Chiller wybija zabezpieczenie termiczne. Diagnostyka agregatu wody lodowej Aermec ANL 580

Objaw: urządzenie pracuje, po czym samo się wyłącza

Zgłoszenie brzmiało prosto. Agregat wody lodowej startuje normalnie, chłodzi, a po kilkudziesięciu minutach pracy wyłącza się i wybija zabezpieczenie termiczne. Po ostudzeniu daje się uruchomić ponownie i historia się powtarza. Obiekt to instytucja kultury, klimatyzacja obsługuje sale dla publiczności, więc każde wyłączenie jest odczuwalne od razu.

Urządzenie to agregat wody lodowej chłodzony powietrzem o mocy chłodniczej 110,8 kW, z 2013 roku, pracujący na czynniku R410A w ilości 19,1 kg, z dwiema sprężarkami spiralnymi w układzie tandem na jednym obiegu. Taki objaw ma zwykle kilka możliwych źródeł i żadnego z nich nie da się wskazać zza biurka. Dlatego pierwszym etapem była diagnostyka z pomiarami, a nie wymiana części na chybił trafił.

Dlaczego zabezpieczenie termiczne to objaw, a nie przyczyna

Zamontowane w agregacie sprężarki spiralne mają wbudowane w uzwojenie zabezpieczenie termiczne z samoczynnym powrotem. Producent oznacza to na tabliczce jako thermally protected system. Taki protektor nie jest usterką samą w sobie. On robi dokładnie to, do czego został przewidziany: odłącza silnik, zanim uzwojenie się przegrzeje.

Pytanie brzmi więc nie „dlaczego wybija termik”, tylko „dlaczego silnik sprężarki się grzeje”. A to jest zupełnie inne pytanie i prowadzi w inne miejsca. Jeżeli chcesz wcześniej zrozumieć zasadę działania układu, opisaliśmy ją w tekście jak działa agregat wody lodowej.

W sprężarce spiralnej na czynniku R410A silnik chłodzony jest gazem zasysanym z parownika. Jeżeli ten gaz dociera zbyt gorący, uzwojenie traci chłodzenie i grzeje się mimo prawidłowego prądu. Dlatego kluczowym pomiarem w tego typu awarii nie jest prąd, tylko przegrzanie na ssaniu.

Co pokazały pomiary

Pierwszy pomiar wykonano przy zatrzymanym urządzeniu, drugi przy pracy ustalonej. Dopiero zestawienie obu daje obraz.

Prawidłowe przegrzanie na ssaniu mieści się w przedziale od 5 do 8 K. Zmierzone 21,7 K to blisko trzykrotność górnej granicy. Przy takim przegrzaniu gaz wracający do sprężarki jest za gorący, żeby schłodzić uzwojenie. Zabezpieczenie termiczne wybija po kilkudziesięciu minutach, bo dokładnie tyle trwa nagrzewanie silnika do progu zadziałania. Objaw opisany przez użytkownika zgadza się z pomiarem co do minuty.

Druga nieprawidłowość dotyczy strony skraplania. Przy temperaturze powietrza zewnętrznego około 21 stopni C temperatura skraplania wynosiła 40,1 stopnia C. Różnica blisko 19 K, przy wartości prawidłowej od 12 do 15 K. Skraplacz nie oddawał ciepła tak, jak powinien.

Skraplacz, którego nikt nie mył

Przyczyna podwyższonego skraplania była widoczna gołym okiem, zanim jeszcze podpięliśmy manometry.

To nie jest zabrudzenie do przedmuchania sprężonym powietrzem. Warstwa tego typu wymaga mycia chemicznego z użyciem środka dobranego do aluminium i miedzi, z kontrolowanym spłukiwaniem i zabezpieczeniem elektryki. Wykonane na siłę mycie myjką wysokociśnieniową kładzie lamele i pogarsza sytuację na stałe. Czyszczenie wymiennika wchodzi standardowo w zakres przeglądu agregatu wody lodowej i jest najtańszą rzeczą, jaką można zrobić dla sprawności urządzenia.

Warto zwrócić uwagę na jeszcze jedną rzecz. Ten sam materiał, który siedzi w lamelach, osadził się również wewnątrz szafy sterowniczej, na płycie sterownika i na listwach zaciskowych. To znaczy, że szafa nie jest szczelna, a to osobny problem do zaadresowania.

