磨耗したリングと漏れのあるバルブのトラブルシューティング

冷凍または空調システムでバルブの漏れやリングの磨耗は、技術者が経験する最も困難なトラブルシューティングのシナリオである可能性があります。 バルブやリングの問題では、さまざまな程度の重大度が発生する可能性があるためです。 ただし、ヘッド圧力が低いと同時に吸入圧力が高いということは、コンプレッサーのバルブまたはリング構造に何か問題があることを示唆しています。

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このシナリオでは、サービス技術者は、コンプレッサーからの消費アンペア数の低下、通常からやや高い蒸発器の過熱と凝縮器の過冷却、および多くの場合、通常よりも高いコンプレッサーの吐出温度にも気づきます。 そうしないと、システムは稼働していますが、冷却効率が低下します。 コンプレッサーのバルブまたはリングの損傷の深刻度に応じて、サービス技術者は完全なサービス チェックリストを実行して、これらの困難な状況を適切にトラブルシューティングする必要があります。

コンプレッサーリングが摩耗すると、ピストン上部からの高圧側排出ガスの一部が圧縮ストローク中にリングを通って漏れ、システムのヘッド圧力が低下します。 吐出ガスがリングを通ってコンプレッサーのクランクケースに漏れるため、吸入圧力も通常よりも高くなります。 その結果、ヘッド圧力が低下し、吸引圧力が高くなるという症状が生じます。

コンプレッサーリングが摩耗した場合の症状は、バルブの漏れとよく似ています。 ピストンとリングは往復コンプレッサーにのみ搭載されているため、往復コンプレッサーまたはピストンタイプのコンプレッサーを組み込んだシステムを保守する場合、コンプレッサーのリングが摩耗したり、コンプレッサーの吸入バルブや吐出バルブに漏れがあると、冷凍と空調の両方の用途で冷却不足が発生します。

コンプレッサーのバルブやリングが損傷することで効率が低下する理由としては、次のようなものがあります。

リングまたはバルブが損傷した場合にシステムで発生する可能性のある症状の一部を次に示します。

コンプレッサーのバルブから漏れが始まり、排出ガスの一部がコンプレッサーのシリンダーに出入りするサイクルが短くなると、凝縮器を通る冷媒流量が低下します。 これにより、凝縮器の熱排除負荷が軽減され、凝縮 (ヘッド) 圧力と温度が低下します。 これにより、下部コンデンサーの分割が発生します。 前述したように、コンプレッサーのリングが摩耗すると、圧縮ストローク中にピストンの上部からの高圧側排出ガスの一部がリングを通って漏れ、システムのヘッド圧力が低下します。

冷媒蒸気は、コンプレッサーのダウンストローク中に吸入ラインからコンプレッサーのシリンダー内に引き込まれます。 しかし、上昇行程中に、吸入バルブの表面に付着したオイルスラッジやその他のオイル分解副生成物により吸入バルブが適切に固定されていないため、同じ冷媒が吸入ラインにこっそり戻る可能性があります。 その結果、高い吸引圧力が得られます。 吸入バルブまたは吐出バルブのいずれかが、コンプレッサーの過熱問題によって歪む可能性もあります。

低アンペア消費は、コンプレッサーを通る冷媒流量の減少によって引き起こされます。 圧縮行程中に、冷媒の一部が吸入バルブから漏れて吸入ラインに戻り、冷媒の流れが減少します。 吸入行程中、冷媒の一部は吐出バルブが適切に装着されていないため、吐出バルブを通過し、コンプレッサーのシリンダーに戻ります。 どちらの状況でも、冷媒流量が減少し、アンプ消費量が低下します。 コンプレッサーがポンプでポンピングしなければならないヘッド圧力が低いため、アンプの消費電力も減少します。

システムコンポーネントが直列になっているため、凝縮器を通る冷媒の流れが減少し、システム全体を通る冷媒の流れが減少します。 冷媒の大部分はコンデンサーとレシーバー内に存在するため、コンデンサーの過冷却が少し高くなる可能性があります。

システム内の冷媒流量が減少するため、TXV は必要な冷媒流量を取得できない可能性があります。 蒸発器内の過熱度が高く、それがコンプレッサーに流入する結果である可能性があります。 ただし、バルブの問題が深刻でない場合、過熱度はある程度正常である可能性があります。

吐出バルブが損傷したり、スラッジが付着したりして適切に取り付けられていないと、ヘッド圧力が低下します。 その理由は、コンプレッサーの上昇行程中に冷媒蒸気がシリンダーから押し出されて吐出ラインに流入するためです。 ダウンストロークでは、吐出ライン内にあり圧縮されている同じ冷媒が、吐出バルブが適切に固定されていないため、シリンダ内に引き戻されます。 この冷媒のサイクルが短いと、吐出ガスが何度も加熱され、吐出温度が通常よりも高くなります。 ただし、バルブの問題が進行し、シ​​ステム内の冷媒流量がほとんどなくなる場合は、極度に低い流量により吐出温度が低下します。 コンプレッサーから 2 インチの位置で測定した吐出ライン温度の温度制限は 250°F であることに注意してください。

バルブの漏れやリングの摩耗が発生しているシステムのトラブルシューティング方法を学ぶのは難しい場合があるため、技術者は問題を切り分けるために慎重な測定を行う必要があります。

John Tomczyk は、ミシガン州ビッグラピッズにあるフェリス州立大学の HVACR 名誉教授であり、Cengage Learning から出版された『Refrigeration & Air Conditioning Technology』の共著者です。 [email protected] までご連絡ください。