نعم، تم تجهيز جميع ضواغط التيار المتردد الحديثة تقريبًا بأجهزة حماية حرارية مصممة لمنع الأعطال الكارثية بسبب ارتفاع درجة الحرارة. تقوم مكونات السلامة الهامة هذه بمراقبة درجة حرارة الضاغط وقطع الطاقة تلقائيًا عند اكتشاف مستويات حرارة خطيرة، مما يحمي محرك الضاغط الباهظ الثمن من التلف الدائم. أصبحت الواقيات الحرارية من المعدات القياسية في أنظمة تكييف الهواء السكنية والتجارية والصناعية، مما يمثل ضمانًا أساسيًا يطيل عمر المعدات ويمنع الإصلاحات المكلفة. إن فهم كيفية عمل هذه الأجهزة والأنواع المختلفة المتاحة وخصائصها التشغيلية يمكّن فنيي التدفئة والتهوية وتكييف الهواء وأصحاب العقارات من صيانة أنظمة التبريد بشكل صحيح وتشخيص المشكلات عند حدوثها.
يعالج تطبيق الحماية الحرارية في ضواغط التيار المتردد الضعف الأساسي للمحركات الكهربائية في مواجهة التلف الناتج عن الحرارة. تولد محركات الضاغط الحرارة أثناء التشغيل العادي من خلال المقاومة الكهربائية والاحتكاك الميكانيكي، بينما تمتص الحرارة من مادة التبريد أثناء دورة الضغط في نفس الوقت. في ظل الظروف العادية، تتبدد هذه الحرارة بشكل مناسب من خلال مبيت الضاغط ودوران سائل التبريد. ومع ذلك، فإن ظروف التشغيل غير الطبيعية مثل انخفاض شحن غاز التبريد، أو تقييد تدفق الهواء، أو المشكلات الكهربائية، أو المشكلات الميكانيكية يمكن أن تتسبب في ارتفاع درجات الحرارة إلى مستويات خطيرة. بدون الحماية الحرارية، ستؤدي هذه الظروف إلى تدمير ملفات المحرك بسرعة، مما يتطلب استبدال الضاغط بالكامل بتكلفة كبيرة.
يتم تركيب الواقيات الحرارية الداخلية مباشرة داخل مبيت الضاغط، وعادةً ما تكون مدمجة في ملفات المحرك أو متصلة بها حيث يمكنها استشعار درجة حرارة الملف الفعلية بدقة. توفر هذه الأجهزة مراقبة درجة الحرارة الأكثر دقة لأنها تقيس الحرارة من مصدرها بدلاً من الاعتماد على قياسات غير مباشرة. النوع الأكثر شيوعًا هو klixon أو واقي القرص ثنائي المعدن، والذي يتكون من قرص ثنائي المعدن حساس لدرجة الحرارة والذي ينفتح عندما يصل إلى درجة حرارة محددة مسبقًا، مما يقطع تدفق التيار إلى محرك الضاغط. يتم تنشيط الواقيات الداخلية عادةً عند درجات حرارة تتراوح بين 115 درجة مئوية و135 درجة مئوية (240 درجة فهرنهايت إلى 275 درجة فهرنهايت)، اعتمادًا على تصميم الضاغط المحدد ومواصفات الشركة المصنعة.
توفر الواقيات الحرارية الداخلية حماية فائقة لأنها تستجيب مباشرة لدرجة حرارة المحرك بدلاً من الظروف المحيطة أو المؤشرات الثانوية. عندما يتعثر الواقي، يتم إيقاف تشغيل الضاغط على الفور، مما يمنع ارتفاع درجة الحرارة بشكل أكبر. عندما يبرد المحرك، يعود القرص ثنائي المعدن إلى شكله الأصلي وتغلق نقاط الاتصال، مما يسمح للضاغط بإعادة التشغيل بمجرد انخفاض درجة الحرارة إلى ما دون نقطة إعادة الضبط، والتي تكون عادةً أقل بمقدار 20-30 درجة مئوية (35-55 درجة فهرنهايت) من نقطة التعثر. تعني وظيفة إعادة الضبط التلقائي هذه أن النظام سيحاول إعادة التشغيل بعد التبريد، الأمر الذي يمكن أن يكون مفيدًا أو يمثل مشكلة اعتمادًا على ما إذا كان السبب الأساسي لارتفاع درجة الحرارة قد تمت معالجته.
