензольных масел; РАО – поли-α-олефиновые масла; PAG – полиалкиленгликолевые масла; POE – полиэфирные масла, PVE – поливинилэфирные масла.

Количество масла, которое выбрасывает компрессор в систему, зависит от его технического состояния и режима работы компрессора. Масло, попадающее в теплообменные аппараты, ухудшает их теплопередачу. При этом даже самые эффективные маслоотделители способны отделять не более 80-90% масла, уносимого из компрессора вместе с хладагентом. Поэтому холодильная система проектируется таким образом, чтобы масло не накапливалось в теплообменниках. В некоторых устаревших системах удаление масла из теплообменников может проводиться вручную. Обычно эту операцию проводят при снятии снежной шубы (оттайке или чистке).

2.2. Замена смазки при среднем плановом ремонте

Причины повышенного уноса масла из холодильного компрессора:

1. Переполнение картера компрессора маслом из-за чрезмерной заправки;
2. Износ и плохая работа маслосъемных колец или наличие других неплотностей;
3. Давление в системе смазки слишком высоко;
4. Вспенивание масла, в результате попадания жидкого холодильного агента в картер;
5. Чрезмерно высокая температура нагнетания.
6. Частые пуски компрессора с малой продолжительностью работы компрессора.

В процессе эксплуатации холодильной установки изменяются многие показатели масел: вязкость, кислотное число, цвет, плотность; появляются механические примеси.

Цвет масла (в единицах ПНТ или NPА) не должен быть более 4–5, а кислотное число (мг КОН на 1 г масла) не более 0,1–0,2. Изменение вязкости масла допускается не более 10–15 %, а плотности – не более ± 0,02–0,03 г/см3. Механических примесей в масле допускается не более 0,05–0,15 %.

Оптический прибор рефрактометр (рис. 11), позволяет определить такие свойства масла как: тип масла (минеральное или синтетическое), вязкость масла, определить остаточный ресурс масла.

Рисунок 11 – Рефрактометр

Существуют рефрактометры различных назначений, например, есть рефрактометры для определения температуры замерзания теплоносителя.

Моторесурс масел – от 1 до 25000 ч. При этом масло не должно разрушать материалы прокладок и проявлять агрессивность по отношению к конструкционным и электроизоляционным материалам.