Os principais motivos para o superaquecimento da temperatura de exaustão do compressor são os seguintes: alta temperatura do ar de retorno, grande capacidade de aquecimento do motor, alta taxa de compressão, alta pressão de condensação e seleção inadequada do refrigerante.
1. Temperatura do ar de retorno
A temperatura do ar de retorno é relativa à temperatura de evaporação. Para evitar o refluxo de líquido, as tubulações de ar de retorno geralmente exigem um superaquecimento de 20 °C. Se a tubulação de ar de retorno não estiver bem isolada, o superaquecimento excederá em muito 20 °C.
Quanto maior a temperatura do ar de retorno, maiores serão as temperaturas de sucção e exaustão do cilindro. Para cada aumento de 1°C na temperatura do ar de retorno, a temperatura de exaustão aumentará.
2. Aquecimento do motor
Para compressores de resfriamento de ar de retorno, o vapor refrigerante é aquecido pelo motor ao fluir através da cavidade do motor, e a temperatura de sucção do cilindro é aumentada novamente.
O calor gerado pelo motor é afetado pela potência e eficiência, enquanto o consumo de energia está intimamente relacionado ao deslocamento, eficiência volumétrica, condições de trabalho, resistência ao atrito, etc.
Para compressores semi-herméticos com resfriamento a ar de retorno, o aumento de temperatura do refrigerante na cavidade do motor varia de 15 °C a 45 °C. Em compressores resfriados a ar (refrigerados a ar), o sistema de refrigeração não passa por enrolamentos, portanto, não há problema de aquecimento do motor.
3. A taxa de compressão é muito alta
A temperatura do escapamento é bastante afetada pela taxa de compressão. Quanto maior a taxa de compressão, maior a temperatura do escapamento. Reduzir a taxa de compressão pode reduzir significativamente a temperatura do escapamento, aumentando a pressão de sucção e diminuindo a pressão do escapamento.
A pressão de sucção é determinada pela pressão de evaporação e pela resistência da linha de sucção. Aumentar a temperatura de evaporação pode efetivamente aumentar a pressão de sucção, reduzir rapidamente a taxa de compressão e, assim, reduzir a temperatura de exaustão.
A prática mostra que reduzir a temperatura de exaustão aumentando a pressão de sucção é mais simples e eficaz do que outros métodos.
A principal razão para a pressão de exaustão excessiva é a pressão de condensação muito alta. Área de resfriamento insuficiente do condensador, acúmulo de incrustações, volume de ar ou água de resfriamento insuficiente, temperatura da água ou do ar de resfriamento muito alta, etc., podem levar ao excesso de pressão de condensação. É muito importante selecionar a área de condensação apropriada e manter um fluxo de fluido de resfriamento suficiente.
Os compressores de alta temperatura e de ar condicionado são projetados para operar com uma taxa de compressão baixa. Após o uso para refrigeração, a taxa de compressão aumenta exponencialmente, a temperatura de exaustão fica muito alta e o sistema de refrigeração não consegue acompanhar, causando superaquecimento. Portanto, evite usar o compressor além da sua faixa e opere-o abaixo da taxa de compressão mínima possível. Em alguns sistemas criogênicos, o superaquecimento é a principal causa de falha do compressor.
4. Anti-expansão e mistura de gases
Após o início do curso de sucção, o gás de alta pressão retido na folga do cilindro passa por um processo de desexpansão. Após a desexpansão, a pressão do gás retorna à pressão de sucção, e a energia consumida para comprimir essa parte do gás é perdida durante a desexpansão. Quanto menor a folga, menor o consumo de energia causado pela antiexpansão, por um lado, e maior o volume de sucção, por outro, aumentando significativamente a eficiência energética do compressor.
Durante o processo de desexpansão, o gás entra em contato com as superfícies de alta temperatura da placa da válvula, da parte superior do pistão e da parte superior do cilindro para absorver calor, de modo que a temperatura do gás não caia para a temperatura de sucção no final da desexpansão.
Após a conclusão da antiexpansão, inicia-se o processo de inalação. Após o gás entrar no cilindro, por um lado, ele se mistura com o gás antiexpansão e a temperatura aumenta; por outro, o gás misturado absorve calor da superfície da parede e se aquece. Portanto, a temperatura do gás no início do processo de compressão é superior à temperatura de sucção. No entanto, como os processos de desexpansão e sucção são muito curtos, o aumento real da temperatura é muito limitado, geralmente inferior a 5 °C.
A antiexpansão é causada pela folga do cilindro e é uma deficiência inevitável dos compressores de pistão tradicionais. Se o gás no orifício de ventilação da placa da válvula não puder ser descarregado, ocorrerá expansão reversa.
5. Aumento da temperatura de compressão e tipo de refrigerante
Diferentes refrigerantes têm propriedades termofísicas diferentes, e a temperatura dos gases de escape aumentará de forma diferente após passar pelo mesmo processo de compressão. Portanto, diferentes refrigerantes devem ser selecionados para diferentes temperaturas de refrigeração.
6. Conclusões e sugestões
Quando o compressor estiver operando normalmente dentro da faixa de uso, não deve haver fenômenos de superaquecimento, como altas temperaturas do motor e do vapor de exaustão. O superaquecimento do compressor é um sinal importante de falha, indicando que há um problema sério no sistema de refrigeração ou que o compressor está sendo usado e mantido de forma inadequada.
Se a causa raiz do superaquecimento do compressor estiver no sistema de refrigeração, o problema só poderá ser resolvido com a melhoria do projeto e da manutenção do sistema. Substituir um compressor novo não pode eliminar fundamentalmente o problema de superaquecimento.
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Horário da postagem: 13/03/2024