某冷庫(kù)制冷系統(tǒng)調(diào)試技巧

陳建平，黃勁松，史雪菲，牛新朝，黃廣峰

（中機(jī)十院國(guó)際工程有限公司，北京，100083）

近年來(lái)，我國(guó)冷鏈物流市場(chǎng)規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)，國(guó)家骨干冷鏈物流基地、產(chǎn)地銷(xiāo)地冷鏈設(shè)施建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)，冷鏈裝備水平顯著提升。利用制冷系統(tǒng)的排氣熱給制冷系統(tǒng)融霜是較為節(jié)能的一種融霜方式，目前已普遍采用。對(duì)于小型制冷系統(tǒng)，當(dāng)采用直接膨脹供液時(shí)，熱氣融霜須設(shè)置一路熱氣融霜管路及融霜回液管路，還須設(shè)置壓差調(diào)節(jié)閥以保證融霜回液順利進(jìn)入供液管路進(jìn)行制冷。

小型直膨供液制冷系統(tǒng)的調(diào)試主要包括：制冷機(jī)組；冷風(fēng)機(jī)；熱力膨脹閥；控制系統(tǒng)等。筆者在配合某冷庫(kù)施工及調(diào)試過(guò)程中，根據(jù)業(yè)主反饋的施工方相關(guān)施工質(zhì)量問(wèn)題及系統(tǒng)試運(yùn)行故障，結(jié)合自身設(shè)計(jì)，借鑒劉義軍［1］、蘇之勇等［7］關(guān)于熱力膨脹閥的安裝及調(diào)試技巧，總結(jié)歸納出一些氟利昂直接膨脹制冷系統(tǒng)的調(diào)試技巧，對(duì)制冷系統(tǒng)的調(diào)試具有一定的指導(dǎo)意義。

1 項(xiàng)目介紹

廣東某項(xiàng)目冷庫(kù)冷間占地面積約880 m2，共設(shè)2間，庫(kù)溫均為-20 ℃～-18 ℃。單間冷間尺寸（長(zhǎng)×寬×高）約為22 m×20 m×10 m。庫(kù)內(nèi)存貨方式采用穿梭車(chē)貨架，單間冷間庫(kù)容量約為 605 t，單間冷間日允許最大進(jìn)貨量為50 t，進(jìn)貨初始溫度≤-10 ℃，降溫終了溫度為-20 ℃，降溫時(shí)間為22 h。

1.1 制冷系統(tǒng)

1）制冷系統(tǒng)采用氟利昂R507A制冷劑，直接膨脹供液。

2）冷凝方式采用蒸發(fā)式冷凝。

3）冷庫(kù)內(nèi)采用氟吊頂式冷風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流換熱。

4）冷風(fēng)機(jī)融霜方式采用自動(dòng)/手動(dòng)可切換熱氟融霜，每次同時(shí)最多融霜1臺(tái)冷風(fēng)機(jī)。

5）制冷系統(tǒng)控制可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)和手動(dòng)雙模式控制。

1.2 冷風(fēng)機(jī)

單間冷間設(shè)備負(fù)荷約為54.6 kW，考慮冷風(fēng)機(jī)結(jié)霜導(dǎo)致?lián)Q熱效率降低因素，單間冷間選配3臺(tái)型號(hào)為DD-120的氟吊頂式冷風(fēng)機(jī)。在蒸發(fā)溫度-28 ℃，冷間溫度-20 ℃，結(jié)霜厚度為1 mm時(shí)，單臺(tái)冷風(fēng)機(jī)制冷量約為21 kW。

1.3 制冷機(jī)組

制冷系統(tǒng)總機(jī)械負(fù)荷約為95.2 kW。選配一臺(tái)型號(hào)為6GE-34Y×3的三機(jī)頭并聯(lián)活塞式制冷機(jī)組。在冷凝溫度+35 ℃，蒸發(fā)溫度-28 ℃，吸氣過(guò)熱10 K的工況下，制冷機(jī)組制冷量約為99.5 kW， 輸入功率約為56.5 kW，COP值為1.76。如圖1所示。