يتم تركيب واقيات حرارية خارجية على الجزء الخارجي من مبيت الضاغط، حيث تستشعر درجة الحرارة من خلال ملامستها لقذيفة الضاغط بدلاً من قياس درجة حرارة الملف المباشر. يمكن الوصول إلى هذه الأجهزة بشكل أكبر للاستبدال والاختبار ولكنها توفر مراقبة أقل دقة لدرجة الحرارة مقارنة بالواقيات الداخلية. تأتي الواقيات الخارجية عادةً في نوعين: واقيات انقطاع الخط التي تقطع الطاقة عن دائرة الضاغط بأكملها، وواقيات الخدمة التجريبية التي تفتح دائرة التحكم لتنشيط موصل أو مرحل يفصل طاقة الضاغط. يتم تنشيط الواقيات الحرارية الخارجية عمومًا عند درجات حرارة أقل من الأجهزة الداخلية، عادةً ما بين 90 درجة مئوية و120 درجة مئوية (195 درجة فهرنهايت إلى 250 درجة فهرنهايت)، مما يوفر طبقة إضافية من الحماية قبل تعثر الأجهزة الداخلية.
تستخدم العديد من الضواغط الحديثة مجموعة من أدوات الحماية من الحمل الزائد الحراري التي تستجيب لكل من درجة الحرارة والسحب الحالي. تقوم هذه الأجهزة المتطورة بمراقبة تيار المحرك بالإضافة إلى درجة الحرارة، مما يوفر الحماية ضد ظروف الدوار المقفل، واختلال توازن الجهد، والمشكلات الكهربائية الأخرى التي قد لا تسبب ارتفاعًا مباشرًا في درجة الحرارة ولكنها يمكن أن تلحق الضرر بالمحرك بمرور الوقت. تشتمل الواقيات المجمعة عادةً على عنصر تسخين متصل على التوالي مع الضاغط الذي يقوم بتسخين القرص ثنائي المعدن بناءً على تدفق التيار، مما يكمل الحماية المعتمدة على درجة الحرارة. يتيح هذا التشغيل ذو الوضع المزدوج استجابة أسرع لظروف فشل معينة ويوفر حماية أكثر شمولاً للمحرك.
يساعد فهم الدورة التشغيلية للواقيات الحرارية الفنيين على تشخيص مشكلات النظام والتمييز بين أعطال الواقيات والمشكلات الأخرى التي تسبب إيقاف تشغيل الضاغط. أثناء التشغيل العادي، حامي حراري يظل مغلقًا، مما يسمح للتيار بالتدفق إلى محرك الضاغط. أثناء تشغيل المحرك، فإنه يولد حرارة يراقبها الحامي باستمرار. إذا تسببت ظروف التشغيل في ارتفاع درجة الحرارة إلى ما هو أبعد من المستويات العادية، يبدأ عنصر الحماية الحساس لدرجة الحرارة في الاقتراب من نقطة الرحلة. يعتمد معدل ارتفاع درجة الحرارة على مدى خطورة المشكلة التي تسبب ارتفاع درجة الحرارة، حيث تتسبب المشكلات الخطيرة مثل الفقدان الكامل لشحنة التبريد أو ظروف الدوار المقفل في زيادة سريعة في درجة الحرارة.
