艾美康冷水機(jī)組故障分析和維護(hù)

趙蕾，叢中華，李宏鵬

首都醫(yī)科大附屬北京佑安醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程中心，北京 100069

冷水機(jī)組是超導(dǎo)型核磁共振（MR）系統(tǒng)的重要配套設(shè)備，可為MR系統(tǒng)中的氦壓機(jī)提供冷卻水。它通過水循環(huán)系統(tǒng)向機(jī)內(nèi)水箱注入水，通過冷水機(jī)組制冷系統(tǒng)將水冷卻，再由水泵將低溫冷卻水送出，冷卻水經(jīng)過氦壓機(jī)，帶走氦壓機(jī)熱量，使氦壓機(jī)溫度在一個(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)。一旦冷水機(jī)組發(fā)生故障，氦壓機(jī)溫度過高，必然導(dǎo)致MR系統(tǒng)無法正常工作[1]。因此，了解冷水機(jī)組的工作原理，對(duì)出現(xiàn)故障的冷水機(jī)組及時(shí)維修保養(yǎng)，是保證MR系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要工作。我院MR系統(tǒng)配套使用的是艾美康冷水機(jī)組。本文就冷水機(jī)組的工作原理和維修實(shí)例及保養(yǎng)建議做一簡(jiǎn)單介紹。

1 冷水機(jī)組的工作原理

冷水機(jī)組一般包括[2]水循環(huán)系統(tǒng)、制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和智控系統(tǒng)3部分。制冷劑循環(huán)系統(tǒng)又包括壓縮機(jī)、蒸發(fā)器（俗稱制冷螺旋管）、冷凝器（俗稱室外機(jī)）、鼓風(fēng)機(jī)、液態(tài)制冷劑（氟利昂-22）儲(chǔ)存罐、恒溫膨脹閥、壓力表等。

氦壓機(jī)的熱量由冷水機(jī)組中的循環(huán)水帶走，循環(huán)水中的熱量被蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑吸收，這時(shí)，液態(tài)的制冷劑變?yōu)闅鈶B(tài)，被壓縮機(jī)吸入并壓縮。經(jīng)過壓縮的氣態(tài)制冷劑通過冷凝器，將其在工作過程中吸收的全部熱量（包括從蒸發(fā)器和制冷壓縮機(jī)中以及在管道內(nèi)所吸收的熱量），傳遞給周圍介質(zhì)（鼓風(fēng)機(jī)抽來的空氣）帶走，使得高壓過熱的制冷劑重新凝結(jié)成液體，再通過膨脹閥節(jié)流后變成低溫低壓制冷劑，進(jìn)入蒸發(fā)器，用于吸收循環(huán)水中的熱量，最終達(dá)到冷卻氦壓機(jī)的目的[3]。

此外，冷水機(jī)組可通過智控系統(tǒng)中的溫度傳感器來感知蒸發(fā)器進(jìn)出口處的循環(huán)水溫度，以決定是否啟動(dòng)制冷，保證循環(huán)水溫處于6～14 ℃范圍內(nèi)。

2 冷水機(jī)組的維修實(shí)例及分析

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

1號(hào)冷水機(jī)組顯示屏上閃爍報(bào)警代碼H1，同時(shí)，1號(hào)壓縮機(jī)停機(jī)，蒸發(fā)器出水口溫度顯示為26 ℃，超出循環(huán)水正常溫度范圍。

2.1.2 故障分析

此報(bào)警代碼即1號(hào)壓縮機(jī)排氣口壓力過高?？紤]當(dāng)時(shí)初春氣候?qū)е驴罩辛踺^多，懷疑冷水機(jī)組的室外機(jī)進(jìn)風(fēng)口堵塞，導(dǎo)致制冷劑熱量無法正常散發(fā)，造成壓縮機(jī)壓力過高，停機(jī)報(bào)警。因此，檢查室外機(jī)，發(fā)現(xiàn)其進(jìn)風(fēng)口已被絮狀物完全堵塞。于是使用水泵對(duì)室外機(jī)的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)行沖洗，使風(fēng)口保持通暢，故障解除。

2.1.3 維護(hù)建議

季節(jié)交替時(shí)期應(yīng)定期清洗室外機(jī)進(jìn)風(fēng)口，保持進(jìn)風(fēng)口通暢。如有可能，將室外機(jī)安裝在遠(yuǎn)離塵土和絮狀物的環(huán)境中。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

