空氣源熱泵機(jī)組因其自帶冷熱源，安裝方便等特點(diǎn)，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(dòng)較大，機(jī)組在非標(biāo)準(zhǔn)工況下運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，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(wèn)題。本文就空氣源熱泵機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的一些壓縮機(jī)故障問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)分析，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。
故障現(xiàn)象
空氣源熱泵機(jī)組采用的壓縮機(jī)型式種類(lèi)較多，以全封閉活塞式壓縮機(jī)為常見(jiàn)，而全封閉活塞壓縮機(jī)的故障問(wèn)題，大都發(fā)生在冬季進(jìn)行制熱運(yùn)行時(shí)。通過(guò)對(duì)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(lèi)：
(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(lèi)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(duì)地絕緣為0，壓縮機(jī)的軸承、曲軸、連桿完好。
原因分析
下面就以上三類(lèi)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(yùn)行時(shí)，水系統(tǒng)發(fā)生斷流現(xiàn)象，由于有些用戶私自將流量開(kāi)關(guān)短接，機(jī)組不能進(jìn)行保護(hù)動(dòng)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冬季，用戶不使用機(jī)組時(shí)，沒(méi)有按照規(guī)范操作，將水側(cè)換熱器內(nèi)部的冷凍水放掉或者沒(méi)有進(jìn)行相應(yīng)的防凍措施，水側(cè)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，等機(jī)組再次開(kāi)機(jī)時(shí)，水進(jìn)人壓縮機(jī)造成塤壞。
(2)壓縮機(jī)堵轉(zhuǎn)
從此類(lèi)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(shí)潤(rùn)滑不良引起的，而導(dǎo)致潤(rùn)滑不良的主要原因是潤(rùn)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(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)，由于壓縮機(jī)的熱容量比冷凝器、蒸發(fā)器、儲(chǔ)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(rùn)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(rùn)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(shí)間的長(zhǎng)短而各異，在飽和時(shí)，大致為充入潤(rùn)滑油量的30-100%。稀釋的油會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑不良，造成抱軸。
再者，如果機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間停抓，則潤(rùn)滑油將視壓縮機(jī)封閉殼的溫度、制冷劑和潤(rùn)滑油種類(lèi)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(rùn)滑油的混合液少)，上部為潤(rùn)滑油(潤(rùn)滑油多，潤(rùn)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(dòng)，則供往軸承和其他運(yùn)動(dòng)部件的油是幾乎只有制冷劑液的“潤(rùn)滑劑”，因此，在啟動(dòng)后的短時(shí)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(dòng)前沒(méi)有進(jìn)行預(yù)熱或者預(yù)熱時(shí)間不夠、曲軸箱電加熱器功率不夠時(shí)，將無(wú)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(yùn)行時(shí)，特別是在濕度較大的環(huán)境下運(yùn)行時(shí)，翅片容易接霜，如果除霜方式不是太完善，不能及時(shí)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(duì)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(duì)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(huì)直接導(dǎo)致閥片打壞，也不會(huì)直接造成電機(jī)燒毀。
同時(shí)，因?yàn)槿忾]壓縮機(jī)的潤(rùn)滑大都采用離心飛濺式，沒(méi)有壓力差的控制，所以壓縮機(jī)在缺油潤(rùn)滑的情況下也能運(yùn)行。此時(shí)，壓縮機(jī)電流不斷上升，直至空氣開(kāi)關(guān)(過(guò)電流保護(hù)器)跳掉，此過(guò)程系壓縮機(jī)過(guò)載運(yùn)行，電流較大，電機(jī)線圈的溫升也很快，直至內(nèi)埋PTC動(dòng)作。因?yàn)閴嚎s機(jī)的PTC溫升速率在滿負(fù)荷或過(guò)載的條件下是十分靈敏的，而且空氣開(kāi)關(guān)都在PTC之前動(dòng)作，所以，缺油直接造成電機(jī)燒毀也缺乏依據(jù)。
壓縮機(jī)純粹電機(jī)燒毀之因有兩個(gè)：
①電機(jī)溫升過(guò)高。
因?yàn)槿忾]壓縮機(jī)的電機(jī)是通過(guò)回氣來(lái)冷卻的，冬季熱泵機(jī)制熱時(shí)，工況比較惡劣，特別是環(huán)境溫度很低時(shí)，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(shí)和不徹底，均會(huì)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(huì)形成高溫，而PTC對(duì)低負(fù)荷時(shí)的小電流反應(yīng)不敏感，所以壓縮機(jī)經(jīng)數(shù)次啟動(dòng)后，在未達(dá)到較高溫度時(shí)就會(huì)因過(guò)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。
改進(jìn)措施
針對(duì)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(shí)，水泵或電加熱應(yīng)投人運(yùn)行，以防水系統(tǒng)產(chǎn)生凍結(jié))，同時(shí)，水系統(tǒng)上應(yīng)設(shè)有排水裝置，當(dāng)機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)，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(yùn)行，流量開(kāi)關(guān)及各種保護(hù)開(kāi)關(guān)不能私自進(jìn)行短接；機(jī)組在運(yùn)行時(shí)，要經(jīng)常進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)機(jī)組進(jìn)出水溫差過(guò)大時(shí)，要及時(shí)對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)檢查：水泵是否正常，水流量情況及清洗水過(guò)濾器。
(3)在電控程序中增加開(kāi)機(jī)前保證壓縮曲軸箱加熱器加熱時(shí)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(shí)除霜和除霜徹底，提高電控的可靠性，防止誤動(dòng)作或不動(dòng)作。
(5)完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)，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(lái)防止機(jī)組的回液?jiǎn)栴}。
(6)改進(jìn)工藝，加強(qiáng)管理和增強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)，確保制冷系統(tǒng)內(nèi)部干凈清潔，無(wú)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(wèn)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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