理论教育 制冷系统故障分析:原因及解决方案

制冷系统故障分析:原因及解决方案

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:2)制冷系统内有空气,也能使冷凝压力升高。3)冷凝器制冷剂过多,这种现象常见于氟制冷系统的卧式冷凝器,特别是小型机组冷凝器兼贮液器时,补充制冷剂过多。判定故障后,关闭相应阀门,拆下热力膨胀阀进行修理。当制冷系统内含有水分时,在低温下容易造成冰塞。处理冰塞及油堵的办法是更换干燥剂,加强吸潮性能,同时在维护和检修中,应尽量避免空气进入制冷系统,以及选择凝固点低的冷冻油。

制冷系统故障分析:原因及解决方案

1.冷凝压力过高

1)冷却水水量少、水温高;若是风冷式冷凝器,则风量太小。冷却水(风)量的大小是直接引起冷凝压力变化的主要原因。因此,应引起重视,经常观察。为了确保安全运行,氨冷凝器冷却水系统上,可用水压继电器、电接点式压力表、浮标式控制器等加以控制,以便当冷却水压过低时,制冷压缩机能停止运转。氟机设备上均带有高压继电器保护装置,当冷却水的水压过低时,制冷压缩机能停止运行。

2)制冷系统内有空气,也能使冷凝压力升高。

3)冷凝器制冷剂过多,这种现象常见于氟制冷系统的卧式冷凝器,特别是小型机组冷凝器兼贮液器时,补充制冷剂过多。则制冷剂液体占据了有效冷凝面积,或者是冷凝器出液阀未全开,导致压力升高。

自然,对于无液面视镜的冷凝器是难于确定内存制冷剂的多少。当冷凝器内制冷剂偏少时,会有一定的现象反映。如检查卧式冷凝器出液管温度,如果温度比较高或时冷时热,这表示部分未冷凝的过热气体进入液体管。其次是无论如何调节膨胀阀节流阀,低压仍不上升,或上升不显著。再者触摸冷凝器的冷热交界面,以确定冷凝器内制冷剂的具体液位。

4)冷凝器年久失修,传热管在污垢严重时也能导致凝冷压力上升,对于立式冷凝器可以直接观察传热面水垢情况,而卧式冷凝器需拆下封头才能检查,或者从进出冷却水温差来分析。有水垢后,应在冬季停机后清洗。水垢的存在对冷凝压力影响较大,如在严重水垢影响下,冷凝压力可比正常压力高出0.1~0.2MPa。

2.蒸发压力过低

当蒸发压力过低时,对制冷装置的经济性影响极大,其表现是排气温度升高、降温慢。在直接蒸发表冷器的表面上,可看到结霜不均,蒸发器出口端可能不结霜。

造成蒸发压力过低的原因如下:

1)节流阀或膨胀阀开启过小,制冷剂流量不足,蒸发器大部分空间存有制冷剂蒸气过热,由于制冷剂气体传热性能小于液体制冷剂,所以制冷量下降。

2)蒸发器面积过小,与制冷量不相适应。这种现象无论怎么调节,蒸发压力也不能升高,即使是暂时升高,也会很快自动下降。这里需要强调指出的是,若确因蒸发面积过小,绝不能用调节蒸发压力的办法去适应制冷量的需要,而只能用增加面积或降低制冷量的办法来解决,否则制冷压缩机必然产生湿压缩。

3)搅拌机(或水泵)转速不够或规格不符,使冷媒流速得不到保证,从而造成蒸发器表面抱冰,增加了热阻,影响了传热及蒸发速度,故蒸发压力逐步降低。直接蒸发表冷器表面结霜与抱冰,都会降低蒸发压力。

