空調(diào)器制冷系統(tǒng)故障原因分析及應(yīng)對(duì)措施

摘要:空調(diào)器的制冷系統(tǒng)故障是空調(diào)器最常見(jiàn)的故障,同時(shí)也是空調(diào)器故障判斷的難點(diǎn)。為了能及時(shí)準(zhǔn)確地分析判斷并解決這些故障難點(diǎn),需要從制冷系統(tǒng)的角度出發(fā),熟練掌握空調(diào)器制冷的基本原理,分析制冷系統(tǒng)常見(jiàn)的故障,并針對(duì)故障現(xiàn)象提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。制冷系統(tǒng)故障原因分析及其應(yīng)對(duì)措施為空調(diào)器的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制及故障診斷和維修奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:空調(diào)器;制冷系統(tǒng);制冷原理;故障分析

中圖分類號(hào):TB657文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2009)21-0192-02

空調(diào)器的制冷系統(tǒng)故障是空調(diào)器最常見(jiàn)的故障,無(wú)論是空調(diào)器的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員,還是空調(diào)器生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理人員和空調(diào)器的安裝維修人員,均涉及到制冷系統(tǒng)的故障,同時(shí)制冷系統(tǒng)故障也是空調(diào)器故障判斷的難點(diǎn),因此很有必要對(duì)故障原因進(jìn)行分析,并提出應(yīng)對(duì)措施,對(duì)及時(shí)準(zhǔn)確地分析并解決空調(diào)器的故障有著重要的意義。

一、空調(diào)器制冷原理簡(jiǎn)介

制冷是空調(diào)器最基本的功能,因此制冷原理也是空調(diào)器最基本的工作原理,物質(zhì)從汽態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的液化過(guò)程會(huì)放出能量,從液態(tài)變?yōu)槠麘B(tài)的汽化過(guò)程會(huì)吸收能量,這種液相和汽相的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程稱為相變,空調(diào)器就是利用這個(gè)原理,通過(guò)制冷劑不斷汽化和液化的相變循環(huán),將室內(nèi)的熱量吸收后又轉(zhuǎn)換到室外去,從而達(dá)到制冷的目的?？照{(diào)器的相變循環(huán)也稱蒸汽壓縮制冷循環(huán),是在制冷的四個(gè)主要部件壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管和蒸發(fā)器之間進(jìn)行的,四個(gè)部件之間用銅管連接起來(lái),制冷劑在四個(gè)部件中循環(huán)時(shí),將經(jīng)過(guò)四個(gè)過(guò)程,即壓縮、冷凝、節(jié)流及蒸發(fā),這四個(gè)熱力學(xué)過(guò)程組成一個(gè)逆卡諾循環(huán),這是理論上的理想情況。

二、制冷系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析和應(yīng)對(duì)措施

(一)制冷劑的過(guò)多或不足

空調(diào)器對(duì)制冷劑的充注量有一定的要求,過(guò)多或不足都會(huì)產(chǎn)生故障,制冷劑充注過(guò)多時(shí),一般多余的制冷劑將貯存在冷凝器中,造成熱交換的有效面積減少,冷凝效果下降,冷凝溫度升高,從而壓縮機(jī)排氣壓力升高,電流增大,功率增大。過(guò)多的制冷劑液體還可能進(jìn)入到壓縮機(jī)汽缸造成液擊現(xiàn)象,容易損壞壓縮機(jī)。制冷劑充注不足時(shí),會(huì)造成蒸發(fā)器供液不足,制冷量會(huì)下降,在毛細(xì)管內(nèi)產(chǎn)生斷續(xù)的制冷劑流動(dòng)聲,毛細(xì)管管口處會(huì)產(chǎn)生管路結(jié)霜,而蒸發(fā)器卻很少結(jié)霜,或僅有一點(diǎn)凝露,回氣溫度明顯升高,電流減少,功率下降。

制冷劑過(guò)多,可以將系統(tǒng)排放掉一些制冷劑,制冷劑不足,可以向系統(tǒng)添加一些制冷劑,無(wú)論是排放或是添加,均需在閥門處接上壓力表,并運(yùn)行系統(tǒng)開(kāi)制冷,以便控制系統(tǒng)壓力達(dá)到要求的值。

