壓縮機(jī)典型故障類型 - 缺油
壓縮機(jī)內(nèi)部的潤滑油油量在少到一定程度的時候,其內(nèi)部的動作部件之間的潤滑效果會因為達(dá)不到要求而產(chǎn)生摩擦劇烈,甚至硬性損傷,最終卡死導(dǎo)致壓縮機(jī)報廢。
以渦旋壓縮機(jī)為例, 壓縮機(jī)內(nèi)部一般有4個部位需要油潤滑:下軸承、主軸承、上軸承以及渦旋盤止推面、渦旋盤壓縮腔。 三個軸承都是和旋轉(zhuǎn)的曲軸進(jìn)行配合,確保同軸度的同時,發(fā)生相對位移,產(chǎn)生摩擦,需要油的潤滑作用。
下軸承距離油池很近,有些壓縮機(jī)的下軸承甚至設(shè)計為浸泡在油池里面。所以一般情況下,下軸承是最容易得到油的部位,一般無需擔(dān)心因為油少導(dǎo)致的潤滑問題;
主軸承和上軸承的油是依靠曲軸內(nèi)部的偏心孔在曲軸運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力升上去的,在油的品質(zhì)和量發(fā)生變化的時候, 影響最為敏感,而且相對來說, 主軸承是三個軸承中受力最大的一個摩擦面,如果潤滑油的效果因為制冷劑液體,或者溫度引起動態(tài)粘度下降等原因造成影響的話,主軸承往往是最先發(fā)生問題的一環(huán)。
渦旋盤壓縮腔內(nèi)的油是依靠制冷劑流動帶上去的,由于制冷劑和油的互相溶解,在壓縮機(jī)吸氣過程中,油會被一起攜帶到渦旋盤內(nèi)部產(chǎn)生潤滑和密封的作用。 這部分潤滑油的量和制冷劑流量以及制冷劑與油的溶解度有關(guān),也和壓縮機(jī)內(nèi)部的制冷劑運行通道有關(guān)。如果過多的潤滑油進(jìn)入渦旋壓縮腔的話,可能會導(dǎo)致過高的OCR(Oilcirculation ratio,帶油率),過多的油隨著制冷劑一起進(jìn)入系統(tǒng),如果過少的潤滑油進(jìn)入渦旋壓縮腔的話,潤滑容易發(fā)生問題。新的壓縮機(jī)出廠前內(nèi)部都會預(yù)先充注足量的潤滑油,當(dāng)油缺失到一定程度,所有的四個部位都會磨損最終發(fā)生破壞,導(dǎo)致壓縮機(jī)報廢。
導(dǎo)致缺油的根本原因,是由于潤滑油和制冷劑是互相溶解的,溶解度和溫度及壓力有關(guān),潤滑油會隨著制冷劑一起排出壓縮機(jī),進(jìn)入制冷空調(diào)系統(tǒng)的其他三大件以及管路和附件當(dāng)中。同時油也會隨著制冷劑一起沿著管路循環(huán)回到壓縮機(jī)殼體。
正常情況下,跑出去的油量和跑回來的油量是相等的,達(dá)到動態(tài)平衡。系統(tǒng)中的死區(qū)也會滯留一部分潤滑油(死區(qū)即制冷劑流速為零的區(qū)域),壓縮機(jī)油池里面剩余的油應(yīng)該足夠保證壓縮機(jī)的潤滑需求。但是在某些應(yīng)用場合,跑出去的油多,系統(tǒng)及管路中滯留的潤滑油比較多,也就是說油回不來壓縮機(jī),或者剩余的油量不足以保證潤滑的需求,壓縮機(jī)就會發(fā)生缺油導(dǎo)致報廢的情況。還有一種情況是系統(tǒng)的油的干度和純凈度不夠,有水分,雜質(zhì)或者其他不兼容物質(zhì)甚至弱酸等影響到了潤滑油的品質(zhì),也會造成潤滑不良,最終導(dǎo)致壓縮機(jī)的質(zhì)量壞掉。
1. 盡可能減少油跑出壓縮機(jī)
專業(yè)的制冷劑通道可以起到油分的作用,OCR控制得非常低,從而減少潤滑油排出壓縮機(jī)。 同時在系統(tǒng)設(shè)計方面,比較有效的手段是安裝油分離器,將跑出去的油依靠制冷劑壓力直接輸送回壓縮機(jī)的進(jìn)氣端,增加最終動態(tài)平衡狀態(tài)下壓縮機(jī)油池中的潤滑油量。此外,系統(tǒng)的控制邏輯設(shè)計需要考慮負(fù)荷控制,減少壓縮機(jī)的啟停次數(shù),也能相應(yīng)減少潤滑油的排出量。
2. 增加跑回壓縮機(jī)的油量
整個系統(tǒng)里面最難以回油的部位是蒸發(fā)器到壓縮機(jī)吸氣口這一段,這段溫度和壓力較低,潤滑油粘度大,流動性較差,是相對來說的回油困難段,而熱氣管路由于溫度高,如果熱氣管路不是非常長的話, 制冷劑氣體帶油一般沒有問題,,供液管路中的液體制冷劑和潤滑油的溶解度很好,一般也不需要終點考慮帶油的問題。油能夠被帶回到壓縮機(jī)主要依靠制冷劑的流速,但流速過快又會導(dǎo)致管路振動過大的問題,因此合適的管徑設(shè)計對于回油很關(guān)鍵,一般我們推薦回氣管路上升吸氣管路的最小流速是8m/s,水平或者下降管路的流速最小5m/s即可,最大流速是20m/s。
實際上影響回油除了管徑這一主要因素之外,還和系統(tǒng)的控制、管路的走法、彎頭的布置、蒸發(fā)溫度的高低、油的動態(tài)粘度等有關(guān),防止缺油的手段也有很多,除了剛提到的最基本的管徑設(shè)計需要注意以外,對于并聯(lián)壓縮機(jī)、變頻壓縮機(jī)等還有很多不同的措施,比如部分負(fù)荷時候的回油控制邏輯等。