عند الوصول إلى درجة حرارة الرحلة، تفتح نقاط اتصال الحامي، مما يؤدي إلى مقاطعة تدفق الطاقة إلى محرك الضاغط. يؤدي فقدان الطاقة المفاجئ إلى توقف الضاغط عن العمل، مما يؤدي إلى التخلص من توليد الحرارة الناتج عن تشغيل المحرك وأعمال الضغط. يبدأ بعد ذلك تبديد الحرارة، حيث يبرد الضاغط تدريجيًا من خلال توصيله إلى الهواء والأسطح المحيطة. يختلف معدل التبريد بناءً على درجة الحرارة المحيطة وحجم الضاغط وما إذا كانت المروحة الخارجية مستمرة في العمل. بالنسبة للضواغط السكنية النموذجية في الظروف المحيطة المعتدلة، عادةً ما يتطلب التبريد إلى درجة الحرارة المضبوطة من 5 إلى 15 دقيقة، على الرغم من أن هذه الفترة يمكن أن تكون أطول بكثير في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة أو بالنسبة للضواغط التجارية الأكبر حجمًا.
| نوع الحامي | درجة حرارة الرحلة | إعادة ضبط درجة الحرارة | وقت التبريد النموذجي |
| ثنائية المعدن الداخلية | 115-135 درجة مئوية | 85-105 درجة مئوية | 10-20 دقيقة |
| جبل قذيفة خارجية | 90-120 درجة مئوية | 65-90 درجة مئوية | 8-15 دقيقة |
| الجمع بين الحمل الحراري الزائد | 100-130 درجة مئوية | 70-95 درجة مئوية | 12-25 دقيقة |
يتم تنشيط الواقيات الحرارية استجابةً لدرجات حرارة الضاغط المرتفعة، لكن الأسباب الكامنة وراء ارتفاع درجة الحرارة تختلف بشكل كبير وتتطلب تشخيصًا منهجيًا لتحديدها وتصحيحها. يمثل انخفاض شحن غاز التبريد أحد الأسباب الأكثر شيوعًا لتعثر الواقي الحراري، حيث يؤدي عدم كفاية سائل التبريد إلى تقليل تبريد محرك الضاغط ويسبب ارتفاع درجات حرارة التفريغ. تتطور تسربات غاز التبريد بمرور الوقت بسبب التآكل، أو الشقوق الناتجة عن الاهتزاز، أو فشل التركيبات، مما يقلل شحن النظام تدريجيًا حتى تتضاءل قدرة التبريد وترتفع درجات حرارة الضاغط. يجب على الفنيين قياس الحرارة الزائدة والتبريد الفرعي للتحقق من الشحن المناسب واستخدام معدات كشف التسرب لتحديد موقع التسربات وإصلاحها قبل إعادة شحن النظام.
يؤدي تدفق الهواء المقيد عبر ملف المكثف إلى ارتفاع ضغط التفريغ، مما يزيد من عمل الضغط وتوليد الحرارة مع تقليل قدرة رفض الحرارة. تشمل القيود الشائعة على تدفق الهواء الملفات المتسخة المغطاة بالغبار أو حبوب اللقاح أو الحطام؛ منع مراوح المكثف من المحركات الفاشلة أو المحامل المضبوطة؛ والمساحة غير الكافية حول الوحدة الخارجية تمنع التهوية المناسبة. تؤدي المشكلات الكهربائية، بما في ذلك اختلال توازن الجهد الكهربي، أو الأنظمة أحادية الطور في الأنظمة ثلاثية الطور، أو توصيلات الأسلاك المتدهورة، إلى حدوث سحب مفرط للتيار وتوليد الحرارة. تؤدي المشكلات الميكانيكية مثل المحامل الفاشلة، أو تباطؤ غاز التبريد بسبب الشحن أو التثبيت غير المناسب، أو فشل الصمام الداخلي إلى زيادة حمل المحرك ودرجة الحرارة، مما يؤدي إلى الحماية الحرارية.
يميز التشخيص المنهجي بين تنشيط الواقي الحراري بسبب ظروف ارتفاع درجة الحرارة المشروعة وفشل الواقي الذي يسبب التعثر المزعج. ابدأ التشخيص من خلال تحديد ما إذا كان الضاغط يعاني من ارتفاع درجة حرارة الضاغط بالفعل أو إذا كان جهاز الحماية به خلل. استخدم مقياس حرارة يعمل بالأشعة تحت الحمراء أو مقياس حرارة تلامسي لقياس درجة حرارة غلاف الضاغط أثناء التشغيل وبعد إيقاف التشغيل مباشرة. إذا اقتربت درجات الحرارة المقاسة أو تجاوزت نقاط الرحلة النموذجية (90-135 درجة مئوية اعتمادًا على نوع الواقي) عندما تتعثر الوحدة، فإن الواقي يعمل بشكل صحيح ويجب أن يركز التشخيص على تحديد سبب ارتفاع درجة الحرارة. وعلى العكس من ذلك، إذا تعثر الضاغط في درجات حرارة التشغيل العادية أقل من 80 درجة مئوية، فقد يكون الواقي الحراري نفسه معيبًا.
