摘要:空調(diào)器的制冷系統(tǒng)故障是空調(diào)器最常見的故障,同時也是空調(diào)器故障判斷的難點。為了能及時準確地分析判斷并解決這些故障難點,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)常見的故障,并針對故障現(xiàn)象提出相應的應對措施。制冷系統(tǒng)故障原因分析及其應對措施為空調(diào)器的產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)現(xiàn)場質(zhì)量控制及故障診斷和維修奠定了基礎。

關鍵詞:空調(diào)器;制冷系統(tǒng);制冷原理;故障分析

中圖分類號:TB657文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)21-0192-02

空調(diào)器的制冷系統(tǒng)故障是空調(diào)器最常見的故障,無論是空調(diào)器的系統(tǒng)開發(fā)人員,還是空調(diào)器生產(chǎn)現(xiàn)場質(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,同時制冷系統(tǒng)故障也是空調(diào)器故障判斷的難點,因此很有必要對故障原因進行分析,并提出應對措施,對及時準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)的液化過程會放出能量,從液態(tài)變?yōu)槠麘B(tài)的汽化過程會吸收能量,這種液相和汽相的相互轉(zhuǎn)化過程稱為相變,空調(diào)器就是利用這個原理,通過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,從而達到制冷的目的。空調(diào)器的相變循環(huán)也稱蒸汽壓縮制冷循環(huán),是在制冷的四個主要部件壓縮機、冷凝器、毛細管和蒸發(fā)器之間進行的,四個部件之間用銅管連接起來,制冷劑在四個部件中循環(huán)時,將經(jīng)過四個過程,即壓縮、冷凝、節(jié)流及蒸發(fā),這四個熱力學過程組成一個逆卡諾循環(huán),這是理論上的理想情況。

二、制冷系統(tǒng)常見故障分析和應對措施

(一)制冷劑的過多或不足

空調(diào)器對制冷劑的充注量有一定的要求,過多或不足都會產(chǎn)生故障,制冷劑充注過多時,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,從而壓縮機排氣壓力升高,電流增大,功率增大。過多的制冷劑液體還可能進入到壓縮機汽缸造成液擊現(xiàn)象,容易損壞壓縮機。制冷劑充注不足時,會造成蒸發(fā)器供液不足,制冷量會下降,在毛細管內(nèi)產(chǎn)生斷續(xù)的制冷劑流動聲,毛細管管口處會產(chǎn)生管路結(jié)霜,而蒸發(fā)器卻很少結(jié)霜,或僅有一點凝露,回氣溫度明顯升高,電流減少,功率下降。

制冷劑過多,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,無論是排放或是添加,均需在閥門處接上壓力表,并運行系統(tǒng)開制冷,以便控制系統(tǒng)壓力達到要求的值。

(二)回氣管結(jié)霜

回氣管是指蒸發(fā)器和壓縮機吸氣口之間的這段銅管,在空調(diào)器正常制冷工作時,回氣管是不應該結(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。如進出風道堵塞,肋片上積灰嚴重,肋片倒塌嚴重,片距太小或窗口易結(jié)冷凝水并結(jié)露成膜;室內(nèi)機過濾網(wǎng)積塵嚴重,阻礙進風影響熱交換;室內(nèi)電機的轉(zhuǎn)速下降太多或停轉(zhuǎn)也會造成熱交換效果差。

回氣管結(jié)霜不但使制冷效率下降,嚴重時會造成壓縮機液擊故障,因此,應及時排除回氣管結(jié)霜現(xiàn)象。方法是針對上述幾個方面的原因來采取措施,如清掃蒸發(fā)器、過濾網(wǎng),檢查排除室內(nèi)風扇電機的故障,制冷劑過多時可以適當放掉些;設計制造蒸發(fā)器時,應選擇合適的片距及窗口形式,可選用親水鋁箔來制作肋等。

(三)水分進入制冷系統(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;制造時管道暴露在空氣中而含有水蒸氣;分體空調(diào)器在安裝時混入了一些空氣而含有水分等。

