Οι συμπιεστές είναι σχεδιασμένοι να συμπιέζουν μόνο αέρια. Οι συμπιεστές είναι εξαιρετικά επιρρεπείς σε ζημιές από υγρό ψυκτικό ρευστό. Υπερβολική επιστροφή υγρού ψυκτικού μπορεί να προκαλέσει όχι μόνο αραίωση λαδιού αλλά και πλήρη απώλεια του λαδιού του συμπιεστή που οδηγεί σε ζημιά στον εξοπλισμό λόγω έλλειψης σωστής λίπανσης.
Γράφει ο Πέτρος Δαλαβούρας
Αρχιτέκτων μηχανικός Ε.Μ.Π., MSc W.S.A. BREEAM assessor,
ASHRAE BEMP Certified, nZEB Designer
Ειδικά σε απομακρυσμένες εφαρμογές η γραμμή αναρρόφησης ενδέχεται να παγιδεύει η να συγκρατεί ποσότητα υγρού ψυκτικού ρευστού η οποία μεταφέρεται στον συμπιεστή όταν αυτός ξεκινά τη λειτουργία του. Αυτή είναι η συνηθέστερη αιτία σπασμένων βαλβίδων, εμβόλων και μπιελών. Επίσης είναι σημαντική η ύπαρξή του στα συστήματα που χρησιμοποιούν σύστημα απόψυξης μέσω θερμού αερίου και στις αντλίες θερμότητας όπου συχνά επιστρέφουν ποσότητες υγρού ψυκτικού ρευστού στη γραμμή αναρρόφησης του συστήματος.
Η κύρια λειτουργία ενός accumulator είναι να αποτρέψει την ξαφνική επιστροφή μεγάλης ποσότητας υγρού ψυκτικού ρευστού ή λιπαντικού στην αναρρόφηση του συμπιεστή. Είναι ένα προσωρινό δοχείο αποθήκευσης υγρού ψυκτικού ρευστού. Είναι σχεδιασμένο ώστε να επιστρέφει στο συμπιεστή το υγρό ψυκτικό ρευστό και το λιπαντικό με ελεγχόμενο ρυθμό. Υπάρχουν οριζόντια και κατακόρυφα accumulator.
Τα κατακόρυφα accumulators χρησιμοποιούν ένα σωλήνα σχήματος U έτσι ώστε να εξασφαλίζουν ότι μεταφέρεται στο συμπιεστή αέριο ψυκτικό ρευστό όπως φαίνεται στην εικόνα 1. Στο κάτω μέρος του σωλήνα υπάρχει ένα στόμιο (orifice) το οποίο συλλαμβάνει μία μικρή ποσότητα λιπαντικού και υγρού ψυκτικού και τα μεταφέρει στην αναρρόφηση μαζί με το αέριο ψυκτικό ρευστό. Η μικρή ποσότητα υγρού ψυκτικού ρευστού θα εξατμιστεί στη γραμμή αναρρόφησης ώστε να φτάσει σε αέρια μορφή στην είσοδο του συμπιεστή. Το λιπαντικό μεταφέρεται μαζί με το αέριο ψυκτικό ρευστό πίσω στον συμπιεστή.
Εικόνα 1. Κατακόρυφος συλλέκτης υγρού
Σε εφαρμογές χαμηλής θερμοκρασίας τα accumulators θα πρέπει να είναι εφοδιασμένα με ένα εναλλάκτη θερμότητας ώστε να βοηθάει στην εξάτμιση του υγρού ψυκτικού μέσου και να ανεβάζει την θερμοκρασία του λιπαντικού διευκολύνοντας τη ροή του (εικόνα 2). Ο εναλλάκτης θερμότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί το υγρό από τη γραμμή υγράς του συστήματος ώστε να υποψύχεται ενώ ταυτόχρονα βοηθάει το accumulator να εξατμίσει το υγρό ψυκτικό ρευστό. Με αυτό τον τρόπο επιτυγχάνουμε και καλύτερη ροή λιπαντικού στη γραμμή αναρρόφησης ενώ βελτιώνουμε και την αποδοτικότητα του συστήματος. Στον εναλλάκτη θερμότητας θα πρέπει να αποφεύγεται η χρήση του θερμού αερίου της γραμμής κατάθλιψης λόγω υψηλής θερμοκρασίας κάτι που θα οδηγούσε σε υψηλή θερμοκρασία του αερίου στην αναρρόφηση του συμπιεστή με τον κίνδυνο υπερθέρμανσης του συμπιεστή.
Εικόνα 2. Κατακόρυφος συλλέκτης υγρού με εναλλάκτη θερμότητας
Τα οριζόντια accumulators (εικόνα 3) θα πρέπει να αποφεύγονται σε εφαρμογές χαμηλής θερμοκρασίας καθώς το λιπαντικό είναι παχύρευστο και δεν μπορεί να μεταφερθεί πίσω στον συμπιεστή από το σωληνάκι που χρησιμοποιούν αυτά τα accumulators για να προωθούν το λιπαντικό πίσω στον συμπιεστή.