بالنسبة للأنظمة التي تستخدم الحماية الحرارية بشكل متكرر، قم بمراقبة الفاصل الزمني بين بدء التشغيل وإيقاف التشغيل. تشير أوقات التشغيل القصيرة جدًا التي تقل عن دقيقة واحدة عادةً إلى مشاكل كهربائية مثل الدوار المقفل، أو الطور الواحد، أو مشكلات الجهد الشديد بدلاً من إيقاف التشغيل المرتبط بدرجة الحرارة. تشير أوقات التشغيل التي تتراوح من 5 إلى 15 دقيقة قبل إيقاف التشغيل إلى ارتفاع درجة الحرارة الفعلي بسبب غاز التبريد أو تدفق الهواء أو المشكلات الميكانيكية. التحقق من ضغوط النظام أثناء التشغيل، ومقارنة ضغوط الشفط والتفريغ بمواصفات الشركة المصنعة للظروف المحيطة. يشير ضغط الشفط المنخفض مع ضغط التفريغ المرتفع إلى قيود على مادة التبريد، في حين تشير ضغوط الشفط والتفريغ العالية إلى الشحن الزائد أو عدم التكثيف في النظام.
يتطلب اختبار الواقيات الحرارية أساليب مختلفة للأجهزة الداخلية والخارجية. يمكن اختبار الواقيات الحرارية الخارجية مباشرة باستخدام مقياس الأومتر للتحقق من الاستمرارية عبر أطراف الحماية عندما تكون باردة. يظهر الواقي الخارجي الذي يعمل بشكل صحيح مقاومة صفر أو قريبة من الصفر عندما يكون في درجة حرارة الغرفة، مما يشير إلى جهات الاتصال المغلقة. إذا أظهر الواقي مقاومة لا نهائية عندما يكون باردًا، فهذا يعني أن نقاط الاتصال تظل مفتوحة ويفشل الجهاز. للتحقق من الاستجابة لدرجة الحرارة، قم بتسخين الواقي بعناية باستخدام مسدس حراري أثناء مراقبة المقاومة، والتي يجب أن تنتقل إلى لا نهائي (دائرة مفتوحة) عند درجة حرارة الرحلة المقدرة. يجب إجراء هذا الاختبار مع إزالة الواقي من النظام لتجنب إتلاف المكونات المحيطة.
لا يمكن اختبار الواقيات الحرارية الداخلية مباشرة دون فتح الضاغط، وهو أمر غير عملي بالنسبة للوحدات المغلقة. وبدلاً من ذلك، يعتمد التشخيص على قياس مقاومة الضاغط بين الأطراف ومراقبة السلوك التشغيلي. يُظهر الضاغط المزود بواقي داخلي مفتوح مقاومة لا نهائية بين أطراف التشغيل المشتركة وأطراف التشغيل، أو بين أطراف التوصيل المشتركة وأطراف البداية، اعتمادًا على موقع الواقي في الدائرة. اترك وقتًا كافيًا للتبريد إذا كان الضاغط قيد التشغيل مؤخرًا، حيث قد يكون الحامي ببساطة في حالته المفتوحة العادية في انتظار إعادة ضبطه. إذا ظلت المقاومة لا نهائية بعد 30 دقيقة من التبريد في درجة حرارة محيطة معتدلة، فقد يظل الواقي مفتوحًا أو قد تتلف ملفات المحرك، مما يتطلب استبدال الضاغط.