水分在制冷系統(tǒng)中會產(chǎn)生嚴重的危害,水與制冷劑發(fā)生化學反應,會產(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。它使運動件磨擦面的間隙發(fā)生改變,阻力增加,嚴重時會損壞壓縮機,破壞電機的絕緣,燒毀壓縮機電機的繞阻,水分會使冷動油乳化降低潤滑性能,水分還會促進制冷劑、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,再對系統(tǒng)抽真空,并對各接頭彎曲處加熱干燥,在充注制冷劑前加裝一個干燥過濾器,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)的含水率達到要求。

(四)空氣進入制冷系統(tǒng)

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

空氣進入制冷系統(tǒng),會聚集在冷凝器上方,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的負載,使電流上升,溫度上升,嚴重時會燒毀壓縮機;同時空氣中的水分會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。

當壓縮機的排氣壓力及排氣溫度比正常時高,或排氣壓力表擺動幅度大且緩慢時,即可初步判定空氣進入了制冷系統(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。抽真空時若用電吹風按冷凝器、干燥過濾器、蒸發(fā)器的順序反復吹熱風,則不但抽真空效果可提高,而且對干燥劑還化作用,可提高干燥劑的吸水能力。

(五)管路臟堵

空氣進入系統(tǒng)的原因主要有:生產(chǎn)制造時抽真空未抽盡,使用時連接接頭有滲漏,空氣被壓縮機吸入系統(tǒng);維修安裝時排空不徹底,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)的來源多數(shù)是管路焊接時產(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管、干燥過濾器、管接頭及閥門,因為這些部位的截面積較狹窄,容易產(chǎn)生雜質(zhì)積聚而堵塞。當毛細管臟堵時,在毛細管處聽不到一點制冷劑的流動聲,此時,壓縮機在運轉(zhuǎn),而冷凝器不熱、蒸發(fā)器不冷。

如果干燥過濾器發(fā)生不完全堵塞時,則進出口之間的溫差較大,在出口處可能有凝霜的出現(xiàn),因為制冷劑在此被堵塞物節(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量高壓部分和低壓部分的壓力值,因為管道堵塞后會使高壓升高、低壓降低,如在制冷運行時,若低壓表指示為零,則制冷系統(tǒng)已處于半堵狀態(tài);若低壓表指示為負壓,則說明制冷系統(tǒng)已處于全堵狀態(tài)。如果壓縮機在停機三分鐘之后,高低壓差仍在0.7～1.0MPa,則說明系統(tǒng)有堵塞現(xiàn)象。

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

(六)壓縮機卡缸

壓縮機卡缸就是壓縮機轉(zhuǎn)軸被卡住,造成壓縮機無法轉(zhuǎn)動,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,使?jié)櫥粔颉⒛ゲ猎黾?或是管路內(nèi)有塵埃、雜質(zhì)、造成運動面卡死。

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

(七)壓縮機液擊

壓縮機汽缸內(nèi)如果進入了液體的制冷劑或冷凍油,由于液體是不可壓縮的,當進入汽缸的液體容積超過余隙容積時,壓縮液體所產(chǎn)生的壓縮力將會損壞汽缸蓋、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:制冷劑灌注過多蒸發(fā)后有剩余,毛細管太短或內(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入汽缸。

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

三、結(jié)語

本文通過空調(diào)器制冷原理,對空調(diào)器常見制冷系統(tǒng)故障原因進行了分析并提出了相應的控制措施,對于空調(diào)器的制冷系統(tǒng)開發(fā)人員、生產(chǎn)現(xiàn)場質(zhì)量管理員以及空調(diào)器的維修人員有著重要的參考價值。

參考文獻

[1]儲城東.小型制冷設備原理與維修(第二版)[M].中國勞動社會保障出版社,2008.

[2]鄭兆志.空調(diào)器原理與安裝維修技術[M].人民郵電出版社,2008.

作者簡介:陸春杰(1975-),男,江蘇興化人,江蘇春蘭制冷設備股份有限公司工程師,軟件設計師,質(zhì)量工程師,研究方向:空調(diào)器自動化檢測設備研發(fā)、質(zhì)量技術管理。