(二)回氣管結(jié)霜

回氣管是指蒸發(fā)器和壓縮機(jī)吸氣口之間的這段銅管,在空調(diào)器正常制冷工作時(shí),回氣管是不應(yīng)該結(jié)霜,如果結(jié)霜,則是一種故障現(xiàn)象。造成回氣管結(jié)霜的原因主要是蒸發(fā)器中制冷劑的蒸發(fā)不充分,熱交換效果差所造成。如進(jìn)出風(fēng)道堵塞,肋片上積灰嚴(yán)重,肋片倒塌嚴(yán)重,片距太小或窗口易結(jié)冷凝水并結(jié)露成膜;室內(nèi)機(jī)過(guò)濾網(wǎng)積塵嚴(yán)重,阻礙進(jìn)風(fēng)影響熱交換;室內(nèi)電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降太多或停轉(zhuǎn)也會(huì)造成熱交換效果差。

回氣管結(jié)霜不但使制冷效率下降,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成壓縮機(jī)液擊故障,因此,應(yīng)及時(shí)排除回氣管結(jié)霜現(xiàn)象。方法是針對(duì)上述幾個(gè)方面的原因來(lái)采取措施,如清掃蒸發(fā)器、過(guò)濾網(wǎng),檢查排除室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)的故障,制冷劑過(guò)多時(shí)可以適當(dāng)放掉些;設(shè)計(jì)制造蒸發(fā)器時(shí),應(yīng)選擇合適的片距及窗口形式,可選用親水鋁箔來(lái)制作肋等。

(三)水分進(jìn)入制冷系統(tǒng)

制冷系統(tǒng)混入水分的原因主要有:制冷劑不純,本身含有一些水分;制造時(shí)管道暴露在空氣中而含有水蒸氣;分體空調(diào)器在安裝時(shí)混入了一些空氣而含有水分等。

水分在制冷系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害,水與制冷劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),會(huì)產(chǎn)生氟化氫、鹽酸等腐蝕性物質(zhì),從而腐蝕銅管,并在閥件、活塞、汽缸壁、滾子等鐵質(zhì)零件表面形成銅原子沉積層,這就是鍍銅現(xiàn)象。它使運(yùn)動(dòng)件磨擦面的間隙發(fā)生改變,阻力增加,嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞壓縮機(jī),破壞電機(jī)的絕緣,燒毀壓縮機(jī)電機(jī)的繞阻,水分會(huì)使冷動(dòng)油乳化降低潤(rùn)滑性能,水分還會(huì)促進(jìn)制冷劑、冷凍油分解并產(chǎn)生酸,腐蝕銅、鐵等金屬件。

要排除制冷系統(tǒng)的水分,需要先放盡制冷劑,再對(duì)系統(tǒng)抽真空,并對(duì)各接頭彎曲處加熱干燥,在充注制冷劑前加裝一個(gè)干燥過(guò)濾器,以除去制冷劑中的水分,這樣重新充注制冷劑后,可使制冷系統(tǒng)的含水率達(dá)到要求。

(四)空氣進(jìn)入制冷系統(tǒng)

空氣進(jìn)入系統(tǒng)的原因主要有:生產(chǎn)制造時(shí)抽真空未抽盡,使用時(shí)連接接頭有滲漏,空氣被壓縮機(jī)吸入系統(tǒng);維修安裝時(shí)排空不徹底,空氣殘留在管路內(nèi)等。

空氣進(jìn)入制冷系統(tǒng),會(huì)聚集在冷凝器上方,減少了有效熱交換面積,冷凝壓力和冷凝溫度上升,使空調(diào)器的制冷量下降;而冷凝壓力提高增大了壓縮機(jī)的負(fù)載,使電流上升,溫度上升,嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀壓縮機(jī);同時(shí)空氣中的水分會(huì)使制冷劑和冷凍油分解產(chǎn)生酸,腐蝕銅管路及其它零部件。

當(dāng)壓縮機(jī)的排氣壓力及排氣溫度比正常時(shí)高,或排氣壓力表擺動(dòng)幅度大且緩慢時(shí),即可初步判定空氣進(jìn)入了制冷系統(tǒng)。排除空氣的方法與排除水分的方法相似,也需要先放空制冷劑,然后再抽真空,重新充注制冷劑。抽真空時(shí)若用電吹風(fēng)按冷凝器、干燥過(guò)濾器、蒸發(fā)器的順序反復(fù)吹熱風(fēng),則不但抽真空效果可提高,而且對(duì)干燥劑還化作用,可提高干燥劑的吸水能力。

(五)管路臟堵

空氣進(jìn)入系統(tǒng)的原因主要有:生產(chǎn)制造時(shí)抽真空未抽盡,使用時(shí)連接接頭有滲漏,空氣被壓縮機(jī)吸入系統(tǒng);維修安裝時(shí)排空不徹底,空氣殘留在管路內(nèi)等。

