Nei sistemi di refrigerazione commerciale e industriale a bassa temperatura, i compressori scroll operano spesso con rapporti di pressione elevati, dove il calore di compressione elevato rappresenta un rischio per la longevità dell'apparecchiatura. L'operatività con temperature di scarico continuamente superiori a 130°C porta al degrado termico del lubrificante polioloestere (POE), alla formazione di depositi di carbonio sugli avvolgimenti degli scroll e all'eventuale bruciatura degli avvolgimenti del motore. Questa guida diagnostica affronta le cause principali del surriscaldamento nelle unità Copeland scroll e fornisce procedure sistematiche di risoluzione dei problemi per i sistemi a iniezione di liquido e controllo della temperatura di scarico (DTC).
Cause principali del surriscaldamento degli scroll
Le temperature di scarico eccessive sono tipicamente guidate da condizioni anomale del vapore di aspirazione o da una ridotta portata massica:
- Surriscaldamento eccessivo in aspirazione: Un surriscaldamento eccessivo in aspirazione superiore a 15K, causato da valvole di espansione regolate in modo errato o da linee di aspirazione non isolate, aumenta il carico termico prima dell'inizio della compressione.
- Rapporti di compressione elevati: L'operatività con basse pressioni di evaporazione (inferiori a -30°C) in concomitanza con pressioni di condensazione elevate forza i rapporti di compressione oltre 10:1, generando calore di attrito e termodinamico in eccesso.
- Sottoraffreddamento inadeguato: Il liquido che entra nei dispositivi di espansione con sottoraffreddamento insufficiente riduce la portata massica effettiva, portando a un surriscaldamento di scarico più elevato.
Protocollo diagnostico della valvola di iniezione DTC
Le unità scroll a bassa temperatura si affidano a una valvola DTC per iniettare refrigerante liquido direttamente nello stadio di compressione intermedio quando le temperature degli scroll raggiungono i 105°C.
- Posizionamento della bulbo del sensore: Ispezionare il bulbo termico DTC montato nel pozzetto del cappuccio superiore. Assicurarsi che il bulbo utilizzi grasso termico approvato e sia fissato con clip di montaggio resistenti. Uno scarso contatto termico causa un ritardo nell'apertura della valvola, portando le temperature di scarico oltre i limiti di sicurezza.
- Restrizione della linea del liquido: Misurare la differenza di pressione attraverso il filtro-essiccatore della linea del liquido che alimenta la valvola DTC. Una caduta di pressione superiore a 0,5 bar indica un intasamento, che priva il circuito di iniezione di refrigerante liquido.
- Funzionamento dell'orifizio della valvola: Misurare le temperature del corpo del compressore vicino alla porta di iniezione. Se il cappuccio superiore supera i 115°C mentre la linea di iniezione rimane fredda, il tubo capillare interno o l'elemento termico hanno subito un blocco meccanico o hanno perso la carica del loro elemento di potenza, richiedendo la sostituzione del gruppo valvola.
Manutenzione preventiva e recupero del sistema
Quando si risolvono incidenti di surriscaldamento durante la manutenzione ordinaria del compressore nelle applicazioni di celle frigorifere:
- Ispezionare i visori dell'olio per verificare l'annerimento o la perdita di viscosità dovuti all'ossidazione termica.
- Regolare le valvole di espansione termostatiche primarie (TXV) per mantenere un surriscaldamento in aspirazione stabile tra 5K e 8K all'ingresso di aspirazione del compressore.
- Verificare che i limitatori di alta temperatura intervengano in modo affidabile a 127°C per prevenire il blocco strutturale degli avvolgimenti dello scroll.
Conclusione
Il mantenimento di un surriscaldamento in aspirazione preciso e la verifica della funzionalità di iniezione di liquido della valvola DTC proteggono il compressore frigorifero da un grave degrado termico, garantendo prestazioni continue ed efficienti dal punto di vista energetico negli ambienti di stoccaggio a freddo a bassa temperatura.
