1 、前言
空氣源熱泵機(jī)組因其自帶冷熱源，安裝方便等特點，近幾年受到廣泛應(yīng)用;但由于受空調(diào)負(fù)荷及外界環(huán)境的影響，工作范圍波動較大，機(jī)組在非標(biāo)準(zhǔn)工況下運行時間較長，在一些較惡劣的工況下，機(jī)組出現(xiàn)了一些壓縮機(jī)的故障問題。本文就空氣源熱泵機(jī)組在實際運行中出現(xiàn)的一些壓縮機(jī)故障問題進(jìn)行了詳細(xì)分析，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。
2、 故障現(xiàn)象
空氣源熱泵機(jī)組采用的壓縮機(jī)型式種類較多，以全封閉活塞式壓縮機(jī)為常見，而全封閉活塞壓縮機(jī)的故障問題，大都發(fā)生在冬季進(jìn)行制熱運行時。通過對一些故障壓縮機(jī)解剖的故障情況觀察，壓縮機(jī)的故障大致分為三類:
(1)壓縮機(jī)吸排氣閥片破裂
現(xiàn)象:壓縮機(jī)油位正常，壓縮機(jī)的軸承、曲軸、連桿完好，吸排氣閥片破裂。
(2)壓縮機(jī)堵轉(zhuǎn)(此類故障較多)
現(xiàn)象:壓縮機(jī)冷凍油為黑色、上下軸承套脫落或磨損、連桿斷裂、曲軸與軸承的摩擦面及曲軸與連桿的摩擦面有拉毛痕跡、電機(jī)轉(zhuǎn)子上有磨損痕跡，吸排氣閥片完好。
(3)壓縮機(jī)電機(jī)燒毀
現(xiàn)象:壓縮機(jī)對地絕緣為0，壓縮機(jī)的軸承、曲軸、連桿完好。
3 、原因分析
下面就以上三類故障進(jìn)行詳細(xì)分析:
(1)壓縮機(jī)吸排氣閥破裂
從故障現(xiàn)象可以看出，造成壓縮機(jī)吸排氣閥破裂的主要原因是機(jī)組水側(cè)系統(tǒng)破裂，水進(jìn)人壓縮機(jī)，形成液擊而導(dǎo)致閥片打壞。
水側(cè)系統(tǒng)破裂主要有兩種情況:
①機(jī)組在制冷運行時，水系統(tǒng)發(fā)生斷流現(xiàn)象，由于有些用戶私自將流量開關(guān)短接，機(jī)組不能進(jìn)行保護(hù)動作，水側(cè)熱交換器(特別是滿液式熱交換器)內(nèi)部水結(jié)冰而導(dǎo)致?lián)Q熱銅管凍裂，以致水氟互混，水進(jìn)入壓縮機(jī)形成液擊造成損壞。
(2)壓縮機(jī)堵轉(zhuǎn)
從此類故障壓縮機(jī)的解剖現(xiàn)象看，壓縮機(jī)內(nèi)部并不缺油，抱軸堵轉(zhuǎn)是由于瞬時潤滑不良引起的，而導(dǎo)致潤滑不良的主要原因是潤滑油油質(zhì)發(fā)生了變化:油被稀釋或油位被制冷劑液體抬高。
出現(xiàn)機(jī)組回液的原因有:
①在制冷循環(huán)中的制冷劑，通常積存在溫度最低的部分，進(jìn)行冷凝。當(dāng)機(jī)組長時間停機(jī)時，由于壓縮機(jī)的熱容量比冷凝器、蒸發(fā)器、儲液器的熱容量大，壓縮機(jī)成為制冷循環(huán)中溫度最低的部分，使制冷劑進(jìn)入。由于潤滑油能將制冷劑很好的溶解，所以積聚在壓縮機(jī)內(nèi)的制冷劑就溶解在潤滑油中，這種現(xiàn)象稱為“溶人”現(xiàn)象。制冷劑的“溶入”量視制冷劑充入量、制冷循環(huán)的結(jié)構(gòu)和停機(jī)時間的長短而各異，在飽和時，大致為充入潤滑油量的30-100%。稀釋的油會導(dǎo)致潤滑不良，造成抱軸。
再者，如果機(jī)組長時間停抓，則潤滑油將視壓縮機(jī)封閉殼的溫度、制冷劑和潤滑油種類的不同，發(fā)生液相分離，分成下部為制冷劑液體(制冷劑多，制冷劑和潤滑油的混合液少)，上部為潤滑油(潤滑油多，潤滑油和制冷劑的混合液少)這種情況。若在這樣的狀態(tài)下使壓縮機(jī)啟動，則供往軸承和其他運動部件的油是幾乎只有制冷劑液的“潤滑劑”，因此，在啟動后的短時間內(nèi)，軸承部分、連桿等部位將產(chǎn)生卡死和磨損。
壓縮機(jī)在啟動前沒有進(jìn)行預(yù)熱或者預(yù)熱時間不夠、曲軸箱電加熱器功率不夠時，將無法避免以上情況的發(fā)生，從而造成壓縮機(jī)損壞。
