空氣源熱泵機組因其自帶冷熱源，安裝方便等特點，近幾年受到廣泛應用；但由于受空調負荷及外界環境的影響，工作范圍波動較大，機組在非標準工況下運行時間較長，在一些較惡劣的工況下，機組出現了一些壓縮機的故障問題。本文就空氣源熱泵機組在實際運行中出現的一些壓縮機故障問題進行了詳細分析，并提出了相應的改進措施。
故障現象
空氣源熱泵機組采用的壓縮機型式種類較多，以全封閉活塞式壓縮機為常見，而全封閉活塞壓縮機的故障問題，大都發生在冬季進行制熱運行時。通過對一些故障壓縮機解剖的故障情況觀察，壓縮機的故障大致分為三類：
(1)壓縮機吸排氣閥片破裂
現象：壓縮機油位正常，壓縮機的軸承、曲軸、連桿完好，吸排氣閥片破裂。
(2)壓縮機堵轉(此類故障較多)
現象：壓縮機冷凍油為黑色、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、電機轉子上有磨損痕跡，吸排氣閥片完好。
(3)壓縮機電機燒毀
現象：壓縮機對地絕緣為0，壓縮機的軸承、曲軸、連桿完好。
原因分析
下面就以上三類故障進行詳細分析：
(1)壓縮機吸排氣閥破裂
從故障現象可以看出，造成壓縮機吸排氣閥破裂的主要原因是機組水側系統破裂，水進人壓縮機，形成液擊而導致閥片打壞。
水側系統破裂主要有兩種情況：
①機組在制冷運行時，水系統發生斷流現象，由于有些用戶私自將流量開關短接，機組不能進行保護動作，水側熱交換器(特別是滿液式熱交換器)內部水結冰而導致換熱銅管凍裂，以致水氟互混，水進入壓縮機形成液擊造成損壞。
②冬季，用戶不使用機組時，沒有按照規范操作，將水側換熱器內部的冷凍水放掉或者沒有進行相應的防凍措施，水側熱交換器內部水結冰而導致換熱銅管凍裂，以致水氟互混，等機組再次開機時，水進人壓縮機造成塤壞。
(2)壓縮機堵轉
從此類故障壓縮機的解剖現象看，壓縮機內部并不缺油，抱軸堵轉是由于瞬時潤滑不良引起的，而導致潤滑不良的主要原因是潤滑油油質發生了變化：油被稀釋或油位被制冷劑液體抬高。
出現機組回液的原因有：
①在制冷循環中的制冷劑，通常積存在溫度最低的部分，進行冷凝。當機組長時間停機時，由于壓縮機的熱容量比冷凝器、蒸發器、儲液器的熱容量大，壓縮機成為制冷循環中溫度最低的部分，使制冷劑進入。由于潤滑油能將制冷劑很好的溶解，所以積聚在壓縮機內的制冷劑就溶解在潤滑油中，這種現象稱為“溶人”現象。制冷劑的“溶入”量視制冷劑充入量、制冷循環的結構和停機時間的長短而各異，在飽和時，大致為充入潤滑油量的30-100%。稀釋的油會導致潤滑不良，造成抱軸。
再者，如果機組長時間停抓，則潤滑油將視壓縮機封閉殼的溫度、制冷劑和潤滑油種類的不同，發生液相分離，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。若在這樣的狀態下使壓縮機啟動，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，軸承部分、連桿等部位將產生卡死和磨損。
壓縮機在啟動前沒有進行預熱或者預熱時間不夠、曲軸箱電加熱器功率不夠時，將無法避免以上情況的發生，從而造成壓縮機損壞。
②機組在制熱運行時，特別是在濕度較大的環境下運行時，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，都將導致低壓偏低，壓縮機大量回液，引起壓縮機故障。
(3) 電機燒毀
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，造成電機定子磨損，導致電機短路燒毀的現象是存在的。但對于純粹的電機燒毀，回液是否有影響?筆者認為，全封閉活塞壓縮機的筒狀結構，決定了它對液擊并不敏感，即使有部分液體制冷劑進人壓縮機，一般不會直接導致閥片打壞，也不會直接造成電機燒毀。
同時，因為全封閉壓縮機的潤滑大都采用離心飛濺式，沒有壓力差的控制，所以壓縮機在缺油潤滑的情況下也能運行。此時，壓縮機電流不斷上升，直至空氣開關(過電流保護器)跳掉，此過程系壓縮機過載運行，電流較大，電機線圈的溫升也很快，直至內埋PTC動作。因為壓縮機的PTC溫升速率在滿負荷或過載的條件下是十分靈敏的，而且空氣開關都在PTC之前動作，所以，缺油直接造成電機燒毀也缺乏依據。
壓縮機純粹電機燒毀之因有兩個：
①電機溫升過高。
因為全封閉壓縮機的電機是通過回氣來冷卻的，冬季熱泵機制熱時，工況比較惡劣，特別是環境溫度很低時，換熱量很小，制冷劑循環量也小，回氣壓力低，再加上電控上除霜不及時和不徹底，均會導致電機冷卻不夠，線圈發熱。這樣持續的發熱會形成高溫，而PTC對低負荷時的小電流反應不敏感，所以壓縮機經數次啟動后，在未達到較高溫度時就會因過熱造成絕緣破壞，電機短路燒毀。
②制冷系統內部不清潔，含有雜質，雜質腐蝕和磨損電機線圈，造成短路燒毀。
改進措施
針對以上分析的原因，做出相應的改進措施：
(1)控制上應有防凍控制功能(即在停機狀態，當環境溫度低于一定值時，水泵或電加熱應投人運行，以防水系統產生凍結)，同時，水系統上應設有排水裝置，當機組長時間不用時，應排空水交換器內的水，防止凍壞。
(2)為了保障機組的正常運行，流量開關及各種保護開關不能私自進行短接；機組在運行時，要經常進行觀察，發現機組進出水溫差過大時，要及時對水系統進檢查：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前保證壓縮曲軸箱加熱器加熱時間的條件，確保壓縮機能充分預熱，防止損壞。
(4)改進除霜方式，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)完善系統設計，特別是在低溫制熱工況下，應合理進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，來防止機組的回液問題。
(6)改進工藝，加強管理和增強質量意識，確保制冷系統內部干凈清潔，無水分，制造加工質量是影響機組質量的重要因素，很多問題必須防患于未然，避免造成重大故障。
(7)加強用戶的使用、操作及維護保養培訓。 |
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