圖1 制冷機(jī)組選型

1.4 冷凝器

制冷系統(tǒng)冷凝負(fù)荷約為312 kW，選配一臺(tái)型號(hào)為SWL-320的蒸發(fā)式冷凝器，冷凝溫度+35 ℃，其標(biāo)準(zhǔn)散熱量為320 kW。

2 調(diào)試問(wèn)題及故障分析

2.1 問(wèn)題

制冷系統(tǒng)施工完畢，業(yè)主冷庫(kù)正常進(jìn)出貨，系統(tǒng)帶負(fù)荷進(jìn)行調(diào)試試運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)存在如下問(wèn)題：

1）制冷機(jī)組壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中聲音異常，吸氣端機(jī)頭結(jié)霜嚴(yán)重，如圖2所示。

圖2 制冷機(jī)組壓縮機(jī)機(jī)頭結(jié)霜圖

2）冷風(fēng)機(jī)無(wú)法正常融霜。

3）冷庫(kù)降溫房間溫度最低僅為-9 ℃，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求的-20 ℃。

4）施工方修改上述問(wèn)題后，冷風(fēng)機(jī)正常融霜時(shí)，水盤(pán)結(jié)凍。

2.2 故障分析

冷庫(kù)調(diào)試試運(yùn)行出現(xiàn)上述問(wèn)題后，施工方將問(wèn)題歸結(jié)為設(shè)計(jì)不當(dāng)。經(jīng)我方核查，不存在設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。經(jīng)業(yè)主與我方了解，施工前期，施工方采購(gòu)熱氟融霜相關(guān)閥門(mén)時(shí)向我方咨詢(xún)閥門(mén)如何采購(gòu)、熱氟融霜控制程序如何設(shè)定等問(wèn)題。業(yè)主初步判定為施工方施工及調(diào)試不當(dāng)導(dǎo)致上述問(wèn)題，并另請(qǐng)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)制冷系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為：壓縮機(jī)吸氣端機(jī)頭結(jié)霜，壓縮機(jī)排氣端手感冰涼，且其中一個(gè)壓縮機(jī)已不能正常啟動(dòng)。判定為制冷系統(tǒng)回液導(dǎo)致機(jī)頭結(jié)霜，并竄液至壓縮機(jī)排氣端，對(duì)壓縮機(jī)造成液擊，損壞了其中的一臺(tái)壓縮機(jī)。

根據(jù)第三方現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況及業(yè)主提供的視頻及照片資料，經(jīng)我方分析，本項(xiàng)目制冷系統(tǒng)故障有：

1）制冷系統(tǒng)制冷劑充注量未過(guò)少，系統(tǒng)調(diào)試時(shí)未進(jìn)行開(kāi)啟度調(diào)整，膨脹閥開(kāi)啟度過(guò)大，供液量過(guò)多導(dǎo)致制冷系統(tǒng)回液，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)運(yùn)行異響且吸氣端機(jī)頭結(jié)霜。

2）制冷系統(tǒng)回液（-28 ℃）并竄液至壓縮機(jī)排氣端，導(dǎo)致排氣端排氣溫度過(guò)低，進(jìn)而影響制冷系統(tǒng)的熱氣融霜。

3）因上述故障，制冷系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，導(dǎo)致冷庫(kù)溫度無(wú)法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的降溫要求。

4）冷風(fēng)機(jī)融霜接水盤(pán)未按設(shè)計(jì)要求配置電加熱防凍，且制冷系統(tǒng)融霜程序設(shè)定不當(dāng)，融霜結(jié)束未給融霜水排放留出延遲時(shí)間直接進(jìn)行制冷，導(dǎo)致水盤(pán)結(jié)凍。

2.3 故障解決措施

我方針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題及故障分析后，及時(shí)向業(yè)主反饋，并提出相應(yīng)解決措施：

1）適當(dāng)關(guān)小膨脹閥開(kāi)啟度至壓縮機(jī)機(jī)頭吸氣端微涼結(jié)露即可，并用測(cè)溫槍測(cè)量壓縮機(jī)排氣端溫度，應(yīng)為66.4 ℃左右，如圖1所示。