冷水機(jī)組1號(hào)壓縮機(jī)停機(jī)，2號(hào)壓縮機(jī)工作，冷水機(jī)組顯示屏上無報(bào)警代碼，但顯示蒸發(fā)器出水口溫度為32 ℃。

2.2.2 故障分析

1號(hào)壓縮機(jī)停機(jī)，2號(hào)壓縮機(jī)雖處于工作狀態(tài)，但對(duì)循環(huán)水的降溫效果不佳。檢查2號(hào)壓縮機(jī)壓力表，發(fā)現(xiàn)2號(hào)壓縮機(jī)壓力偏低，同時(shí)，1號(hào)壓縮機(jī)壓力偏高。于是，檢查冷凝器、制冷管路及配件有無堵塞，排除因冷凝器、制冷管路或配件堵塞導(dǎo)致兩臺(tái)壓縮機(jī)壓力異常。檢查冷凝風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，排除因其運(yùn)轉(zhuǎn)異常導(dǎo)致的壓力過高。在檢查制冷管路中，發(fā)現(xiàn)在管路的中間位置，有一處極小的破損點(diǎn)，導(dǎo)致2號(hào)壓縮機(jī)制冷劑泄漏。因此，懷疑2號(hào)壓縮機(jī)中制冷劑泄露導(dǎo)致的2號(hào)制冷系統(tǒng)熱交換能力不足。同時(shí)，1號(hào)壓縮機(jī)長(zhǎng)時(shí)間高壓運(yùn)轉(zhuǎn)，造成1號(hào)壓縮機(jī)因壓力過高而自保護(hù)。

于是，將2號(hào)制冷循環(huán)系統(tǒng)管路破損處進(jìn)行修復(fù)，并灌注足量的制冷劑氟利昂-22。同時(shí)，將1號(hào)壓縮機(jī)內(nèi)的制冷劑放出一部分，使1號(hào)壓縮機(jī)壓力處于正常值范圍。隨后，重新開機(jī)，設(shè)備正常運(yùn)行。

2.2.3 維護(hù)建議

定期檢測(cè)壓縮機(jī)壓力，若發(fā)現(xiàn)壓力異常，及時(shí)尋找原因。若因壓力制冷劑泄露導(dǎo)致的壓力偏低，必須及時(shí)檢查有無泄露點(diǎn)，若有泄露點(diǎn)，及時(shí)修復(fù)后，灌注足量制冷劑，以保證壓縮機(jī)壓力處于正常工作狀態(tài)[4]。

2.3 故障三

2.3.1 故障現(xiàn)象

氦壓機(jī)停止工作，兩套冷水機(jī)組的顯示屏上分別閃爍報(bào)警代碼A1、A2，冷水機(jī)組顯示屏均顯示蒸發(fā)器進(jìn)水溫度 52 ℃。

2.3.2 故障分析

此報(bào)警代碼為防凍報(bào)警，即告知蒸發(fā)器出水口傳感器測(cè)得的水溫度低于設(shè)定值。而此時(shí)為春末初夏，冷水機(jī)組安裝在室內(nèi)，且冷水機(jī)組蒸發(fā)器進(jìn)水溫度很高，排除蒸發(fā)器出水口溫度過低導(dǎo)致的故障報(bào)警。同時(shí)，檢查發(fā)現(xiàn)，1、2號(hào)壓縮機(jī)均已停機(jī)，由此可知，是冷水機(jī)組的壓縮機(jī)自保護(hù)停機(jī)，導(dǎo)致水冷機(jī)組的循環(huán)水溫過高，造成氦壓機(jī)過熱停機(jī)。

首先檢查室外機(jī)，排除因室外機(jī)堵塞導(dǎo)致的壓縮機(jī)壓力過高造成自保護(hù)。隨后，檢查蒸發(fā)器進(jìn)水口和出水口傳感器以及冷水機(jī)組水泵的工作狀態(tài)均正常。懷疑是水路過濾網(wǎng)堵塞導(dǎo)致水循環(huán)異常，水流過低造成壓縮機(jī)自保護(hù)。故拆開進(jìn)水口過濾網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)過濾網(wǎng)上附著大量類似軟塑料片的物質(zhì)，清除后并將過濾網(wǎng)沖洗干凈，安裝到位，將冷水機(jī)組重新開機(jī)，系統(tǒng)正常運(yùn)行，氦壓機(jī)工作正常。

