بخش دوم :
جهت کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه، بخش قبلی و بعدی را مطالعه کنید.
مقدمه
در سیستم‌های تهویه مطبوع، چیلر تراکمی نقش کلیدی در حفظ دمای مطلوب فضا و تجهیزات ایفا می‌کند. با این حال، عملکرد این دستگاه تحت تأثیر عوامل متعددی قرار دارد که هرگونه اختلال در آن می‌تواند منجر به کاهش راندمان شود. در سیستم‌های تبریدی مانند چیلرهای تراکمی، پایداری فشار در مدار مبرد، یکی از ارکان اصلی عملکرد صحیح و مستمر دستگاه به‌شمار می‌آید. تغییرات فشار، به‌ویژه فشار بیش از حد در سمت کندانسور یا افت فشار در سمت مکش، نه‌تنها باعث کاهش راندمان سرمایشی می‌شود، بلکه می‌تواند منجر به توقف کامل سیستم از طریق فعال شدن سیستم‌های حفاظتی شود. این خاموشی‌ها اغلب ناگهانی‌اند و اگر به‌درستی تحلیل نشوند، ممکن است در بازه‌های زمانی کوتاه تکرار شوند و آسیب‌های جدی به قطعاتی چون کمپرسور، شیر انبساط، سنسورها یا مدار تبادل حرارت وارد کنند. بسیاری از تکنسین‌ها و اپراتورها در هنگام مواجهه با خطای "High Pressure" یا "Low Pressure" تنها به ریست کردن دستگاه بسنده می‌کنند، در حالی که این هشدارها در واقع نشانه‌هایی از یک مشکل عمیق‌تر در سیستم هستند؛ مشکلی که اگر به موقع شناسایی و برطرف نشود، نه‌تنها هزینه‌های تعمیرات را افزایش می‌دهد، بلکه در بلندمدت باعث کاهش عمر مفید دستگاه خواهد شد.
در این مقاله، ادامه عیب یابی و مجموعه‌ای از دلایل فنی و رایج خاموشی چیلر بر اثر تغییرات فشار، یخ‌زدگی در اواپراتور، و یخ‌زدگی خط مکش بررسی می‌شود. این عوامل ممکن است ناشی از نقص در اجزای مکانیکی، الکترونیکی یا حتی عملکرد نامناسب تجهیزات جانبی مانند پمپ‌ها، فن‌ها یا سنسورها باشند. شناخت این علل، به‌ویژه برای تیم‌های نگهداری و بهره‌برداری، گامی اساسی در جهت افزایش پایداری و بازدهی سیستم سرمایشی به‌شمار می‌رود.
رایج‌ترین اختلالات در چیلرهای تراکمی
مورد اول: قطع شدن چیلر به‌دلیل فشار بالا
۱. عملکرد نادرست پمپ برج خنک‌کننده (در سیستم‌های آب‌خنک)
در چیلرهای آب‌خنک، گردش دائم آب بین کندانسور و برج خنک‌کننده برای انتقال گرما ضروری است. وقتی پمپ مسئول این جریان از کار بیفتد یا عملکرد ضعیفی داشته باشد، گرمای تولیدی در سیکل به‌درستی دفع نمی‌شود و فشار در کندانسور بالا می‌رود. در نتیجه، سیستم با فرمان کلید فشار بالا خاموش می‌شود.
۲. نبود آب در مدار برج خنک‌کننده
حتی اگر پمپ فعال باشد، عدم حضور آب در مدار برج به‌منزله قطع جریان حرارتی است. نبود آب، کندانسور را از امکان خنک‌سازی مؤثر محروم کرده و فشار گاز مبرد افزایش می‌یابد. در این حالت سیستم حفاظتی وارد عمل می‌شود و واحد را خاموش می‌کند.
۳. ایراد در عملکرد شیر انبساط
اگر شیر انبساط بیش از اندازه بسته یا معیوب باشد، مبرد به اندازه کافی به اواپراتور نمی‌رسد. این اختلال موجب افزایش فشار در سمت فشار بالا (کندانسور) می‌شود، چون گاز به‌طور پیوسته وارد کندانسور می‌شود ولی جریان خروجی آن محدود می‌گردد. چنین شرایطی سبب افزایش دمای کندانسور و فعال شدن کلید فشار بالا خواهد شد.
