Wiele systemów klimatyzacyjnych i chłodniczych umieszcza jednostki skraplające na zewnątrz z dwóch głównych powodów. Po pierwsze, wykorzystuje to niższą temperaturę otoczenia na zewnątrz, aby odprowadzić część ciepła absorbowanego przez parownik, a po drugie, aby zmniejszyć hałas.
Agregaty skraplające zazwyczaj składają się ze sprężarek, wężownic skraplacza, zewnętrznych wentylatorów skraplacza, styczników, przekaźników rozruchowych, kondensatorów i płytek półprzewodnikowych z obwodami. Odbiornik jest zazwyczaj zintegrowany z agregatem skraplającym układu chłodniczego. W agregacie skraplającym sprężarka zazwyczaj posiada grzałkę podłączoną do jej spodu lub do skrzyni korbowej. Ten typ grzałki jest często określany jakogrzałka karteru.
Tengrzałka karteru sprężarkijest grzałką oporową, którą zwykle mocuje się do spodu skrzyni korbowej lub umieszcza w studzience wewnątrz skrzyni korbowej sprężarki.Grzałki karterusą często spotykane w sprężarkach, w których temperatura otoczenia jest niższa od temperatury roboczej parownika układu.
Olej w skrzyni korbowej sprężarki, czyli olej sprężarki, pełni wiele ważnych funkcji. Chociaż czynnik chłodniczy jest cieczą roboczą niezbędną do chłodzenia, olej jest niezbędny do smarowania ruchomych części mechanicznych sprężarki. W normalnych warunkach niewielka ilość oleju zawsze wydostaje się ze skrzyni korbowej sprężarki i krąży wraz z czynnikiem chłodniczym w całym układzie. Z czasem, odpowiednia prędkość przepływu czynnika chłodniczego przez przewody układu umożliwi tym wyciekłym olejom powrót do skrzyni korbowej, dlatego olej i czynnik chłodniczy muszą się wzajemnie rozpuścić. Jednocześnie jednak rozpuszczalność oleju i czynnika chłodniczego może powodować kolejny problem w układzie. Problem ten polega na migracji czynnika chłodniczego.
Migracja jest zjawiskiem aperiodycznym. Jest to proces, w którym ciekłe i/lub parowe czynniki chłodnicze migrują lub powracają do skrzyni korbowej sprężarki i przewodów ssawnych podczas cyklu wyłączania sprężarki. Podczas przerw w pracy sprężarki, zwłaszcza podczas dłuższych przerw, czynnik chłodniczy będzie musiał zostać przemieszczony lub przeniesiony do miejsca, w którym ciśnienie jest najniższe. W naturze płyny przepływają z miejsc o wyższym ciśnieniu do miejsc o niższym ciśnieniu. Skrzynia korbowa zazwyczaj charakteryzuje się niższym ciśnieniem niż parownik, ponieważ zawiera olej. Niższa temperatura otoczenia wzmacnia zjawisko niższej prężności par i sprzyja skraplaniu się pary czynnika chłodniczego do cieczy w skrzyni korbowej.
Sam schłodzony olej ma niską prężność par i niezależnie od tego, czy czynnik chłodniczy jest w stanie pary, czy cieczy, będzie on przepływał do schłodzonego oleju. W rzeczywistości prężność par zamrożonego oleju jest tak niska, że nawet jeśli w układzie chłodzenia zostanie wytworzone podciśnienie 100 mikronów, nie wyparuje. W przypadku niektórych schłodzonych olejów, prężność par spada do 5-10 mikronów. Jeśli olej nie ma tak niskiej prężności par, będzie parował, gdy tylko w skrzyni korbowej pojawi się niskie ciśnienie lub podciśnienie.
Ponieważ migracja czynnika chłodniczego może zachodzić wraz z jego parą, migracja może odbywać się zarówno w górę, jak i w dół. Gdy para czynnika chłodniczego dotrze do skrzyni korbowej, zostanie wchłonięta i skroplona w oleju ze względu na mieszalność czynnika chłodniczego z olejem.
Podczas długiego cyklu zamkniętego ciekły czynnik chłodniczy tworzy prążkowaną warstwę na dnie oleju w skrzyni korbowej. Dzieje się tak, ponieważ ciekłe czynniki chłodnicze są cięższe od oleju. Podczas krótkich cykli wyłączania sprężarki, migrujący czynnik chłodniczy nie ma szansy na osadzenie się pod olejem, ale nadal miesza się z olejem w skrzyni korbowej. W sezonie grzewczym i/lub w chłodniejszych miesiącach, gdy klimatyzacja nie jest potrzebna, właściciele domów często wyłączają zasilanie zewnętrznej jednostki skraplającej klimatyzacji. Powoduje to, że sprężarka nie ogrzewa skrzyni korbowej, ponieważ grzałka skrzyni korbowej jest wyłączona. Migracja czynnika chłodniczego do skrzyni korbowej z pewnością nastąpi podczas tego długiego cyklu.
Po rozpoczęciu sezonu chłodzenia, jeśli właściciel domu nie włączy wyłącznika obwodu co najmniej 24–48 godzin przed uruchomieniem klimatyzatora, może dojść do silnego pienienia się skrzyni korbowej i wzrostu ciśnienia z powodu długotrwałej migracji czynnika chłodniczego, który nie krąży.
Może to spowodować utratę prawidłowego poziomu oleju w skrzyni korbowej, uszkodzenie łożysk i inne usterki mechaniczne sprężarki.
Grzałki karteru zostały zaprojektowane, aby zapobiegać migracji czynnika chłodniczego. Zadaniem grzałki karteru jest utrzymanie temperatury oleju w karterze sprężarki na poziomie wyższym niż w najzimniejszej części układu. W rezultacie w karterze panuje nieco wyższe ciśnienie niż w pozostałej części układu. Czynnik chłodniczy, który dostaje się do karteru, odparowuje i jest przetłaczany z powrotem do przewodu ssącego.
W okresach bez cykli migracja czynnika chłodniczego do skrzyni korbowej sprężarki stanowi poważny problem. Może to spowodować poważne uszkodzenie sprężarki.
Czas publikacji: 25.09.2024