Dwie niesprawności układu sterowania

Zabrudzony skraplacz nie działał w próżni. Regulacja ciśnienia skraplania w tym agregacie opiera się na sterowaniu prędkością wentylatorów, a to sterowanie było niesprawne z dwóch niezależnych powodów.

Sonda temperatury powietrza zewnętrznego nie jest elementem drugorzędnym. Na tej platformie sterowania uczestniczy w regulacji obrotów wentylatorów, w kompensacji nastawy wody i w logice blokad. Jej niesprawność oznacza, że regulator pracuje na wartości zastępczej i traci kontrolę nad ciśnieniem skraplania.

Drugą niesprawnością był uszkodzony regulator prędkości wentylatorów. W efekcie agregat z zapchanym skraplaczem nie miał żadnego narzędzia, żeby zareagować na rosnące ciśnienie skraplania.

Rozwiązanie tymczasowe i dlaczego nazywamy je po imieniu

Na prośbę użytkownika, w celu przywrócenia pracy urządzenia, zamontowaliśmy sprawny falownik z własnego zasobu.

Tu dochodzimy do rzeczy, którą uważamy za istotniejszą niż sam montaż. Falownik uruchomiono w trybie stałych obrotów, bez podłączenia sygnału regulacyjnego ze sterownika agregatu. Urządzenie chłodzi, ale oryginalna funkcja regulacji ciśnienia skraplania nie została przywrócona.

Latem taki stan działa, a nawet chłodzi lepiej niż trzeba. Problem pojawi się przy niskich temperaturach zewnętrznych. Wentylatory kręcące na pełnych obrotach przy zimnym powietrzu zbiją ciśnienie skraplania za nisko, zawór rozprężny straci różnicę ciśnień, wydajność spadnie, a w skrajnym przypadku pojawią się cykliczne blokady od niskiego ciśnienia. Do tego dochodzi stały pobór mocy wentylatorów i hałas na maksymalnych obrotach, co w obiekcie z publicznością nie jest obojętne.

Dlatego w protokole i w ofercie na prace serwisowe zapisaliśmy to wprost jako rozwiązanie tymczasowe, a jako osobną pozycję ujęliśmy doprowadzenie układu do stanu zgodnego z projektem, czyli podłączenie sygnału regulacyjnego ze sterownika i parametryzację falownika. Klient ma prawo wiedzieć, że urządzenie jest doraźnie uruchomione, a nie naprawione. Zwłaszcza zanim przyjdzie mróz.

Czego nie da się ocenić bez demontażu

Rzetelna diagnostyka to również uczciwe wskazanie granic tego, co udało się ustalić.

Stan wkładu filtracyjnego pozostał nieustalony i tak został opisany w protokole. Ma to znaczenie, bo zdławiony filtr daje objawy zbliżone do zużytych łożysk pompy obiegowej: hałas, spadek przepływu, kawitację. Otwarcie filtra wymaga odcięcia obiegu, penetratora, podgrzania korpusu i posiadania na miejscu filtra zamiennego, bo prawdopodobieństwo uszkodzenia korka jest realne. To już nie jest diagnostyka, tylko praca serwisowa z własnym ryzykiem, i jako taka trafiła do odrębnej wyceny.

Zanim wpiszemy komuś wymianę łożysk, chcemy wiedzieć, które z tych czterech źródeł faktycznie występuje. Wymiana łożysk przy kawitacji niczego nie załatwia i po pół roku wracamy w to samo miejsce.

Grzałki karteru, czyli szczegół, który łatwo przeoczyć

Grzałka karteru ma odparować czynnik rozpuszczony w oleju w czasie postoju sprężarki. Producent agregatu umieścił na szafie sterowniczej tabliczkę nakazującą podanie napięcia na urządzenie co najmniej 24 godziny przed uruchomieniem właśnie z tego powodu. Jeżeli grzałka jest zasilana również w czasie pracy albo dociśnięta nierówno, grzeje punktowo i dokłada się do bilansu cieplnego, zamiast pomagać. Sposób jej zasilania zapisaliśmy jako pozycję do zweryfikowania pomiarowo.