۴. خرابی سنسور یا کلید کنترل فشار بالا
گاهی افزایش فشار واقعی نیست، بلکه سیگنال اشتباهی از یک سنسور معیوب یا کلید فشار خراب ارسال می‌شود. در این حالت سیستم به‌طور اشتباه تصور می‌کند که فشار بیش از حد بالا رفته و اقدام به خاموش کردن کمپرسور می‌کند. تست عملکرد سنسور و بررسی دقت آن می‌تواند مشکل را شناسایی کند.
۵. شارژ بیش از حد مبرد در سیستم
اضافه بودن گاز مبرد نیز می‌تواند موجب افزایش فشار در کندانسور شود. گاز مازاد فضای کندانسور را اشغال کرده و مانع از تراکم و تقطیر بهینه مبرد می‌شود. این شرایط موجب بالا رفتن دمای مبرد و افزایش فشار سیستم می‌شود. تخلیه کنترل‌شده‌ی گاز اضافی راهکار این وضعیت است.
۶. گرفتگی یا رسوب در لوله‌های کندانسور
رسوب یا آلودگی در سطح داخلی لوله‌های کندانسور، مانع انتقال حرارت مؤثر می‌شود. نتیجه‌ی این گرفتگی، افزایش دمای خروجی و متعاقباً بالا رفتن فشار گاز در کندانسور است. در چنین شرایطی، تمیزکاری شیمیایی یا فیزیکی لوله‌ها ضروری خواهد بود.
۷. از کار افتادن فن برج خنک‌کننده (در سیستم‌های برج‌دار)
در برج‌های خنک‌کننده‌ای که فن ندارند، فرآیند تبخیر طبیعی جریان هوا را انجام می‌دهد؛ اما در سیستم‌های مکانیکی، عملکرد فن نقش کلیدی در دفع گرما دارد. اگر فن کار نکند یا سرعت آن پایین باشد، گرمای مبرد به‌خوبی منتقل نمی‌شود و فشار به شکل خطرناکی افزایش پیدا می‌کند.
افزایش فشار و توقف ناگهانی چیلر از جمله هشدارهایی است که باید آن را جدی گرفت. بررسی کامل مدار برج، عملکرد اجزای تبرید و اطمینان از صحت سنسورها می‌تواند مانع از آسیب‌های بزرگ‌تر به کمپرسور و سایر بخش‌های چیلر شود. این مشکل، نشانه‌ای از اختلال در بخش تقطیر یا دفع حرارت سیستم است.
مورد دوم: خاموش شدن سیستم چیلر بر اثر افت فشار
۱. گرفتگی یا آلودگی فیلتر درایر
فیلتر درایر، وظیفه جذب رطوبت و آلودگی‌های موجود در مدار تبرید را بر عهده دارد. اگر این فیلتر به مرور زمان اشباع شود یا ذرات معلق درون آن انباشته شوند، مسیر عبور مبرد محدود شده و جریان روان مبرد مختل می‌گردد. این افت جریان، به‌ویژه در سمت مکش کمپرسور، باعث افت محسوس فشار شده و در نهایت منجر به قطع سیستم از طریق کنترل فشار پایین می‌شود.
۲. عملکرد ناقص ترموستات اواپراتور
ترموستاتی که وظیفه پایش دمای خروجی اواپراتور را بر عهده دارد، چنانچه دچار ایراد شود و دما را به‌درستی تشخیص ندهد، ممکن است فرمان توقف زودهنگام یا ادامه بی‌مورد عملکرد کمپرسور را صادر کند. در هر دو حالت، اختلال در تعادل دما و فشار سیکل ایجاد شده و می‌تواند به افت فشار منجر شود.
۳. کاهش میزان گاز مبرد در مدار
نشتی در مدار تبرید یکی از رایج‌ترین علل افت فشار است. کاهش تدریجی یا ناگهانی مبرد باعث می‌شود تا فشار در سمت مکش کمپرسور به زیر حد مجاز برسد. در این شرایط، سنسور فشار پایین به‌درستی وارد عمل می‌شود و سیستم را خاموش می‌کند تا از آسیب به کمپرسور جلوگیری کند.
۴. خرابی کلید کنترل فشار پایین
کلید فشار پایین (Low Pressure Switch) ممکن است دچار گیر مکانیکی یا ایراد در تنظیمات داخلی شود. در این حالت، حتی اگر فشار واقعی در حد قابل قبول باشد، کلید معیوب سیگنال قطع صادر کرده و کمپرسور را خاموش می‌کند. بررسی این قطعه به‌ویژه هنگام بروز خطای مکرر، ضروری است.
