Compressor-
verbranding in een koelinstallatie

Een compressorverbranding, in het Engels ook wel “burnout” genoemd, verwijst naar de thermische of elektrische destructie van de compressor. Er zijn twee hoofdvormen:

Elektrische verbranding
De elektromotor in de compressor overhit door elektrische problemen of onvoldoende koeling van de motorwikkelingen. De isolatie van de motorwikkelingen smelt en carboniseert. Dit levert koolstofdeeltjes, zuren en vernisachtige afzettingen op die zich door het gehele circuit verspreiden via het circulerende koudemiddel en de olie.

Mechanische verbranding
De compressor loopt vast of raakt beschadigd door mechanische oorzaken: verlies van smering, vloeistofterugslag of overbelasting. Dit produceert metaaldeeltjes en warmte, maar doorgaans minder zuurvorming dan een elektrische verbranding. Bij ernstige mechanische verbranding treedt alsnog verhitting op die ook elektrische schade veroorzaakt.

In de praktijk is het onderscheid relevant voor de reinigingsprocedure: een elektrische verbranding vervuilt het circuit zwaarder en vereist een intensievere aanpak.

Vloeistofterugslag

Een van de meest voorkomende mechanische oorzaken. Compressoren zijn ontworpen om gas te comprimeren, niet vloeistof. Wanneer vloeibaar koudemiddel de compressor bereikt, ontstaat een hydraulische schok die ventielen, zuigers en drijfstangen beschadigt. Dit kan bij één incident al fataal zijn voor de compressor.

Vloeistofterugslag ontstaat door:

• Onvoldoende oververhitting aan de verdamper
• Te lage verdampingstemperatuur
• Defect expansieventiel dat te veel koudemiddel doorlaat
• Koudemiddelmigratie naar de compressor tijdens stilstand bij ontbreken van een carter­verwarming

Verlies van smering

De compressor wordt gesmeerd door olie die met het koudemiddel meestroomt. Wanneer de olie achterblijft in de verdamper (oil logging) of verloren gaat door lekkage, draaien de lagers en zuigers droog. Dit leidt snel tot mechanische beschadiging en overtemperatuur.

Oorzaken van smeerproblemen:

• Verkeerd olietype voor het toegepaste koudemiddel
• Te lage verdampingstemperatuur waardoor olie te viskeus wordt om terug te stromen
• Defecte olieseparator
• Oliepeil te laag door lekkage

Elektrische problemen

Spanningsonbalans, uitval van één fase (single phasing), te lage netspanning of te frequente start-stop cycli (kortcyclus) leiden tot oververhitting van de motorwikkelingen. De isolatieweerstand daalt naarmate de wikkelingen verhitten, tot het moment waarop doorslag optreedt.

Signalen vooraf:

• Hogere stroomopname dan nominaal
• Compressor start maar loopt warm af
• Frequente uitval op de thermische beveiliging

Hoge persdruk

Een te hoge persdruk belast de compressor zwaarder en verhoogt de perstemperatuur. De compressor werkt buiten zijn ontwerpregio, wat slijtage versnelt en uiteindelijk tot overtemperatuur leidt.

Oorzaken van te hoge persdruk:

• Vervuilde condensor met beperkte warmteafgifte
• Defecte condensatorventilatoren
  Niet-condenseerbare gassen (lucht) in het circuit
• Koudemiddelovervulling

Lage zuigdruk

Een te lage zuigdruk vermindert de massastroom van koudemiddel die de motorwikkelingen koelt. Tegelijkertijd verdampt de olie minder goed terug vanuit de verdamper. De compressor overkookt als het ware: te weinig koeling bij te veel arbeid.

Oorzaken van lage zuigdruk:

• Koudemiddeltekort door lekkage
• Verstopt droger-filter
• Bevroren verdamper

Vocht in het circuit

Vocht reageert met het koudemiddel en de compressorolie tot zuren. Die zuren tasten de isolatiewikkelingen aan, waardoor de isolatieweerstand geleidelijk afneemt. Dit is een sluipend proces dat zich over langere tijd voltrekt en moeilijk tijdig te detecteren is zonder periodieke olieanalyse.

Zwarte olie en koudemiddel
Bij een elektrische verbranding kleurt de olie zwart tot donkerbruin door koolstofdeeltjes. Wanneer de olie bij inspectie of vervanging zwart is, is dit een sterk signaal van verbranding.