2）冷風(fēng)機(jī)融霜接水盤(pán)敷設(shè)電加熱管，并調(diào)整制冷系統(tǒng)融霜程序。

3 系統(tǒng)調(diào)試技巧

3.1 調(diào)試前的準(zhǔn)備工作

制冷系統(tǒng)試運(yùn)行前，應(yīng)準(zhǔn)備如下工作：

1）電源電壓的檢查，確保供電電壓值在380 V±10 %正確無(wú)誤。

2）制冷系統(tǒng)各閥門(mén)通、斷情況，系統(tǒng)高低壓力情況檢查。

3）檢查曲軸箱油面，如油面低于規(guī)定要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)加油。

4）檢查控制系統(tǒng)各相關(guān)控制參數(shù)設(shè)定值是否正確無(wú)誤。

5）制冷系統(tǒng)排污及真空試驗(yàn)結(jié)束后，更換制冷機(jī)組供液過(guò)濾芯及回氣過(guò)濾芯。

6）蒸發(fā)式冷凝器集水池充水完畢。

7）冷風(fēng)機(jī)風(fēng)扇確保正轉(zhuǎn)。

8）制冷劑首次充注時(shí)，應(yīng)充注至圖3貯液器中間視液鏡位置。

圖3 制冷機(jī)組貯液器

3.2 調(diào)試試運(yùn)行

調(diào)試前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作就緒后，制冷系統(tǒng)開(kāi)機(jī)調(diào)試試運(yùn)行，運(yùn)行過(guò)程中要注意：

1）用測(cè)溫槍測(cè)量壓縮機(jī)機(jī)頭及排氣管溫度，可能會(huì)因地域及季節(jié)不同，溫度會(huì)有所降低。正常排氣溫度如圖1所示溫度為66.4 ℃左右。若排氣溫度過(guò)高且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，排氣壓力高，一要檢查貯液器制冷劑充注量是否過(guò)多。若充注過(guò)多，則須抽出多余的制冷劑；二要核查系統(tǒng)中是否有不凝性氣體。若有不凝性氣體，則須在系統(tǒng)較高部位排空不凝性氣體，直至冷凝壓力≤15.55 bar，并適當(dāng)向系統(tǒng)補(bǔ)充制冷劑。

2）系統(tǒng)冷凝溫度為+35 ℃，排氣壓力表表壓約為15.55 bar。若排氣壓力過(guò)低，檢查貯液器制冷劑充注量是否不足。若不足，檢查系統(tǒng)是否泄漏，修補(bǔ)漏點(diǎn)并補(bǔ)充制冷劑。

3）熱力膨脹閥的調(diào)整：傾聽(tīng)熱力膨脹閥是否有制冷劑流動(dòng)聲，觀察膨脹閥后的管路是否有正常的結(jié)露和結(jié)霜現(xiàn)象。

熱力膨脹閥的調(diào)整工作［1］，必須在制冷裝置正常運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行。由于蒸發(fā)器表面無(wú)法放置測(cè)溫計(jì)，可以利用壓縮機(jī)的吸氣壓力，作為蒸發(fā)器內(nèi)的飽和壓力，查表得到近似蒸發(fā)溫度。用測(cè)溫計(jì)測(cè)出回氣管的溫度，與蒸發(fā)溫度對(duì)比來(lái)校核過(guò)熱度。調(diào)整中，過(guò)熱度太?。ü┮毫刻螅?，調(diào)節(jié)桿按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)半圈或一圈（即增大彈簧力，減少閥門(mén)開(kāi)啟度）時(shí)，制冷劑流量減少；調(diào)節(jié)桿螺紋一次轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)不宜過(guò)多（調(diào)節(jié)桿螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，過(guò)熱度大約改變l～2 ℃），經(jīng)多次調(diào)整，直至滿(mǎn)足要求為止。