۵. توقف پمپ سیرکولاسیون مبرد در سیستم‌های خاص
در برخی طراحی‌های خاص یا چیلرهای دارای پمپ انتقال مبرد (مثلاً در سیستم‌های دو مرحله‌ای)، عملکرد نادرست یا خاموش شدن این پمپ می‌تواند مانع از گردش مناسب مبرد شود. در نبود جریان مؤثر، فشار در مدار پایین آمده و سیستم ایمنی وارد عمل خواهد شد.
۶. اختلال در ترموستات شیر انبساط
شیر انبساط به‌عنوان تنظیم‌کننده ورود مبرد به اواپراتور عمل می‌کند و وابسته به اطلاعات ترموستات خود تصمیم‌گیری می‌کند. اگر ترموستات معیوب باشد، یا دیرتر از حد معمول باز شود، ورود مبرد محدود می‌شود که نتیجه‌اش افت فشار در مدار مکش و خاموش شدن سیستم است.
۷. توقف فن اواپراتور در واحدهای هوایی
در اواپراتورهایی که با هوا کار می‌کنند، مانند نمونه‌های موجود در پکیج‌های یونیت، نقش فن در انتقال حرارت حیاتی است. اگر فن از کار بیفتد یا دچار ایراد شود، انتقال گرما به مبرد کاهش یافته و فرایند تبخیر آن به‌خوبی صورت نمی‌گیرد. این موضوع باعث کاهش فشار در سمت مکش کمپرسور و در نهایت خاموشی دستگاه خواهد شد.
افت فشار نشانه‌ای از اختلال در تبخیر یا گردش مبرد است. توجه دقیق به عملکرد قطعات کلیدی مانند فیلتر، ترموستات‌ها، پمپ‌ها و شیر انبساط، می‌تواند از خاموشی‌های مکرر سیستم جلوگیری کرده و عمر مفید دستگاه را افزایش دهد. بررسی دقیق، پیشگیرانه و منظم در این زمینه کاملاً حیاتی است.
مورد سوم: علل یخ‌زدگی اواپراتور در چیلرهای تراکمی
۱. عدم عملکرد سیستم ضد یخ‌زدگی (آنتی‌فریز)
سیستم آنتی‌فریز برای جلوگیری از رسیدن دمای آب درون اواپراتور به نقطه انجماد طراحی شده است. در صورتی‌که این مکانیزم به درستی عمل نکند، یا سنسور مربوط به آن دچار خطا شود، آب موجود در لوله‌های اواپراتور ممکن است به دمای انجماد نزدیک شده و منجمد شود. یخ‌زدگی در این حالت نه‌تنها تبادل حرارت را مختل می‌کند، بلکه ممکن است به ترکیدگی لوله‌ها نیز بینجامد.
۲. خرابی فلو سوئیچ (Flow Switch)
فلو سوئیچ وظیفه دارد وجود جریان آب در مدار را تأیید کند. اگر این قطعه دچار ایراد باشد یا به‌درستی نصب نشده باشد، ممکن است حتی در شرایط نبود جریان مناسب، سیستم اجازه فعالیت به کمپرسور را بدهد. این موضوع باعث می‌شود مبرد در اواپراتور به‌شدت سرد شود، در حالی که آبی برای جذب این سرما وجود ندارد؛ نتیجه‌اش چیزی نیست جز یخ‌زدگی جدی.
۳. عدم واکنش یا خرابی سوئیچ فشار پایین (Low Pressure Switch)
سوئیچ فشار پایین در شرایطی که فشار مکش بیش از حد کاهش پیدا کند، باید مدار را قطع کند تا از یخ‌زدگی جلوگیری شود. اگر این قطعه خراب باشد یا به‌درستی کالیبره نشده باشد، اجازه ادامه عملکرد به کمپرسور را خواهد داد. این ادامه فعالیت، در شرایطی که تبخیر کافی صورت نمی‌گیرد، به تدریج باعث تشکیل یخ بر روی سطح اواپراتور خواهد شد.
یخ‌زدگی اواپراتور معمولاً نشانه‌ای از ضعف در نظارت یا اختلال در یکی از تجهیزات کنترلی سیستم است. جلوگیری از این مشکل نیازمند بررسی منظم اجزای حفاظتی و حسگرها، به‌ویژه در فصل‌های سرد یا زمانی است که دمای آب رفت کاهش می‌یابد. استفاده از آنتی‌فریز مناسب و اطمینان از عملکرد فلو سوئیچ و فشارسنج‌ها، از جمله گام‌های پیشگیرانه مهم در این زمینه هستند.
