1. 頻繁な起動/停止サイクル中の機械的ストレスと熱的ストレス
の 半密閉型コンプレッサー 頻繁に発停を行うと加減速が繰り返されます。始動のたびにモーター巻線に電流が流入し、クランクケース内のピストンが急速に動きます。この突然の機械的動作により、ベアリング、クランクシャフト、コネクティングロッド、ピストンなどの重要なコンポーネントにストレスがかかります。時間の経過とともに応力サイクルが繰り返されると、高応力領域に微小な亀裂や疲労が発生し、コンポーネントの早期故障につながる可能性があります。

のrmal cycling is another critical factor. When the compressor starts and stops repeatedly, the internal components experience rapid expansion and contraction due to fluctuating temperatures. This thermal cycling can loosen fasteners, degrade seal integrity, and create localized stress points in metal components. Semi-Hermetic Compressors with larger displacement and higher capacities are particularly sensitive, as heavier pistons and more robust crankshafts generate greater thermal inertia, amplifying stress during frequent cycling.

2. 潤滑の課題
半密閉型コンプレッサーの信頼性の高い動作には、適切な潤滑が不可欠です。オイルはクランクケース内を循環し、ベアリング、ピストン、バルブアセンブリに分配されます。起動と停止のサイクルを頻繁に行うと、オイルが流れる時間が短縮され、すべての可動コンポーネントが適切にコーティングされます。繰り返しの始動中に潤滑が不十分だと摩擦が増大し、その結果、摩耗率が上昇し、ピストンやシリンダーに傷が付く可能性があり、ベアリングの疲労が加速します。

さらに、停止中にコンプレッサーオイルが低い箇所に移動したり、特定の領域に溜まったりした場合、オイルが再分配されるまで初期潤滑が不十分になる可能性があります。高粘度のオイルを使用したり、より低温の環境で動作するコンプレッサーは、粘度の高いオイルの動きが遅くなり、起動時の適切な潤滑が遅れるため、特に脆弱になります。したがって、定期的なオイルの検査とメンテナンスは、頻繁にサイクルするコンプレッサーにとって非常に重要です。

3. エネルギー消費への影響
起動と停止のサイクルが頻繁に行われると、定常状態での動作に比べてエネルギー消費が大幅に増加します。各起動では、モーターを励磁して静止摩擦を克服すると同時に、冷媒を静止状態から圧縮するための初期突入電流が必要です。これらの始動イベントによりエネルギーのピークが発生し、多くの場合、平均運転負荷よりも大幅に高くなります。

コンプレッサーが短期間にオンとオフを繰り返すショートサイクルでは、同様の負荷条件での連続運転と比較して、全体のエネルギー使用量が 10 ～ 30% 増加する可能性があります。電力需要を超えて、頻繁なサイクルによりシステム全体の効率が低下します。これは、コンプレッサーが最適な性能範囲で長時間動作できないためです。さらに、起動時と停止時の圧力変動により、膨張弁や蒸発器などの他のシステムコンポーネントに追加の作業が発生し、エネルギー消費がさらに増加し​​ます。

4. 頻繁なサイクリングによるシステムレベルの影響
コンプレッサー自体を超えて、頻繁な起動/停止サイクルは冷凍システムまたは HVAC システム全体に影響を与えます。繰り返しの起動によって生じる圧力変動により、バルブ、配管、熱交換器にさらなるストレスがかかり、運用効率が低下する可能性があります。また、センサーとコントローラーは、システムの圧力や温度の急激な変化に対して一貫性を持たずに応答し、制御が不安定になり、エネルギー使用量が増加する可能性があります。

さらに、サイクルを繰り返すとシステム コンポーネントの劣化が加速する可能性があります。バルブの摩耗が早まり、膨張装置が過渡圧力により不正確に反応する可能性があり、コンプレッサーが安定した冷媒の流れを維持できない場合、エバポレーターは熱伝達が最適ではなくなる可能性があります。したがって、頻繁なサイクルはコンプレッサーに影響を与えるだけでなく、システム全体の信頼性とパフォーマンスも低下させます。

5. 頻繁なサイクリングに対する緩和戦略
いくつかの戦略により、頻繁な起動/停止サイクルによる悪影響を最小限に抑えることができます。

• 可変周波数ドライブ (VFD): VFD を使用すると、負荷需要に応じてコンプレッサーの速度を変更できるため、完全なシャットダウンや起動の必要性が軽減されます。 VFD は速度を調整することで機械的ストレスを最小限に抑え、最適な潤滑を維持し、エネルギー スパイクを軽減します。

• 最適化された制御ロジック: 最小実行時間、ソフトスタート機構、遅延タイマーなどの制御戦略を実装することで、過度のサイクリングを防止します。これにより、コンプレッサーが定常状態の効率に達するまで十分に長く動作することが保証され、大型の機器や負荷の変動によって引き起こされる短いサイクルが防止されます。

• 適切なコンプレッサーのサイズ: システム要件に厳密に適合した容量のコンプレッサーを選択すると、サイクルが短くなる可能性が低くなります。大型のコンプレッサーは、負荷需要にすぐに対応するため頻繁にオンとオフを切り替えますが、適切なサイズのユニットはより長い動作間隔を維持します。

• 監視と予防保守: 潤滑レベル、モーター巻線、バルブ、ベアリングを定期的に検査することで、コンプレッサーが起動停止ストレスに耐えられるかどうかを確認します。振動監視や温度センサーを使用した予知保全により、摩耗の早期兆候を検出できるため、故障が発生する前に介入することができます。