Wnioski i co dalej

Łańcuch przyczynowy ułożył się spójnie. Zapchany skraplacz podnosi ciśnienie skraplania. Uszkodzona sonda powietrza i uszkodzony regulator obrotów pozbawiają urządzenie możliwości reakcji. Do tego dochodzi niedobór czynnika chłodniczego, który podniósł przegrzanie na ssaniu do 21,7 K i pozbawił silnik sprężarki chłodzenia. Skutkiem jest wybijanie zabezpieczenia termicznego po kilkudziesięciu minutach pracy.

Uzupełnienie czynnika wykonano jako działanie doraźne. Podkreślamy to wyraźnie, bo przepisy o fluorowanych gazach cieplarnianych nie pozwalają traktować dolewki jako naprawy. Uzupełnienie czynnika w urządzeniu z nieszczelnością wymaga zlokalizowania i usunięcia przyczyny wycieku oraz kontroli sprawdzającej w terminie nieprzekraczającym miesiąca od naprawy. Ilość uzupełnioną wpisuje się do Karty Urządzenia w Centralnym Rejestrze Operatorów. Agregat o napełnieniu 19,1 kg R410A odpowiada 39,9 tony ekwiwalentu CO2, co oznacza obowiązkową kontrolę szczelności nie rzadziej niż raz na 12 miesięcy.

Osobnym wątkiem jest jakość czynnika w obiegu. Jeżeli analiza potwierdzi, że nie jest to czysty R410A, sprawa przestaje być naprawą, a staje się usunięciem skażenia układu. Oznacza to odzysk czynnika jako odpadu do utylizacji, wymianę oleju w obu sprężarkach, wymianę filtra osuszacza i ponowne napełnienie. Warto też pamiętać, że przy zanieczyszczonym czynniku wskazania manometrów elektronicznych, liczone z tablic dla czystego R410A, obarczone są błędem o nieustalonej wielkości.

Dlaczego zaczynamy od diagnostyki, a nie od wymiany części

Gdyby ktoś podszedł do tego zgłoszenia skrótem, najprawdopodobniej wymieniłby sprężarkę. Objaw pasuje, a sprężarka to najdroższy element w urządzeniu. Nowa sprężarka w tym agregacie, przy zapchanym skraplaczu, niesprawnej regulacji obrotów i niedoborze czynnika, wybiłaby termik równie skutecznie jak stara. Różnica polegałaby wyłącznie na kwocie faktury.

Dlatego nasza diagnostyka kończy się protokołem z pomiarami i wskazaniem przyczyny, a dopiero na jego podstawie powstaje wycena prac serwisowych. Jeżeli któregoś ustalenia nie da się zrobić na miejscu, piszemy to wprost, zamiast wypełniać lukę domysłem.

Co zrobić, gdy chiller wybija zabezpieczenie termiczne

Jeżeli Twój agregat wyłącza się po kilkudziesięciu minutach pracy i sam wraca po ostudzeniu, nie zaczynaj od wymiany sprężarki. Zacznij od trzech pomiarów: przegrzania na ssaniu, temperatury skraplania odniesionej do temperatury powietrza oraz prądów roboczych. Te trzy liczby zwykle wskazują kierunek w ciągu jednej wizyty.

Wykonujemy diagnostykę, naprawę i modernizację agregatów wody lodowej wszystkich producentów i wszystkich wydajności chłodniczych, w tym urządzeń marek Aermec, Rhoss, Clivet, Carrier, Trane, Daikin, Climaveneta, Lennox i MTA, niezależnie od tego, kto wykonywał wcześniejsze przeglądy. Jeżeli potrzebujesz szybkiej interwencji na obiekcie, sprawdź mobilny serwis agregatów chłodniczych. Jeżeli urządzenie pracuje poprawnie, ale chcesz uniknąć takiej awarii, właściwym rozwiązaniem jest stała obsługa serwisowa z przeglądami okresowymi. Więcej przypadków z naszej praktyki znajdziesz w dziale serwis chillerów.

Najczęstsze pytania

Dlaczego chiller wyłącza się po kilkudziesięciu minutach i sam wraca po ostudzeniu?