مورد چهارم: دلایل یخ‌زدگی در خط مکش چیلر تراکمی
۱. عملکرد نادرست شیر انبساط (Expansion Valve)
شیر انبساط به‌عنوان کنترل‌کننده جریان مبرد به داخل اواپراتور نقش کلیدی در تنظیم فشار و دما دارد. اگر این شیر بیش از اندازه باز بماند، مبرد با سرعت زیاد وارد اواپراتور می‌شود و فرصت کافی برای تبخیر کامل آن وجود نخواهد داشت. در این حالت، بخشی از مبرد هنوز به شکل مایع باقی مانده و پس از عبور از اواپراتور وارد خط مکش می‌شود. این مبرد مایع هنگام حرکت در لوله مکش، با جذب گرما از سطح لوله، باعث افت دمای آن شده و نتیجه‌اش یخ‌زدگی در اطراف این خط خواهد بود.
۲. شارژ بیش‌ازحد گاز مبرد
مقدار گاز در سیکل تبرید باید دقیقا مطابق ظرفیت طراحی باشد. اگر سیستم بیش از اندازه از مبرد پر شده باشد، بخشی از آن در خطوط جریان به‌صورت مایع باقی می‌ماند و به جای تبخیر کامل در اواپراتور، وارد خط مکش می‌شود. این وضعیت نه تنها باعث یخ زدن لوله مکش می‌شود بلکه می‌تواند خطر برگشت مایع به کمپرسور را نیز افزایش دهد؛ اتفاقی که در طول زمان به خرابی جدی موتور کمپرسور منتهی خواهد شد.
یخ‌زدگی در خط مکش اغلب نتیجه اختلال در تنظیم فشار و دمای مبرد است. این مسئله می‌تواند به‌سادگی از طریق بررسی تنظیمات شیر انبساط و اندازه‌گیری میزان دقیق گاز در سیستم شناسایی و رفع شود. پایش منظم عملکرد سیکل تبرید، بررسی دوره‌ای شارژ گاز و اطمینان از صحت عملکرد تجهیزات کنترلی از اقدامات پیشگیرانه ضروری برای جلوگیری از این ایراد است.
نتیجه‌گیری
نگهداری از چیلرهای تراکمی، تنها به معنای پاسخ به آلارم‌ها و بازنشانی مکرر دستگاه نیست؛ بلکه نیازمند نگرشی پیشگیرانه، تحلیل‌محور و دقیق نسبت به عملکرد تمام اجزای سیستم تبرید است. همان‌گونه که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفت، نوسانات فشار بالا یا پایین، یخ‌زدگی اواپراتور و تشکیل یخ در خط مکش، نشانه‌هایی از اختلال در توازن ترمودینامیکی سیستم هستند که در اغلب موارد ریشه در مشکلات عملکردی اجزایی چون پمپ‌ها، فن‌ها، شیرهای انبساط، سنسورها و فیلترها دارند. اگر این نشانه‌ها نادیده گرفته شوند یا تنها به ریست‌کردن سیستم اکتفا گردد، نتیجه چیزی جز خرابی زودهنگام کمپرسور، کاهش راندمان انرژی، بالا رفتن مصرف برق، و در نهایت تحمیل هزینه‌های سنگین برای تعمیر یا تعویض نخواهد بود. در مقابل، تحلیل درست داده‌های عملیاتی، بررسی منظم تجهیزات، پایش دقیق فشار و دما، و رسیدگی مداوم به وضعیت مبرد، می‌تواند از بسیاری از این خاموشی‌ها پیشگیری کند.
چیلر تراکمی، سیستمی زنده و هوشمند است که با زبان داده‌ها و هشدارها با تکنسین‌ها سخن می‌گوید. رمز موفقیت در بهره‌برداری پایدار از این سیستم، درک صحیح این زبان و تبدیل هشدارها به فرصت‌هایی برای بهینه‌سازی عملکرد است. هر تیم نگهداری‌ای که به‌جای درمانِ لحظه‌ای، به تشخیصِ ریشه‌ای و اصلاح بنیادین تمایل داشته باشد، نه‌تنها از خاموشی‌های ناگهانی در امان خواهد ماند، بلکه عمر مفید تجهیزات خود را نیز تضمین می‌کند.