陳建平，黃勁松，史雪菲，牛新朝，黃廣峰

（中機十院國際工程有限公司，北京，100083）

近年來，我國冷鏈物流市場規(guī)模快速增長，國家骨干冷鏈物流基地、產(chǎn)地銷地冷鏈設(shè)施建設(shè)穩(wěn)步推進，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。對于小型制冷系統(tǒng)，當(dāng)采用直接膨脹供液時，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入供液管路進行制冷。

小型直膨供液制冷系統(tǒng)的調(diào)試主要包括：制冷機組；冷風(fēng)機；熱力膨脹閥；控制系統(tǒng)等。筆者在配合某冷庫施工及調(diào)試過程中，根據(jù)業(yè)主反饋的施工方相關(guān)施工質(zhì)量問題及系統(tǒng)試運行故障，結(jié)合自身設(shè)計，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，對制冷系統(tǒng)的調(diào)試具有一定的指導(dǎo)意義。

1 項目介紹

廣東某項目冷庫冷間占地面積約880 m2，共設(shè)2間，庫溫均為-20 ℃～-18 ℃。單間冷間尺寸（長×寬×高）約為22 m×20 m×10 m。庫內(nèi)存貨方式采用穿梭車貨架，單間冷間庫容量約為 605 t，單間冷間日允許最大進貨量為50 t，進貨初始溫度≤-10 ℃，降溫終了溫度為-20 ℃，降溫時間為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）冷庫內(nèi)采用氟吊頂式冷風(fēng)機進行強制對流換熱。

4）冷風(fēng)機融霜方式采用自動/手動可切換熱氟融霜，每次同時最多融霜1臺冷風(fēng)機。

5）制冷系統(tǒng)控制可實現(xiàn)全自動和手動雙模式控制。

1.2 冷風(fēng)機

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

1.3 制冷機組

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

圖1 制冷機組選型

1.4 冷凝器

制冷系統(tǒng)冷凝負荷約為312 kW，選配一臺型號為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)試問題及故障分析

2.1 問題

制冷系統(tǒng)施工完畢，業(yè)主冷庫正常進出貨，系統(tǒng)帶負荷進行調(diào)試試運行，發(fā)現(xiàn)存在如下問題：

1）制冷機組壓縮機運行過程中聲音異常，吸氣端機頭結(jié)霜嚴(yán)重，如圖2所示。

圖2 制冷機組壓縮機機頭結(jié)霜圖

2）冷風(fēng)機無法正常融霜。

3）冷庫降溫房間溫度最低僅為-9 ℃，無法達到設(shè)計要求的-20 ℃。

4）施工方修改上述問題后，冷風(fēng)機正常融霜時，水盤結(jié)凍。

2.2 故障分析

冷庫調(diào)試試運行出現(xiàn)上述問題后，施工方將問題歸結(jié)為設(shè)計不當(dāng)。經(jīng)我方核查，不存在設(shè)計錯誤。經(jīng)業(yè)主與我方了解，施工前期，施工方采購熱氟融霜相關(guān)閥門時向我方咨詢閥門如何采購、熱氟融霜控制程序如何設(shè)定等問題。業(yè)主初步判定為施工方施工及調(diào)試不當(dāng)導(dǎo)致上述問題，并另請第三方檢測機構(gòu)對制冷系統(tǒng)進行檢測，檢測結(jié)果為：壓縮機吸氣端機頭結(jié)霜，壓縮機排氣端手感冰涼，且其中一個壓縮機已不能正常啟動。判定為制冷系統(tǒng)回液導(dǎo)致機頭結(jié)霜，并竄液至壓縮機排氣端，對壓縮機造成液擊，損壞了其中的一臺壓縮機。

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

1）制冷系統(tǒng)制冷劑充注量未過少，系統(tǒng)調(diào)試時未進行開啟度調(diào)整，膨脹閥開啟度過大，供液量過多導(dǎo)致制冷系統(tǒng)回液，從而導(dǎo)致壓縮機運行異響且吸氣端機頭結(jié)霜。

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

3）因上述故障，制冷系統(tǒng)無法正常運行，導(dǎo)致冷庫溫度無法實現(xiàn)設(shè)計的降溫要求。

4）冷風(fēng)機融霜接水盤未按設(shè)計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間直接進行制冷，導(dǎo)致水盤結(jié)凍。