事后清潔冷水機(jī)組進(jìn)水口和出水口的過濾網(wǎng)及氦壓機(jī)的水循環(huán)系統(tǒng)的過濾網(wǎng)，以保證水循環(huán)系統(tǒng)的整體正常運(yùn)行，從而保證氦壓機(jī)正常工作。

2.3.3 維護(hù)建議

定期對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)的所有水路管路進(jìn)行清洗，以免因水循環(huán)異常而造成冷水機(jī)組故障。

2.4 故障四

2.4.1 故障現(xiàn)象

1號(hào)冷水機(jī)組顯示屏上閃爍報(bào)警代碼A1，顯示屏顯示蒸發(fā)器進(jìn)水口水溫為23 ℃，超出循環(huán)水正常溫度范圍。

2.4.2 故障分析

此報(bào)警代碼顯示為凍結(jié)報(bào)警，即告知蒸發(fā)器出水口傳感器測(cè)得的水溫度低于設(shè)定值。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，此時(shí)，1號(hào)冷水機(jī)蒸發(fā)器進(jìn)水口傳感器測(cè)得的水溫為23 ℃，一號(hào)冷水機(jī)組蒸發(fā)器出水口傳感器測(cè)得的水溫為2 ℃，而蒸發(fā)器出水口水溫設(shè)定的最低溫度值為4 ℃，由此可判斷是1號(hào)冷水機(jī)組蒸發(fā)器出水口溫度過低導(dǎo)致的報(bào)警。壓縮機(jī)壓力正常，冷水機(jī)組的換熱效率也是事先設(shè)定好的，此時(shí)為夏末初秋，室內(nèi)溫度在25 ℃左右。水路過濾網(wǎng)已定期清洗，無堵塞現(xiàn)象；檢查水路管路，也無泄露現(xiàn)象。因此，懷疑是蒸發(fā)器進(jìn)水口的傳感器出現(xiàn)故障，誤測(cè)得進(jìn)水溫度過高，導(dǎo)致制冷系統(tǒng)制冷過度，從而造成出水溫度過低，引起報(bào)警。

為了驗(yàn)證此推測(cè)的準(zhǔn)確性，將兩個(gè)傳感器的接線端子調(diào)換位置，之后，冷水機(jī)組顯示屏上的報(bào)警消失，證明是蒸發(fā)器進(jìn)水口傳感器出現(xiàn)故障。更換此傳感器后，將傳感器接線端子按要求位置重新連接，冷水機(jī)組運(yùn)行正常，無報(bào)警出現(xiàn)。

3 總結(jié)

通過總結(jié)在使用和維修過程中遇到的困難，建議冷水機(jī)組安裝時(shí)，應(yīng)與其他設(shè)備保持一定距離，這樣有利于機(jī)器散熱，也為日后的維修預(yù)留出通道[5-6]。維護(hù)保養(yǎng)冷水機(jī)組時(shí)，還應(yīng)定期檢查冷水機(jī)組內(nèi)水箱水量，若水量超過正常值就要及時(shí)釋放水量。若水量達(dá)不到正常值就要及時(shí)補(bǔ)充水量，并同時(shí)檢查水路有無泄露點(diǎn)，一旦發(fā)現(xiàn)泄露點(diǎn)，必須及時(shí)修復(fù)。

[1]盧珠鈴.冷水機(jī)的工作原理及維護(hù)保養(yǎng)[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2010,7(8):48-49.

[2]唐慶順.超導(dǎo)型核磁共振關(guān)鍵設(shè)備—冷水機(jī)組與BCC氦氣壓縮機(jī)的工作原理與維修[J].核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù),1994,5(14):378-380.

[3]杜立志,陳友明,張泠.冷水機(jī)組性能檢測(cè)與診斷方法研究[D].長(zhǎng)沙:湖南大學(xué),2012.

[4]鄭超瑜,肖賦,陳武.冷水機(jī)組故障診斷新模型[J].建筑科學(xué),2012,28(12):104-107.

[5]安翔,降龍浩,楊惠.冷水機(jī)組故障診斷軟件的開發(fā)[J].煤氣與熱力,2007,27(4):70-73.

[6]劉相艷,谷波,黎遠(yuǎn)光.基于并行感知器的制冷系統(tǒng)故障診斷分析[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào),2005,34(8):1234-1239.