Εικόνα 3. Οριζόντιος εναλλάκτης θερμότητας
Αν χρησιμοποιούνται heat bands για να βοηθήσουν την εξάτμιση του υγρού ψυκτικού μέσου του accumulator και την καλύτερη ροή λαδιού θα πρέπει να προσέχουμε να μην προσθέτουμε υπερβολική θερμότητα καθώς θα δημιουργήσουμε πρόβλημα με υπερθέρμανση του συμπιεστή. Επιπλέον στα κατακόρυφα accumulators θα πρέπει να εφαρμόζονται στη βάση τους ενώ στα οριζόντια accumulator να εφαρμόζονται κοντά στην έξοδό τους.
Για την διαστασιολόγηση του accumulator δεν είναι απαραίτητο να έχει ίδια διατομή εισόδου και εξόδου με τη γραμμή αναρρόφησης του συμπιεστή. Η επιλογή του γίνεται με βάση:
1. Την επαρκή ικανότητα συγκέντρωσης ψυκτικού ρευστού.
Αυτό εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την συγκεκριμένη εφαρμογή στην οποία πρόκειται να χρησιμοποιηθεί και την αναμενόμενη μέγιστη ποσότητα υγρού ψυκτικού ρευστού που αναμένουμε να επιστρέψει σε οποιαδήποτε στιγμή λειτουργίας του συστήματος. Συνήθως το
Accumulator θα πρέπει να μπορεί να συγκρατήσει το 50% της συνολικής πλήρωσης του συστήματος.
2. Πτώση πίεσης
Θα πρέπει το accumulator να μην προσθέτει μεγάλη πτώση πίεσης στο σύστημα. Συνήθως θέλουμε να διατηρείται μικρότερη από την αντιστοιχία σε 1°C.
3. Ικανότητα επιστροφής υγρού ψυκτικού ρευστού και λιπαντικού.
Θα πρέπει να επιλεγεί η σωστή διάσταση accumulator για την ψυκτική απόδοση του συστήματός μας. Αν επιλεγεί πολύ μικρό, τότε λόγω αυξημένης ροής ψυκτικού αερίου θα έχουμε ταυτόχρονα περισσότερη ποσότητα υγρού ψυκτικού ρευστού μέσω του orifice άρα υπάρχει ο κίνδυνος επιστροφής υγρού ψυκτικού ρευστού στον συμπιεστή. Αν επιλεγεί πολύ μεγάλο accumulator λόγω της μικρής ροής αερίου ψυκτικού ρευστού δεν θα είναι δυνατή η εισρόφηση του λιπαντικού από το orifice δημιουργώντας πρόβλημα λίπανσης στον συμπιεστή.
Η εγκατάσταση του accumulator γίνεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στην είσοδο του συμπιεστή. Είναι πολύ σημαντικό πριν το accumulator να υπάρχει φίλτρο αναρρόφησης καθώς σε διαφορετική περίπτωση υπάρχει ο κίνδυνος να φράξει το orifice του accumulator από τα “σκουπίδια” που μπορεί να μεταφέρει το λιπαντικό. Για την αποφυγή δημιουργίας συμπυκνωμάτων το accumulator θα πρέπει να μονώνεται. Σε διαφορετική περίπτωση θα πρέπει να προβλέπουμε τη συλλογή των συμπυκνωμάτων. Όταν το accumulator δεν είναι μονωμένο έχουμε μία επιπλέον ροή θερμότητας από το περιβάλλον προς το accumulator που βοηθάει στην εξάτμιση του υγρού ψυκτικού μέσου. Επίσης μπορούμε οπτικά να δούμε σε τι βαθμό είναι γεμάτο το accumulator παρατηρώντας μέχρι σε πιο ύψος έχουμε δημιουργία συμπυκνωμάτων άρα και υγρό ψυκτικό ρευστό στο εσωτερικό του accumulator.
Είναι σημαντικό να γνωρίζουμε ότι τα accumulators που χρησιμοποιούνται στις αντλίες θερμότητας είναι διαφορετικά καθώς κατά τη χειμερινή λειτουργία τους αναμένεται μεγαλύτερη ποσότητας υγρού ψυκτικού ρευστού και για το λόγο αυτό είναι εξοπλισμένα με μικρότερο orifice.
Για να αυξήσουμε την αποθηκευτική ικανότητα του accumulator μπορούμε να συνδέσουμε ένα δεύτερο σε σειρά με το πρώτο. Σε αυτή την περίπτωση το λάδι θα μεταφέρεται από το πρώτο στο δεύτερο και στη συνέχεια στο συμπιεστή. Επιλέγοντας ένα ίδιο δεύτερο accumulator διπλασιάζουμε την αποθηκευτική ικανότητα του συστήματος.
Για να αυξήσουμε την ικανότητα ανταπόκρισης σε σύστημα υψηλότερης ψυκτικής ικανότητας θα πρέπει να συνδέσουμε δεύτερο accumulator παράλληλα με το πρώτο. Τοποθετώντας ένα ίδιο δεύτερο accumulator διπλασιάζουμε την ψυκτική ικανότητα που μπορούν να ανταποκριθούν. Απαιτείται προσοχή καθώς όταν συνδέονται παράλληλα είναι απαραίτητο να είναι ίδια accumulators.
Βιβλιογραφία
www.Heldon.com.au
www.henrytech.com