2.3 故障解決措施

我方針對現(xiàn)場問題及故障分析后，及時向業(yè)主反饋，并提出相應(yīng)解決措施：

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

2）冷風(fēng)機融霜接水盤敷設(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 %正確無誤。

2）制冷系統(tǒng)各閥門通、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，應(yīng)及時加油。

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

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

6）蒸發(fā)式冷凝器集水池充水完畢。

7）冷風(fēng)機風(fēng)扇確保正轉(zhuǎn)。

8）制冷劑首次充注時，應(yīng)充注至圖3貯液器中間視液鏡位置。

圖3 制冷機組貯液器

3.2 調(diào)試試運行

調(diào)試前各項準(zhǔn)備工作就緒后，制冷系統(tǒng)開機調(diào)試試運行，運行過程中要注意：

1）用測溫槍測量壓縮機機頭及排氣管溫度，可能會因地域及季節(jié)不同，溫度會有所降低。正常排氣溫度如圖1所示溫度為66.4 ℃左右。若排氣溫度過高且持續(xù)時間較長，排氣壓力高，一要檢查貯液器制冷劑充注量是否過多。若充注過多，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，修補漏點并補充制冷劑。

3）熱力膨脹閥的調(diào)整：傾聽熱力膨脹閥是否有制冷劑流動聲，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行狀態(tài)下進行。由于蒸發(fā)器表面無法放置測溫計，可以利用壓縮機的吸氣壓力，作為蒸發(fā)器內(nèi)的飽和壓力，查表得到近似蒸發(fā)溫度。用測溫計測出回氣管的溫度，與蒸發(fā)溫度對比來校核過熱度。調(diào)整中，過熱度太小（供液量太大），調(diào)節(jié)桿按順時針方向轉(zhuǎn)動半圈或一圈（即增大彈簧力，減少閥門開啟度）時，制冷劑流量減少；調(diào)節(jié)桿螺紋一次轉(zhuǎn)動的圈數(shù)不宜過多（調(diào)節(jié)桿螺紋轉(zhuǎn)動一圈，過熱度大約改變l～2 ℃），經(jīng)多次調(diào)整，直至滿足要求為止。

由于實際工作中的熱力膨脹閥感溫系統(tǒng)存在著一定的熱惰性，形成信號傳遞滯后，運行基本穩(wěn)定后方可進行下一次調(diào)整?？筛鶕?jù)經(jīng)驗調(diào)節(jié)辦法來調(diào)整，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)桿螺紋改變閥的開度，使蒸發(fā)器回氣管外剛好能結(jié)霜或結(jié)露。對蒸發(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，此時開度適宜；對蒸發(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 ℃，吸氣過熱為10 ℃。吸氣壓力是否在1.31 bar～2.39 bar范圍。若吸氣壓力過低，一要核實系統(tǒng)制冷劑是否不足，若不足，則補充制冷劑；二要檢查供液管路干燥過濾器是否堵塞，若堵塞，更換供液過濾芯；三要檢查吸氣過濾器是否堵塞，若堵塞，更換吸氣過濾芯。

5）核實蒸發(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。

6）上述步驟無誤后，運行時，制冷機組排氣端應(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，滿負荷運行時，應(yīng)確保貯液器液位在下方視液鏡位置；制冷系統(tǒng)停機時，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)補充。若貯液器液位在最上方視液鏡位置，則制冷劑充注量過多，須抽出多余的制冷劑，防止制冷系統(tǒng)因制冷劑過多導(dǎo)致壓力過高。

8）制冷壓縮機（機組）應(yīng)逐臺帶負荷試運 轉(zhuǎn)［2］，每臺壓縮機（機組）最后一次連續(xù)運轉(zhuǎn)時間不宜少于24 h，每臺壓縮機（機組）累積運轉(zhuǎn)時間不宜少于48 h，各項運轉(zhuǎn)參數(shù)符合設(shè)計文件和設(shè)備技術(shù)文件的規(guī)定。

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

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

4 結(jié)束

語施工方按我方意見進行整改后，制冷系統(tǒng)降溫和融霜均正常運行，且融霜排水順暢，制冷系統(tǒng)最終順利運行。

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