制冷系統(tǒng)的管路因雜質(zhì)而發(fā)生堵塞現(xiàn)象,雜質(zhì)的來(lái)源多數(shù)是管路焊接時(shí)產(chǎn)生的氧化皮,也有一些是零部件表面積存的塵埃。最容易發(fā)生臟堵的部位是毛細(xì)管、干燥過(guò)濾器、管接頭及閥門,因?yàn)檫@些部位的截面積較狹窄,容易產(chǎn)生雜質(zhì)積聚而堵塞。當(dāng)毛細(xì)管臟堵時(shí),在毛細(xì)管處聽(tīng)不到一點(diǎn)制冷劑的流動(dòng)聲,此時(shí),壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn),而冷凝器不熱、蒸發(fā)器不冷。

如果干燥過(guò)濾器發(fā)生不完全堵塞時(shí),則進(jìn)出口之間的溫差較大,在出口處可能有凝霜的出現(xiàn),因?yàn)橹评鋭┰诖吮欢氯锕?jié)流后汽化使溫度劇降。診斷制冷劑管路是否堵塞的最好方法是測(cè)量高壓部分和低壓部分的壓力值,因?yàn)楣艿蓝氯髸?huì)使高壓升高、低壓降低,如在制冷運(yùn)行時(shí),若低壓表指示為零,則制冷系統(tǒng)已處于半堵?tīng)顟B(tài);若低壓表指示為負(fù)壓,則說(shuō)明制冷系統(tǒng)已處于全堵?tīng)顟B(tài)。如果壓縮機(jī)在停機(jī)三分鐘之后,高低壓差仍在0.7～1.0MPa,則說(shuō)明系統(tǒng)有堵塞現(xiàn)象。

當(dāng)發(fā)生堵塞現(xiàn)象時(shí),要找到臟堵的部位,把該段從管路上拆下,更換好銅管、毛細(xì)管或零件即可以排除故障。

(六)壓縮機(jī)卡缸

壓縮機(jī)卡缸就是壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住,造成壓縮機(jī)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng),卡缸的位置大多數(shù)在軸承的汽缸內(nèi)壁。造成卡缸的原因或是冷凍油上不來(lái),使?jié)櫥粔颉⒛ゲ猎黾?或是管路內(nèi)有塵埃、雜質(zhì)、造成運(yùn)動(dòng)面卡死。

壓縮機(jī)通電不轉(zhuǎn)動(dòng),只會(huì)發(fā)出嗡嗡聲,這就是卡缸的典型故障現(xiàn)象。此時(shí)可以用小榔頭輕輕敲擊壓縮機(jī)外殼,把卡住部位稍微振動(dòng),有時(shí)即可起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。也可以把電壓往上調(diào)10%,多次啟動(dòng)沖擊,每次10秒鐘左右,有時(shí)也可以解決潤(rùn)滑不夠的卡缸現(xiàn)象,此種方法對(duì)旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)較為有效。如果高電壓沖擊也不能奏效,說(shuō)明卡缸的原因并不是因缺油所造成,可能有機(jī)械或電氣上的故障,這只能換壓縮機(jī)了。

(七)壓縮機(jī)液擊

壓縮機(jī)汽缸內(nèi)如果進(jìn)入了液體的制冷劑或冷凍油,由于液體是不可壓縮的,當(dāng)進(jìn)入汽缸的液體容積超過(guò)余隙容積時(shí),壓縮液體所產(chǎn)生的壓縮力將會(huì)損壞汽缸蓋、閥片、滾子等零部件,這種現(xiàn)象稱為液擊。

造成液擊的主要原因有:制冷劑灌注過(guò)多蒸發(fā)后有剩余,毛細(xì)管太短或內(nèi)孔太大,致使節(jié)流不夠充分;蒸發(fā)器結(jié)霜太多造成蒸發(fā)不充分;氣液分離器中的液位太高造成少量液體進(jìn)入汽缸。

要避免發(fā)生液擊現(xiàn)象就必須在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上確保蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑得到充分蒸發(fā)。

三、結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)空調(diào)器制冷原理,對(duì)空調(diào)器常見(jiàn)制冷系統(tǒng)故障原因進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的控制措施,對(duì)于空調(diào)器的制冷系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理員以及空調(diào)器的維修人員有著重要的參考價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介:陸春杰(1975-),男,江蘇興化人,江蘇春蘭制冷設(shè)備股份有限公司工程師,軟件設(shè)計(jì)師,質(zhì)量工程師,研究方向:空調(diào)器自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備研發(fā)、質(zhì)量技術(shù)管理。