Tak zachowuje się wbudowane zabezpieczenie termiczne sprężarki z samoczynnym powrotem. Odłącza silnik po przekroczeniu temperatury uzwojenia i załącza go ponownie, gdy sprężarka wystygnie. Czas do zadziałania odpowiada czasowi nagrzewania silnika, stąd powtarzalne kilkadziesiąt minut. Samo zabezpieczenie nie jest usterką, tylko sygnałem, że silnik się grzeje. Przyczyną bywa najczęściej zbyt wysokie przegrzanie na ssaniu, podwyższone ciśnienie skraplania albo obciążenie mechaniczne sprężarki.

Jakie przegrzanie na ssaniu jest prawidłowe?

W typowym układzie z zaworem rozprężnym od 5 do 8 K. Wartości powyżej 10 K oznaczają, że gaz wracający do sprężarki jest za gorący. W sprężarkach spiralnych na R410A ma to bezpośredni skutek, bo silnik chłodzony jest właśnie gazem ssanym. W opisanym przypadku zmierzyliśmy 21,7 K i to wystarczyło, żeby wyjaśnić objaw zgłoszony przez użytkownika.

Czy zabrudzony skraplacz może wybić zabezpieczenie sprężarki?

Tak i jest to jedna z najczęstszych przyczyn. Warstwa pyłu i puchu w lamelach ogranicza oddawanie ciepła, podnosi ciśnienie i temperaturę skraplania, a za nimi prąd roboczy sprężarki. Różnica między temperaturą skraplania a temperaturą powietrza powinna mieścić się w przedziale od 12 do 15 K. Wartości powyżej 18 K wskazują na zabrudzony wymiennik, niepracujące wentylatory albo recyrkulację powietrza wokół urządzenia.

Czy uzupełnienie czynnika chłodniczego naprawia usterkę?

Nie. Dolewka usuwa objaw i pozwala urządzeniu pracować, ale nie usuwa przyczyny ubytku. Przepisy o fluorowanych gazach cieplarnianych wymagają zlokalizowania i naprawienia nieszczelności oraz kontroli sprawdzającej w terminie do jednego miesiąca od naprawy. Każdą uzupełnioną ilość wpisuje się do Karty Urządzenia w Centralnym Rejestrze Operatorów. Traktowanie dolewki jako naprawy jest nieprawidłowe zarówno technicznie, jak i formalnie.

Jak często trzeba wykonywać kontrolę szczelności?

Częstotliwość zależy od ekwiwalentu CO2, a nie od masy czynnika. Opisany agregat z napełnieniem 19,1 kg R410A odpowiada 39,9 tony ekwiwalentu, co oznacza kontrolę nie rzadziej niż raz na 12 miesięcy. Powyżej 50 ton kontrola jest półroczna, a powyżej 500 ton kwartalna, z wymogiem stałego systemu wykrywania wycieków. Operator urządzenia odpowiada również za prowadzenie Karty Urządzenia.

Czy przy takim objawie trzeba od razu wymieniać sprężarkę?

Zwykle nie i warto się przed tym powstrzymać. Sprężarka jest najdroższym elementem urządzenia, a jej wymiana bez usunięcia przyczyny przegrzewania kończy się powtórzeniem awarii na nowym podzespole. Najpierw trzeba zmierzyć przegrzanie, ciśnienia robocze i prądy, sprawdzić stan skraplacza i działanie regulacji obrotów wentylatorów. Dopiero pomiar rezystancji izolacji uzwojeń i ocena stanu oleju rozstrzygają, czy sprężarka faktycznie kwalifikuje się do wymiany.

Ile trwa diagnostyka agregatu wody lodowej?

Wizyta diagnostyczna na jednym urządzeniu to zwykle kilka godzin, zależnie od dostępu i możliwości uruchomienia agregatu pod obciążeniem. Część ustaleń wymaga pracy ustalonej, więc urządzenie musi dać się uruchomić na odpowiednio długo. Jeżeli przyczyny nie da się wskazać na miejscu, kolejnym etapem są badania warsztatowe zdemontowanego podzespołu, co stanowi odrębny zakres i odrębną wycenę.

Kontakt

SKiC Sp. z o.o.
Wałsnów 22B, 26-505 Wałsnów
tel. +48 501 179 381
e-mail: info@skic.com.pl
www.skic.com.pl

Serwis mobilny na terenie całej Polski. Reakcja na zgłoszenie w 4–8 godzin roboczych. Firma działa od 2004 roku. Certyfikat F-gazowy personelu nr FGAZ-O/09/02400/24.