②機(jī)組在制熱運行時，特別是在濕度較大的環(huán)境下運行時，翅片容易接霜，如果除霜方式不是太完善，不能及時除霜或者除霜不徹底，都將導(dǎo)致低壓偏低，壓縮機(jī)大量回液，引起壓縮機(jī)故障。
(3)電機(jī)燒毀
如上所述，回液是造成抱軸的主要因素，因抱軸而引起軸承偏心，造成電機(jī)定子磨損，導(dǎo)致電機(jī)短路燒毀的現(xiàn)象是存在的。但對于純粹的電機(jī)燒毀，回液是否有影響?筆者認(rèn)為，全封閉活塞壓縮機(jī)的筒狀結(jié)構(gòu)，決定了它對液擊并不敏感，即使有部分液體制冷劑進(jìn)人壓縮機(jī)，一般不會直接導(dǎo)致閥片打壞，也不會直接造成電機(jī)燒毀。
同時，因為全封閉壓縮機(jī)的潤滑大都采用離心飛濺式，沒有壓力差的控制，所以壓縮機(jī)在缺油潤滑的情況下也能運行。此時，壓縮機(jī)電流不斷上升，直至空氣開關(guān)(過電流保護(hù)器)跳掉，此過程系壓縮機(jī)過載運行，電流較大，電機(jī)線圈的溫升也很快，直至內(nèi)埋PTC動作。因為壓縮機(jī)的PTC溫升速率在滿負(fù)荷或過載的條件下是十分靈敏的，而且空氣開關(guān)都在PTC之前動作，所以，缺油直接造成電機(jī)燒毀也缺乏依據(jù)。
筆者認(rèn)為，壓縮機(jī)純粹電機(jī)燒毀之因有兩個:
①電機(jī)溫升過高。
因為全封閉壓縮機(jī)的電機(jī)是通過回氣來冷卻的，冬季熱泵機(jī)制熱時，工況比較惡劣，特別是環(huán)境溫度很低時，換熱量很小，制冷劑循環(huán)量也小，回氣壓力低，再加上電控上除霜不及時和不徹底，均會導(dǎo)致電機(jī)冷卻不夠，線圈發(fā)熱。這樣持續(xù)的發(fā)熱會形成高溫，而PTC對低負(fù)荷時的小電流反應(yīng)不敏感，所以壓縮機(jī)經(jīng)數(shù)次啟動后，在未達(dá)到較高溫度時就會因過熱造成絕緣破壞，電機(jī)短路燒毀。
②制冷系統(tǒng)內(nèi)部不清潔，含有雜質(zhì)，雜質(zhì)腐蝕和磨損電機(jī)線圈，造成短路燒毀。
4、改進(jìn)措施
針對以上分析的原因，做出相應(yīng)的改進(jìn)措施:
(1)控制上應(yīng)有防凍控制功能(即在停機(jī)狀態(tài)，當(dāng)環(huán)境溫度低于一定值時，水泵或電加熱應(yīng)投人運行，以防水系統(tǒng)產(chǎn)生凍結(jié))，同時，水系統(tǒng)上應(yīng)設(shè)有排水裝置，當(dāng)機(jī)組長時間不用時，應(yīng)排空水交換器內(nèi)的水，防止凍壞。
(2)為了保障機(jī)組的正常運行，流量開關(guān)及各種保護(hù)開關(guān)不能私自進(jìn)行短接;機(jī)組在運行時，要經(jīng)常進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)機(jī)組進(jìn)出水溫差過大時，要及時對水系統(tǒng)進(jìn)檢查:水泵是否正常，水流量情況及清洗水過濾器。
(3)在電控程序中增加開機(jī)前 保證壓縮曲軸箱加熱器加熱時間的條件，確保壓縮機(jī)能充分預(yù)熱，防止損壞。
(4)改進(jìn)除霜方式，確保及時除霜和除霜徹底，提高電控的可靠性，防止誤動作或不動作。
(5)完善系統(tǒng)設(shè)計，特別是在低溫制熱工況下，應(yīng)合理進(jìn)行膨脹閥及氣液分離器的匹配，或采取增加高低壓旁通等措施，來防止機(jī)組的回液問題。
(6)改進(jìn)工藝，加強(qiáng)管理和增強(qiáng)質(zhì)量意識，確保制冷系統(tǒng)內(nèi)部干凈清潔，無水分，制造加工質(zhì)量是影響機(jī)組質(zhì)量的重要因素，很多問題必須防患于未然，避免造成重大故障。
(7)加強(qiáng)用戶的使用、操作及維護(hù)保養(yǎng)培訓(xùn)。 |
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