Výměna kompresoru v tepelném čerpadle ZEMĚ - VODA

Výměna kompresoru v tepelném čerpadle ZEMĚ - VODA

Zákazník se na mě obrátil s požadavkem na opravu tepelného čerpadla, u kterého byla servisním technikem "topenářem" diagnostikována závada. Vadný elektromotor kompresoru u chladivového okruhu. Tepelné čerpadlo bylo změnou parametrů přenastaveno do náhradního provozu a byl aktivován integrovaný 9kW elektrokotel. Následně došlo k zajištění náhradních dílů, stanovení časové náročnosti opravy a byla sestavena cenová kalkulace, která byla předložena zákazníkovi ke schválení. Po odsouhlasení ceny a termínu bylo následně přistoupeno k vlastní opravě. Vzhledem k tomu, že se jednalo o závadu elektromotoru, kdy byl měřením potvrzen zkrat na kostru u všech cívek elektromotoru kompresoru, a při obhlídce vnitřní části tepelného čerpadla jsem nabyl dojmu, že s největší pravděpodobností bude u zařízení částečný únik chladiva. Tento mohl způsobit provoz kompresoru s vysokou teplotou výtlaku a nižší odpařovací teplotou. Jako první krok opravy jsem  zvolil analýzu chladiva.

Analýza chladiva

Výsledek analýzy ukázal, že v tepelném čerpadle je chladivo R407C, typ sice shodný se štítkem tepelného čerpadla, ale složení analyzované směsi neodpovídalo správnému složení tak jak je uvedeno v bezpečnostním listu chladiva. Tento výsledek je dalším důvodem pro podezření, že u chladivového okruhu docházelo za provozu k úniku. Zákazník sice tvrdil, že se u zařízení za sedm let několikrát nějaká kapalina doplňovala, ale protože se prý jednalo o nemrznoucí směs a servisní technik prý říkal, že je to normální, tak tomu zákazník nevěnoval žádnou pozornost. ŽÁDNÉ ZÁZNAMY ANI SERVISNÍ PROTOKOLY NEMĚL ZÁKAZNÍK K DISPOZICI a proto bylo vycházeno jen z aktuálního stavu.

Odsávání chladiva

Dalším krokem bylo odsátí zbývající náplně tak, aby byl koncový tlak po ukončení odsávání mírně pod hodnotou okolního atmosférického tlaku. Tato metoda nejen, že umožní odsátí opravdu celé náplně ze zařízení, ale vzhledem k dalšímu kroku, kterým je zásah do chladícího okruhu se při odsátí pod úroveň tlaku okolí  s následným zrušením vakua pomocí mírného přetlaku dusíku zajistí, že v okruhu, díky přítomnosti inertního plynu se v případě pájení nevytváří nežádoucí nečistoty, okuje, oxidy mědi a hlavně nedojde ke vzplanutí olejového filmu na trubce, která se pomocí plamene zahřívá z důvodu její demontáže. Vzplanutí oleje je problematické nejen z důvodu, že vznikají škodlivé látky, kouř a zápach, které není vhodné si sám sobě "pouštět pod nos" ale také je třeba mít v patrnosti požární bezpečnost objektu, ve kterém se tepelné čerpadlo nachází a ve kterém se provádí servisní zásah. Výhodou mírného přetlaku dusíku při otevírání okruhu je i skutečnost, že dle nařízení evropského parlamentu číslo 517/2014 je zakázané úmyslně vypouštět chladivo do ovzduší. Pokud bychom odsáli chladivo z okruhu do transportní nádoby tak, že bychom vytvořili sice podtlak v okruhu, ale neprovedli bychom následně zrušení podtlaku dusíkem a vytvoření mírného přetlaku, při otevření okruhu by se nám dovnitř přisál vzduch a toto je také nežádoucí z důvodu zajištění čistoty uvnitř chladivového okruhu.

Přetlak dusíku při otevření okruhu

Vytvořený mírný přetlak cca 0,2-0,4 Bar je ideální  pro otevření okruhu, pokud by byl tlak vyšší, hrozí vytlačení oleje při otevření okruhu a následně vytvoření olejové mlhy a také znečištění zařízení mastnotou, na které, pokud se v zařízení vyskytuje, ulpívá prach a způsobuje celkově znečištění.