4)在氟利昂制冷系统中,引起蒸发压力低的因素还有干燥过滤器堵塞、电磁阀不工作、膨胀阀冰塞等。

5)负荷调节器的挡数不适应热负荷的要求,使制冷量大于热负荷。

3.排气压力与冷凝压力差增加

在正常运行过程中,排气压力和冷凝压力很近。若排气压力大于冷凝压力,这是反常现象,应立即查找原因,严重时应停止运行处理。

引起排气压力高于冷凝压力的原因不外乎是排气阀开启不当、排气管路堵塞、排气压力表失灵等。

检查时,应将制冷压缩机出口到冷凝器进口之间的所有阀门打开,用手触摸排气管冷热变化,寻找阻塞地点,然后迅速排除。

4.热力膨胀阀故障

热力膨胀阀的常见故障是打不开、关不小、阀针孔冰塞、油堵、过滤网阻塞。这些故障所引起的现象是制冷管路不通、蒸发压力低、降温效果变差。

由于故障原因不同,表现的现象就各有差异,现分析如下:

(1)热力膨胀阀打不开

发生这类故障有两个主要原因:

1)热力膨胀阀感温包内工质泄漏。膨胀阀感温包内工质泄漏后,作用在膜片上的力消失,结果膜片下面的合力(弹簧力和蒸发压力)推动膜片向上移动,从而使阀孔关闭,停止向蒸发器供液,蒸发器不结霜,使低压呈真空状态。

2)传动杆过短或弯曲。膨胀阀传动杆过短,以至于膜片上的力不能传递到阀针座上,阀针始终处于向上的趋势,使阀针孔关小或关闭,同样造成蒸发压力降低。但不会出现膨胀剂泄漏后那样严重的真空情况。

为了进一步确定此故障是由热力膨胀阀引起,可以将电磁阀的出口或热力膨胀阀的进口接头松一下,若有液体喷出,就可以肯定是膨胀故障,而不是电磁阀打不开所造成的负压。判定故障后,关闭相应阀门,拆下热力膨胀阀进行修理。将拆下的热力膨胀阀用压缩空气或嘴吹,若一点不通,说明是感温包内工质已泄漏;若不畅通,说明传动杆变短或弯曲。前者只有更换,后者可用木榔头校直传动杆达到要求后继续使用。

(2)热力膨胀阀关不小这一现象与上述现象相反

引起膨胀阀关不小的原因如下:

1)传动杆在检修时,延伸太长,使阀针关不小。

2)感温包离蒸发器的出口太远或未与吸气管道处绝热受外界高温干扰大。

3)调节弹簧的预紧力不足,阀针孔关不小。找出上面三个原因后,分别进行处理与调节。

(3)冰塞与油堵

施工、检修、充氟、加油过程中,不可能做到在制冷系统中绝对无水。当制冷系统内含有水分时,在低温下容易造成冰塞。

在低温装置中,所使用的冷冻油,其凝固点约为-60℃。如果蒸发温度低于-60℃,冷冻油就会变成糊状,油中的蜡便分离出来,阻塞膨胀阀过滤网或阀针孔。为了进一步证明阀针孔被堵,有的维修经验介绍使用酒精灯加热阀体,这种方法是不妥当的,也不安全。作为整体设备的空调器或低温箱,主要为电脑、检验、计量、试验室服务,这些房间在工作过程中与汽油接触较多,因此用酒精灯检查可能会发生意外事故,所以应该用热水加热阀体。如果是冰塞和油堵,加热2~3min后,就可以听到制冷剂液体的流动声,此时吸气压力也回升。

处理冰塞及油堵的办法是更换干燥剂,加强吸潮性能,同时在维护和检修中,应尽量避免空气进入制冷系统,以及选择凝固点低的冷冻油。

(4)膨胀阀过滤网堵塞

从氟利昂特性可知,氟利昂溶解能力较强,在有水的情况下,易产生氢氟酸而腐蚀管路。实际运行中也证明了这一点。因此,氟设备运行一段时间后,制冷系统内壁的杂末、杂质、粉状物跟制冷剂一道,在膨胀阀过滤网中积存,使网孔的通道面积缩小,最后造成工作时堵塞十分频繁,大大增加了维修工作量,而且还会造成制冷剂的浪费。在这种情况下应停止运行,抽出制冷剂,然后对制冷管道进行大修。

过滤网堵塞故障发生后,其现象与膨胀阀冰塞类似,不过用加热办法修理是毫无效果的。如果用木榔头轻击阀体的进口侧,就能听到制冷剂流动声,吸气压力也会上升一些,这说明是过滤网堵塞而不是冰塞。