يعد استبدال الواقيات الحرارية الخارجية أمرًا بسيطًا ولكنه يتطلب الاهتمام بالتركيب المناسب للتشغيل الفعال. قبل البدء في الاستبدال، افصل الطاقة الكهربائية عن وحدة تكييف الهواء وتحقق من غياب الجهد باستخدام جهاز قياس متعدد. قم بتفريغ أي طاقة مخزنة في المكثفات عن طريق تقصير أطراف التوصيل باستخدام مفك براغي معزول. قم بإزالة الواقي الحراري الموجود عن طريق فصل أطراف الأسلاك وإزالة أجهزة التثبيت التي تثبته في مبيت الضاغط. قم بتنظيف سطح التثبيت جيدًا، وإزالة أي معجون حراري قديم أو تآكل أو حطام قد يتداخل مع الاتصال الحراري بين الواقي الجديد وغطاء الضاغط.
حدد واقيًا حراريًا بديلاً بمواصفات مطابقة للجهاز الأصلي، مع إيلاء اهتمام خاص لدرجة حرارة الرحلة، وإعادة ضبط درجة الحرارة، والتصنيف الحالي، وأسلوب التثبيت. ضع طبقة رقيقة من المعجون الموصل الحراري على سطح التلامس للواقي الجديد لضمان نقل الحرارة بكفاءة من غلاف الضاغط. قم بتركيب الواقي بإحكام على الضاغط، مع وضعه في نفس مكان الجهاز الأصلي. تحدد معظم الشركات المصنعة التثبيت على الجزء العلوي من جسم الضاغط حيث تكون درجات الحرارة أعلى. قم بتوصيل الأسلاك الكهربائية وفقًا لمخطط الدائرة الكهربائية، مما يضمن قياس السلك المناسب للتصنيف الحالي والوصلات الطرفية الآمنة التي لن تهتز أثناء تشغيل الضاغط.
تعمل الصيانة الوقائية على تقليل تنشيط الواقي الحراري بشكل كبير من خلال معالجة الظروف الأساسية التي تسبب ارتفاع درجة حرارة الضاغط. قم بتنفيذ جدول صيانة منتظم بما في ذلك التنظيف ربع السنوي لملف المكثف للحفاظ على القدرة المناسبة لرفض الحرارة. قم بتنظيف الملفات باستخدام الطرق المناسبة لتصميم الملف المحدد، حيث تستجيب الملفات من النوع الزعانف جيدًا للغسيل اللطيف بالماء وحلول تنظيف الملف المعتمدة، بينما تتطلب ملفات القنوات الدقيقة تنظيفًا أكثر دقة لتجنب التلف. قم بفحص مراوح المكثف وتنظيفها، والتحقق من اتجاه الدوران الصحيح، وتدفق الهواء المناسب، وعدم وجود حطام أو عوائق حول الوحدة الخارجية.
قم بمراقبة المعلمات الكهربائية بما في ذلك الجهد عند الفصل أثناء تشغيل الضاغط، ومقارنة القياسات بمواصفات لوحة الاسم. يجب أن يظل الجهد ضمن ±10% من الجهد المقنن، مع إظهار الأنظمة ثلاثية الطور توازن الجهد ضمن 2% عبر جميع المراحل. تحقق من السحب الحالي مقابل تقييمات لوحة الاسم، وتحقق من أي ضاغط يسحب تيارًا أعلى بكثير من المحدد. تحقق من الشحن المناسب لغاز التبريد سنويًا عن طريق قياس الحرارة الفائقة والتبريد الفرعي، وضبط الشحن فقط عندما تكون القياسات خارج مواصفات الشركة المصنعة. قم بمعالجة أي تسرب لغاز التبريد على الفور بدلاً من مجرد إضافة الشحن، حيث أن التسخين الزائد المتكرر بسبب الشحن المنخفض يقلل بشكل كبير من عمر الضاغط حتى عندما تمنع الحماية الحرارية الفشل الفوري.