Zjištění úniku chladiva

Odsáté množství chladiva bylo v tomto případě 1,830Kg, což prezentuje při náplni 2,300Kg, která je uvedena na štítku zařízení únik 21% náplně.

Zjištěný rozdíl  znamená, že pokud je zařízení navrženo tak, že jeho topný výkon je vyšší, než je požadovaný potřebný výkon, respektive zařízení je dimenzováno s rezervou, nebo na tzv. 100% tepelnou ztrátu objektu, zákazník při úniku 20% chladiva NEPOZNÁ, že se něco děje a k identifikaci problému dojde až v momentě fatálního selhání zařízení, např. "shoření elektromotoru kompresoru".

 

Demontáž dílů

Při demontáži vadného kompresoru jsem provedl namísto vyletování potrubí jeho odříznutí a to z důvodu minimalizace nečistot vznikajících při ohřívání trubek plamenem. Společně s kompresorem byl z tepelného čerpadla demontován i originální filtrdehydrátor. Skutečnost, že za sedm let bylo pravděpodobně provedeno několikrát doplnění chladiva a filtrdehydrátor zůstal původní, znamená, že může v tepelném čerpadle docházet vlivem částečného zanesení k expanzi kapalného chladiva v dehydrátoru a snížení vypařovacího tlaku, což vede ke snížení výkonu zařízení a zvýšení rizika poškození kompresoru.

Obecně platí pravidlo, že filtrdehydrátor se mění vždy, když se zasahuje do chladícího okruhu, z důvodu eliminace rizika jeho zanesení a zajištění optimálních podmínek pro práci chladivového kompresoru.

Demontovaný dehydrátor již na pohled vykazoval známky poškození od kondenzace vzdušné vlhkosti, což potvrzuje podezření na jeho zanesení. Zrezivělé hrdlo u dehydrátoru, který má mít za provozu teplotu okolo 30 st. C je u vnitřní instalace známkou toho, že docházelo k jeho ochlazení díky expandujícímu chladivu uvnitř. Rzí napadený pájený spoj je místem, kde docházelo k úniku chladiva. U  tohoto problematického místa nebyla sice identifikována mastnota, která doprovází většinou únik chladiva, jednalo se o malý únik na kapalinovém potrubí, na  vysokotlaké straně okruhu.

Nový dehydrátor + průhledítko

Do tepelného čerpadla jsem při montáži nového dehydrátoru doplnil i průhledítko s indikátorem zbytkové vlhkosti, aby při případných následných servisech bylo možné pouhým okem posoudit, zda je v okruhu dostatek chladiva. Průhledítko namontované mezi dehydrátorem a expanzním ventilem umožní identifikovat případné bubliny plynu v kapalném chladivu a také jeho nedostatek. Integrovaný identifikátor vlhkosti nám do budoucna poskytne informaci o případném obsahu vlhkosti v chladivu, která je nežádoucí. Vzhledem k tomu, že výrobce u zařízení průhledítko neinstaloval, vznikl po jeho dodatečné instalaci stav, kdy k nahlížení je zapotřebí ostřejší oko, ale soudím, že je lepší průhledítko umístěné tak, že je sice vidět špatně, ale je tam, a to je pro budoucí servis důležité.

Tlaková zkouška

Dalším důležitým krokem je tlaková zkouška dusíkem. Při opravě se provádí tlaková zkouška těsnosti přetlakem inertního plynu z důvodu zjištění těsnosti. V souladu s ČSN EN 378 je každé podezření na únik nutno ověřit tlakovou zkouškou. Pokud se zjistí únik, je třeba tento opravit a zkoušku opakovat. Teprve tehdy, kdy je zařízení těsné, je možné provést další kroky: vakuování, plnění chladivem a zprovoznění zařízení.

Tlak zkoušky těsnosti musí být nižší než maximální dovolený tlak udaný výrobcem. V tomto případě, vzledem k hodnotě  PS, kterou výrobce na štítku zařízení udává 31 Bar a s přihlédnutím k nižšímu stavu zásoby v servisní lahvi jsem zvolil tlak 13 Bar. Po půl hodině, což v tomto případě považuji za dostatečnou délku trvání zkoušky, dusík z okruhu vypouštím a začínám vakuovat.