除了上述膨胀阀故障外,有时还出现“咝咝”声。这种声音来源于制冷系统制冷太少,或是由于干燥过滤器堵塞,液体管道内制冷剂提前气化。这些气体经过膨胀阀时,由于速度加大出现上述声音。

5.电磁阀故障

电磁阀打不开与膨胀阀打不开的后果是一样的,主要原因如下:(www.daowen.com)

1)电压太低,使电磁阀不能工作。

2)电路接线接触不良或电线短路,可用万用表测定。

3)电磁阀安装位置不正或铁心吸不起来,有污物引起铁心卡住,断电时关闭不严密。

4)安装方向反了,失去电磁阀的作用,使阀关闭不严密。

5)进出口压力差超过了开阀能力,使铁心吸不上,或是选用电磁规格与设备不配套。总之,电磁阀的基本故障是铁心吸不起来,即通电时听不到冲击声,断电时听不到下落声。

6.制冷量不足,降温慢

制冷装置经过一段时间的运行后,制冷量不足,降温慢为常见故障之一。如果设备维护较差,保养不当,加之设备的自然磨损,那么更会出现制冷量不足的现象。当然,如果生产工艺变更,增加热负荷,那是另一回事,不属于制冷装置的问题。

制冷量不足,降温慢的原因有很多,主要有以下方面:

(1)冷损失大

所谓冷损失是指制冷装置消耗一定的电能所获取的冷量。消耗在不需要冷量的地方,这种消耗称为冷损失或冷耗。

由于设备、管路的保温厚度不够或保温结构防气层被破坏,保温材料受潮,都会引起保温材料热工性能的改变,使输送冷介质的设备、管路阀门产生有害温升,导致冷量损失,降低了降温效果。因此,在平时运行中,只要发现保温层外表有湿润或结露的部位,就说明保温材料厚度不够或已受潮,需要更换。由于更换保温材料工作麻烦,不可以保持防气层的完整性,因此在制冷工程中,一定要注意绝热层的施工质量。

引起冷耗的第二个原因是蒸发器水箱盖不严密、空气处理室或冷库门密封条已损坏、空调管道及房间门窗泄漏等。

(2)制冷压缩机效率

由于设备长期运行运动部件磨损,配合间隙增大或密封不严,使制冷压缩机实际排气量下降,致使制冷量下降或降温困难。

(3)制冷系统内有空气

由于空气的存在,引起高压升高,耗电量增加,相应地制冷量下降。如果发现有空气,应按放空步骤进行放空。

(4)蒸发器“抱冰”或者霜层过厚

由于操作调节不当,过分地降低了蒸发温度,使蒸发器外表“抱冰”或结霜过厚。处理办法是有冲霜设施的冲霜,无此设施的可停止设备运行溶霜、溶冰。

(5)蒸发温度过高或过低

对于低温箱设备,蒸发温度过高时,高温阶段降温较快,但在低温阶段由于蒸发器传热面内外温差小,降温速度变得缓慢。使蒸发温度过低所引起的制冷量下降。

(6)蒸发器中冷冻油太多

这也能引起制冷量不足而造成降温缓慢。氨立式蒸发器中存油,可直接通过其油包的冷热界线来判断,若油位过高应及时放出。

因为R12与冷冻油能互相溶解,氟蒸发器的油要想单独排放是困难的。所以氟管路在设计时,从供液方式及管道的坡向都有其特殊之处,尽可能让油回到制冷压缩机曲轴箱中来。但是制冷剂总是在制冷系统中循环的,难免在蒸发器中不存油,特别是氟沉浸式蒸发器中存油更为明显。然而,要判断氟蒸发器中的油多少是一件十分困难的事,只能从平时冷冻油的消耗量来估计或者根据蒸发器的结霜密实还是稀疏来加以判断。若无其他原因,蒸发器结霜不全,并呈浮霜状态,是油太多的缘故。

清除氟蒸发器内的油,只有在大修时进行,对于可拆卸的蒸发器,清洗比较方便。对于不可拆蒸发器,可在夏季库温较高时,停止冷库使用,用压缩空气或氮气从进口处吹,于最低点排污,然后抽真空恢复冷库工作。

