Les principales raisons de la surchauffe de la température d'échappement du compresseur sont les suivantes : température de l'air de retour élevée, grande capacité de chauffage du moteur, taux de compression élevé, pression de condensation élevée et sélection de réfrigérant inappropriée.
1. Température de l'air de retour
La température de l'air de retour est fonction de la température d'évaporation. Afin d'éviter tout reflux de liquide, les conduites de retour d'air nécessitent généralement une surchauffe de 20 °C. Si la conduite de retour d'air n'est pas correctement isolée, la surchauffe dépassera largement 20 °C.
Plus la température de l'air de retour est élevée, plus les températures d'aspiration et d'échappement du cylindre sont élevées. Pour chaque augmentation de 1 °C de la température de l'air de retour, la température d'échappement augmente.
2. Chauffage du moteur
Pour les compresseurs de refroidissement par air de retour, la vapeur de réfrigérant est chauffée par le moteur lorsqu'elle traverse la cavité du moteur, et la température d'aspiration du cylindre est à nouveau augmentée.
La chaleur générée par le moteur est affectée par la puissance et l'efficacité, tandis que la consommation d'énergie est étroitement liée au déplacement, à l'efficacité volumétrique, aux conditions de travail, à la résistance au frottement, etc.
Pour les compresseurs semi-hermétiques refroidis par air de retour, l'échauffement du fluide frigorigène dans la cavité du moteur varie de 15 °C à 45 °C. Dans les compresseurs refroidis par air, le système de réfrigération ne traverse pas les bobinages, ce qui évite tout problème d'échauffement du moteur.
3. Le taux de compression est trop élevé
La température des gaz d'échappement est fortement influencée par le taux de compression. Plus le taux de compression est élevé, plus la température des gaz d'échappement est élevée. Une réduction du taux de compression peut réduire considérablement la température des gaz d'échappement en augmentant la pression d'aspiration et en diminuant la pression d'échappement.
La pression d'aspiration est déterminée par la pression d'évaporation et la résistance de la conduite d'aspiration. L'augmentation de la température d'évaporation permet d'augmenter efficacement la pression d'aspiration, de réduire rapidement le taux de compression et, par conséquent, de diminuer la température d'échappement.
La pratique montre que la réduction de la température des gaz d’échappement par augmentation de la pression d’aspiration est plus simple et plus efficace que d’autres méthodes.
La principale cause d'une pression d'échappement excessive est une pression de condensation trop élevée. Une surface de refroidissement insuffisante du condenseur, l'accumulation de tartre, un volume d'air ou d'eau de refroidissement insuffisant, une température d'eau ou d'air de refroidissement trop élevée, etc., peuvent entraîner une pression de condensation excessive. Il est essentiel de choisir une surface de condensation appropriée et de maintenir un débit de fluide de refroidissement suffisant.
Les compresseurs haute température et de climatisation sont conçus pour fonctionner avec un faible taux de compression. Après une utilisation en réfrigération, le taux de compression augmente de manière exponentielle, la température des gaz d'échappement est très élevée et le refroidissement ne peut pas suivre, ce qui provoque une surchauffe. Par conséquent, évitez d'utiliser le compresseur au-delà de sa plage de fonctionnement et faites-le fonctionner en dessous du taux de compression minimal. Dans certains systèmes cryogéniques, la surchauffe est la principale cause de panne du compresseur.
4. Anti-expansion et mélange de gaz
Après le début de la course d'aspiration, le gaz haute pression emprisonné dans le jeu du cylindre subit un processus de décompression. Après cette décompression, la pression du gaz revient à la pression d'aspiration, et l'énergie nécessaire à la compression de cette partie du gaz est perdue lors de la décompression. Plus le jeu est petit, plus la consommation d'énergie due à la décompression est faible et plus le volume d'aspiration est important, ce qui améliore considérablement le rendement énergétique du compresseur.
Pendant le processus de décompression, le gaz entre en contact avec les surfaces à haute température de la plaque de soupape, du dessus du piston et du dessus du cylindre pour absorber la chaleur, de sorte que la température du gaz ne chute pas à la température d'aspiration à la fin de la décompression.
Une fois l'anti-expansion terminée, le processus d'aspiration commence. Une fois le gaz entré dans le cylindre, il se mélange au gaz anti-expansion et sa température augmente ; d'autre part, le gaz mélangé absorbe la chaleur de la surface des parois et se réchauffe. Par conséquent, la température du gaz au début de la compression est supérieure à la température d'aspiration. Cependant, les processus de décompression et d'aspiration étant très courts, l'élévation de température réelle est très limitée, généralement inférieure à 5 °C.
L'anti-expansion est causée par le jeu du cylindre et constitue un défaut inévitable des compresseurs à piston traditionnels. Si le gaz présent dans l'orifice d'aération de la plaque porte-soupape ne peut être évacué, il y aura une contre-expansion.
5. Augmentation de la température de compression et type de réfrigérant
Les différents réfrigérants ont des propriétés thermophysiques différentes, et la température des gaz d'échappement augmente différemment après un même processus de compression. Par conséquent, pour différentes températures de réfrigération, il convient de choisir des réfrigérants différents.
6. Conclusions et suggestions
Lorsque le compresseur fonctionne normalement dans sa plage d'utilisation, il ne doit pas présenter de phénomènes de surchauffe, tels qu'une température élevée du moteur ou des vapeurs d'échappement. Une surchauffe du compresseur est un signal d'erreur important, indiquant un problème grave dans le système de réfrigération ou une utilisation et un entretien incorrects du compresseur.
Si la cause profonde de la surchauffe du compresseur réside dans le système de réfrigération, le problème ne peut être résolu qu'en améliorant sa conception et sa maintenance. Le remplacement d'un compresseur neuf ne peut pas éliminer complètement le problème de surchauffe.
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Date de publication : 13 mars 2024