في حين توفر الواقيات الحرارية الحماية الأساسية ضد الأعطال الكارثية للضاغط، إلا أنها تحتوي على قيود يجب على المستخدمين والفنيين فهمها. تستجيب الواقيات الحرارية لدرجة الحرارة، وليس للأسباب الكامنة وراء ارتفاع درجة الحرارة، مما يعني أنها تعالج الأعراض بدلاً من المشاكل. لا يزال النظام الذي يتكرر استخدام الحماية الحرارية يعاني من الحالة التي تسبب ارتفاع درجة الحرارة، ويتراكم الضرر مع كل دورة على الرغم من أن الواقي يمنع الفشل الفوري. يؤدي التشغيل الممتد في هذه الحالة الهامشية إلى تدهور عزل المحرك وأسطح المحامل وجودة زيت التبريد، مما يؤدي في النهاية إلى فشل الضاغط على الرغم من وجود الحماية الحرارية ووظيفتها.
ولا تستطيع الواقيات الحرارية أيضًا الحماية من جميع أوضاع الفشل التي تؤثر على الضواغط. تحدث الأعطال الميكانيكية المفاجئة مثل قضبان التوصيل المكسورة أو ألواح الصمامات المحطمة أو نوبة المحامل الكارثية بسرعة كبيرة جدًا بحيث لا تتمكن الحماية الحرارية من منع الضرر. قد تعمل الأعطال التدريجية بما في ذلك التسرب البطيء لغاز التبريد تحت نقاط رحلة الحماية الحرارية بينما لا تزال تتسبب في عدم كفاية أداء التبريد وعدم رضا العملاء. إن فهم هذه القيود يعزز أهمية معالجة الأسباب الجذرية لتنشيط الواقي الحراري بدلاً من النظر إلى الواقي كحل دائم لمشاكل التشغيل المستمرة. عندما يتعثر الواقي الحراري، فإنه يشير إلى وجود مشكلة تتطلب التحقيق والتصحيح، وليس مجرد إزعاج مؤقت يجب التسامح معه.
تتضمن أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) الحديثة بشكل متزايد تقنيات الحماية الحرارية المتقدمة التي توفر مراقبة وحماية أكثر تطورًا من أجهزة الحماية التقليدية ثنائية المعدن. تستخدم وحدات الحماية الحرارية الإلكترونية أجهزة استشعار الثرمستور وتبديل الحالة الصلبة لتوفير مراقبة أكثر دقة لدرجة الحرارة وأوقات استجابة أسرع. يمكن دمج هذه الأجهزة مع عناصر تحكم النظام لتوفير معلومات تشخيصية، وتتبع اتجاهات التشغيل، والتمييز بين التدوير الحراري العادي والمشكلات النامية التي تتطلب اهتمامًا بالخدمة. تتضمن بعض الأنظمة السكنية المتميزة ومعظم التركيبات التجارية الآن وحدات حماية الضاغط التي تراقب معلمات متعددة بما في ذلك درجة الحرارة والتيار والجهد ودورات التشغيل لتوفير حماية شاملة للمحرك.
تستخدم أنظمة الضاغط متغيرة السرعة خوارزميات متطورة لحماية المحرك مدمجة في محرك العاكس الذي يراقب باستمرار درجة حرارة المحرك والتيار والسرعة لتحسين الحماية مع زيادة المرونة التشغيلية إلى الحد الأقصى. يمكن لهذه الأنظمة أن تقلل من سرعة الضاغط عند الاقتراب من الحدود الحرارية بدلاً من إيقاف تشغيله بالكامل، مما يحافظ على بعض قدرة التبريد مع منع الضرر. تتضمن منظمات الحرارة الذكية وأنظمة إدارة المباني بشكل متزايد مراقبة الحماية الحرارية، وتنبيه المستخدمين أو مقدمي الخدمة بالرحلات الحرارية المتكررة التي تشير إلى حدوث مشكلات تتطلب اهتمامًا احترافيًا. مع استمرار تقدم تكنولوجيا التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، ستصبح أنظمة الحماية الحرارية أكثر تكاملاً وذكاءً واستباقية، وتتحول من الحماية التفاعلية البسيطة إلى إمكانات الصيانة التنبؤية التي تمنع المشكلات قبل أن تتسبب في انقطاع الخدمة.