由于實(shí)際工作中的熱力膨脹閥感溫系統(tǒng)存在著一定的熱惰性，形成信號(hào)傳遞滯后，運(yùn)行基本穩(wěn)定后方可進(jìn)行下一次調(diào)整?？筛鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)辦法來(lái)調(diào)整，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)桿螺紋改變閥的開(kāi)度，使蒸發(fā)器回氣管外剛好能結(jié)霜或結(jié)露。對(duì)蒸發(fā)溫度低于0 ℃的制冷裝置，若結(jié)霜后用手摸，有一種將手粘住的陰冷的感覺(jué)，此時(shí)開(kāi)度適宜；對(duì)蒸發(fā)溫度在0 ℃以上的，則可以視結(jié)露情況判斷。

4）系統(tǒng)蒸發(fā)溫度為-28 ℃，吸氣過(guò)熱為10 ℃。吸氣壓力是否在1.31 bar～2.39 bar范圍。若吸氣壓力過(guò)低，一要核實(shí)系統(tǒng)制冷劑是否不足，若不足，則補(bǔ)充制冷劑；二要檢查供液管路干燥過(guò)濾器是否堵塞，若堵塞，更換供液過(guò)濾芯；三要檢查吸氣過(guò)濾器是否堵塞，若堵塞，更換吸氣過(guò)濾芯。

5）核實(shí)蒸發(fā)式冷凝器的風(fēng)扇和循環(huán)水泵，是否根據(jù)冷凝壓力大小先后啟動(dòng)。

6）上述步驟無(wú)誤后，運(yùn)行時(shí)，制冷機(jī)組排氣端應(yīng)是發(fā)燙狀態(tài)，吸氣端應(yīng)是微涼結(jié)露狀態(tài)。

7）如圖3所示，滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，應(yīng)確保貯液器液位在下方視液鏡位置；制冷系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，應(yīng)確保貯液器液位在中間視液鏡位置。若制冷劑不足，則向制冷系統(tǒng)補(bǔ)充。若貯液器液位在最上方視液鏡位置，則制冷劑充注量過(guò)多，須抽出多余的制冷劑，防止制冷系統(tǒng)因制冷劑過(guò)多導(dǎo)致壓力過(guò)高。

8）制冷壓縮機(jī)（機(jī)組）應(yīng)逐臺(tái)帶負(fù)荷試運(yùn) 轉(zhuǎn)［2］，每臺(tái)壓縮機(jī)（機(jī)組）最后一次連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不宜少于24 h，每臺(tái)壓縮機(jī)（機(jī)組）累積運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不宜少于48 h，各項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)符合設(shè)計(jì)文件和設(shè)備技術(shù)文件的規(guī)定。

9）土建冷庫(kù)試運(yùn)轉(zhuǎn)降溫［3］時(shí)，必須緩慢地逐步降溫。冷間室溫在4 ℃以上時(shí)，每天降溫不超過(guò)3 ℃，室溫在-4 ℃～4 ℃時(shí)，每天降溫不超過(guò)2 ℃。當(dāng)冷間溫度降至4 ℃時(shí)，應(yīng)暫停降溫，冷間維持在4 ℃時(shí)5 d～7 d，室溫降至-4 ℃以下時(shí)，每天降溫不超過(guò)3 ℃，直至達(dá)到設(shè)計(jì)溫度。

10）制冷系統(tǒng)試運(yùn)行合格后，再次更換制冷機(jī)組供液過(guò)濾芯及回氣過(guò)濾芯。

4 結(jié)束

語(yǔ)施工方按我方意見(jiàn)進(jìn)行整改后，制冷系統(tǒng)降溫和融霜均正常運(yùn)行，且融霜排水順暢，制冷系統(tǒng)最終順利運(yùn)行。

制冷系統(tǒng)的初運(yùn)行和調(diào)試，切勿以為按設(shè)計(jì)圖紙施工后不經(jīng)調(diào)試就能順利運(yùn)行。施工方技術(shù)人員應(yīng)具備制冷、電氣、控制等專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并有豐富的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，能夠應(yīng)對(duì)調(diào)試中出現(xiàn)的故障，及時(shí)解決，防止調(diào)試不當(dāng)導(dǎo)致設(shè)備損壞造成損失。