7.制冷剂泄漏

制冷系统漏氨、漏氟是最常见的故障。制冷剂的泄漏,不但造成财产损失,而且严重影响制冷系统的降温效果,同时对操作人员身体健康也不利。因此,平时要加强设备维护,提高“三级保养”水平,发现泄漏及时处理,尽可能做到少漏或不漏。

由于制冷系统密封面多,接头多,而氟又无色、无味、无刺激性,渗透力较强,氟泄漏时不易发现。所以如何解决氟利昂的泄漏已成为使用维修人员共同关心的问题,泄漏多发生在下列3处:

(1)轴封渗漏是常见的泄漏点

制冷压缩机在使用过程中,各摩擦零件都会有自然磨损。轴封活动环与固定环由于自然磨损,其端面可能因其他原因而形成不平。当缝隙较小时,在冷冻油的作用下,运行时轴封也许不漏。但停止运行后,曲轴箱的压力因窜气而增大,当制冷剂压力达到突破缝隙中油的表面张力时,制冷剂就会跑出来形成泄漏。这种现象说明在检查轴封时,要仔细检查以确保轴封不漏为止。

(2)阀门的阀杆填料(盘根)处是制冷系统中最易的漏氨、漏氟位置

因操作检修需要常开、常闭的阀门,填料变松或干燥冷缩或因阀杆锈蚀,都可以造成密封的破坏,制冷剂就可以沿阀杆漏出。因此平常维修时,阀杆上应涂凡士林保护。

在解决阀门填料泄漏方面,填料的选择是十分关键的。对于阀门填料应选择密封性好,耐酸、耐碱性能强,温度适应范围大,且具有耐磨性能的填料。当前国内生产的聚四氟乙烯生料带具有比较理想的密封性能,特别在低温情况下,比一般填料密封性能更好。

在填塞填料时,切勿一次压得过紧,以免第二次泄漏时不便处理,对氟阀,压紧填料后还必须拧紧阀帽,以防止氟利昂漏出。

(3)其他地方如接头、法兰盘、丝扣等处泄漏虽然不普遍但也要勤检查

对于低温装置的单向阀、电磁阀、过滤器等,往往在某些部位采用锡焊,锡焊在低温下发脆,这些地方也属于检查之列。

8.油分离器故障

1)氨油分离器在正常运行时上部热,下部凉。如果油分离器上下都发热,供液管也发热,这就不正常了。主要原因是冷凝器出口与氨油分离之间的液位差所形成重力,不能克服氨油分离器到冷凝器出口的阻力,造成氨液进不来,而氨过热气体沿供液管直接进入冷凝器出液管,结果使氨油分离器效率低,同时也影响冷凝器的正常回液。处理方法是在制冷系统大修时,将氨油分离器标高下降或减少管路阻力。

2)氟油分离器故障主要是自动回油阀打不开、关闭不严密、滤网堵塞。自动回油阀打不开时,将看不见曲轴箱中润滑油飞溅,回油管长期不热,分离器中有油回不去。用木榔头轻击回油阀也不见效果时,就应拆卸检修,检查浮球是否破裂和阀孔堵塞情况。如果一时不能拆卸,可用手动回油阀定期回油,代替自动回油阀工作。与此相反的现象是回油管长期发热,或者发凉结霜。当自动回油阀浮球机构卡住、阀针腐蚀、阀针孔有脏物杂质卡住阀针时,回油管是会长期发热的。如果阀针孔关闭不严,只有微小的孔通过,则阀针孔就起了节流作用,使回油管发凉或结霜。

氟油分离器滤网的堵塞一般少见,但若出现这种情况,其后果是严重的。这时高压上升很快达到报警压力,继电器动作而停止压缩机运行,氟油分离器进出管上出现了明显的温差。发生这种现象在于缺乏日常维护。制冷压缩机吸气过滤网长期不清洗,甚至过滤网穿孔,一些纤维物质经气缸而进入油分离器。另外在检修气缸时可能将擦拭气缸的布料放在排气口,而装气缸盖时又疏忽大意,于是脏物在高压下,被推至油分离器滤网处将其堵塞。

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