Zuurtest positief
Met een zuurtest (acid test kit) kan de aanwezigheid van zuren in het koudemiddel worden aangetoond. Een positieve test na een compressorwisseling zonder zuurvorming in het verleden wijst op verbrandingsproducten in het circuit.

Isolatieweerstandsmeting
De isolatieweerstand van de motorwikkelingen wordt gemeten met een megohmmeter. Een gezonde compressor heeft een weerstand van minimaal 1 megohm; waarden onder de 1 megohm duiden op beschadigde wikkelingen.

Brandlucht en zichtbare schade
Bij opening van de compressor is verbrandingsgeur, zwarte aanslag op de wikkelingen en in ernstige gevallen smeltsporen zichtbaar.

Compressor loopt maar koelt niet
Een compressor die draait, stroom verbruikt maar geen koeling levert, kan intern mechanisch beschadigd zijn: gebroken zuigers of ventielen zorgen ervoor dat het gas wel heen en weer beweegt maar niet effectief wordt gecomprimeerd.

Een compressorverbranding vereist meer dan alleen het vervangen van de compressor. De vervuiling in het circuit moet volledig worden verwijderd, anders bezwijkt de nieuwe compressor opnieuw.

Stap 1: Koudemiddel terugwinnen
Het verontreinigde koudemiddel wordt teruggewonnen met een gecertificeerde terugwinunit en afgevoerd voor verwerking. Vervuild koudemiddel mag niet opnieuw worden gebruikt.

Stap 2: Verbrande compressor verwijderen
De compressor wordt verwijderd. Inspecteer tegelijkertijd de olieseparator, het droger-filter en de kondensor op zichtbare vervuiling of schade.

Stap 3: Circuit spoelen
Bij ernstige elektrische verbranding wordt het leidingwerk gespoeld met een goedgekeurde spoelvloeistof om koolstofdeeltjes, vernis en zuren te verwijderen. Na het spoelen wordt de spoelmiddel volledig uit het circuit verwijderd.

Stap 4: Nieuwe filters plaatsen
Er worden twee droger-filters geplaatst:

• Een zuigleidingfilter met acid removal vulling om resterende zuren en deeltjes op te nemen
• Een vloeistofleiding droger-filter als standaardbeveiliging

Stap 5: Nieuwe compressor plaatsen
De vervangende compressor wordt gemonteerd. Controleer of het juiste olietype aanwezig is voor het koudemiddel en de toepassing.

Stap 6: Vacumeren
Het circuit wordt grondig gevacumeerd tot minimaal 500 micron om alle vocht en lucht te verwijderen. Meten met een elektronische vacuümmeter, niet met de manometer van de serviceset.

Stap 7: Koudemiddel inbrengen en opstarten
Het circuit wordt gevuld met nieuw, gecertificeerd koudemiddel en opgestart. Controleer persdruk, zuigdruk, oververhitting en stroomopname.

Stap 8: Filters vervangen na bedrijfsuren
Na 24 tot 72 bedrijfsuren worden het zuigleidingfilter en de olie vervangen. De filters hebben in die periode resterende vervuiling opgenomen. Afhankelijk van de ernst van de verbranding wordt dit meerdere keren herhaald, totdat de zuurtest negatief is en de olie helder blijft.

De meeste verbrandingen zijn te voorkomen met goed preventief onderhoud:

• Carterverwarming controleren op werking voor elke start na een langere stilstandperiode. De carterverwarming voorkomt dat vloeibaar koudemiddel zich in de compressor verzamelt tijdens stilstand.
• Regelmatige olieanalyse geeft vroegtijdig inzicht in zuurvorming, watergehalte en metaaldeeltjes in de olie, lang voordat de compressor bezwijkt.
• Condensor reinigen voorkomt te hoge persdruk en de bijbehorende thermische belasting van de compressor.
• Droger-filter vervangen na elk openen van het circuit voorkomt vocht in het systeem, een van de onderliggende oorzaken van wikkelingsschade.
• Elektrische installatie controleren op spanningsonbalans, juiste beveiliging en goede contacten. Slechte fasenbalans is een veelover het hoofd geziene oorzaak van motorverbranding.
• Pump-down schakeling toepassen voorkomt vloeistofmigratie naar de compressor tijdens stilstand bij installaties die daarvoor geschikt zijn.