Vakuování

 Dosažené vakuum 0 mBar po provedení jeho držení a ověření, že v zařízení lze udržet podtlak mě přesvědčuje o skutečnosti, že chladící okruh po provedené výměně kompresoru, filtrdehydrátoru a instalaci průhledítka je těsný, mohu přistoupit k naplnění okruhu chladivem.

Plnění okruhu chladivem

Naplnění novým chladivem na štítkovou hodnotu s 20gr navíc presentuje i jakousi malou rezervu pro případné provozní úniky způsobené při odpojování servisních hadic a to v případě, že konec hadice není opatřen servisním kulovým uzávěrem, nebo nemáme k dispozici jinou možnost pro uzavření hadice na vysokotlaké straně. Dále tuto 20gr rezervu použijeme tam, kde není možnost pomocí servisních parametrů v menu regulace provést odsátí chladiva ze servisního přístroje a servisních hadic.

ACID-AWAY- neutralizace

Vzhledem k tomu, že závada, shořelý elektromotor kompresoru znamená i riziko zvýšení obsahu kyselinotvorných látek a kyselin, je nutné provést u nového kompresoru ochranu proti případnému opětovnému shoření, které může vzniknout poškozením laku vinutí elektromotoru po napadení kyselinou. Existují proplachovací zařízení, která umožní vyčištění okruhu od nečistot a zplodin tím, že se do okruhu naplní čistící látka "GENESOLV" a po její cirkulaci, následném odsátí a vyvakuování je okruh z pohledu vnitřní čistoty téměř jako nový. Proplachování okruhů u tepelných čerpadel s deskovými výměníky je problematické, neboť je obtížné zajistit v krátkém čase proplach všech kanálů ve výměnících. V našem případě jsem z důvodu okolností, časové úspory a tak trochu i s přihlédnutím k finanční výši zvolil alternativu.

Alternativou pro odstranění kyselin u chladivového okruhu je nadávkování neutralizačního prostředku do oleje kompresoru v množství odpovídajícím míře znečištění. V našem případě 1 ampule neutralizačního prostředku ACID pro POE olej. Tato chemická látka zajistí sice z počátku vyšší zásadovost oleje, ale při tvorbě kyseliny a provozu zařízení, kdy se při proudění chladiva vrátí do kompresoru zbytky kontaminovaného oleje, který obsahuje kyseliny, se olej v kompresoru neutralizuje a jeho výsledné PH je v mezích tolerance pro eliminaci rizika vzniku kyseliny.

Aby byla oprava kompletní, byl vyměněn i stykač kompresoru. I přes skutečnost, že tepelné čerpadlo má integrovanou ochranu hlídání přítomnosti a pořadí fází, také má nadproudovou ochranu, považuji výměnu stykače u třífázového elektromotoru jako standardní a provádím jí vždy s výměnou kompresoru.

Provozní zkouška

Provozní zkouška potvrdila, že výkon tepelného čerpadla odpovídá štítku zařízení, příkon nového elektromotoru kompresoru odpovídá údajům, které uvádí výrobce. Teploty  a tlaky chladiva jsou na úrovni odpovídající mé představě o správném fungování tepelného čerpadla ZEMĚ - VODA. Natopení zásobníku TUV na požadovanou teplotu 55st. proběhlo z 21st. za cca hodinu a půl. Jakmile kompresor vypnul z důvodu splnění požadavku, provedl jsem zkoušku přepnutím na topný okruh. Po natopení AKU zásobníku jsem konstatoval, je hotovo, oprava proběhla úspěšně.

Co na závěr:

  •  Pečlivý periodický profilaktický servis je nutný, může odhalit i skryté vady, které se jinak projeví až po několika letech

  • I malý únik chladiva může způsobit fatální selhání tepelného čerpadla

  • Při výměně kompresoru je nutné vyměnit i stykač a filtrdehydrátor

  • Analýza chladiva pomáhá při rozhodnutí o dalším postupu



 



Kontakt

Václav LOM

Vrchlického 1977
Kladno
272 01


+420 721 055 519 +420 317 471 095
HOT LINE SERVIS 365/7/24