轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)空調(diào)應(yīng)用及故障判斷實(shí)例
轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu):
1.為何壓縮機(jī)開(kāi)啟時(shí)間限制
壓縮機(jī)為什么至少要連續(xù)運(yùn)行5分鐘,關(guān)機(jī)后至少停3分鐘才可以再起動(dòng)?
壓縮機(jī)長(zhǎng)期不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),冷媒和冷凍機(jī)油會(huì)在壓縮機(jī)底部分層,當(dāng)壓縮機(jī)啟動(dòng)后,冷媒而不是冷凍機(jī)油被吸入泵體內(nèi),各部品之間無(wú)法充分潤(rùn)滑。而壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后,溫度升高,冷媒和冷凍機(jī)油充分相溶,油能順利進(jìn)入泵體內(nèi)形成油膜保護(hù)。
壓縮機(jī)通電起動(dòng)后,機(jī)油可能會(huì)被大量排出進(jìn)入系統(tǒng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后,進(jìn)入系統(tǒng)的機(jī)油再回到壓縮機(jī),建立起油平衡。如果壓縮機(jī)起動(dòng)后很快就停機(jī),大量冷凍機(jī)油就會(huì)滯留在系統(tǒng)內(nèi),頻繁如此,機(jī)油被不斷排出而不能及時(shí)回到壓縮機(jī),就有可能導(dǎo)致壓縮機(jī)嚴(yán)重缺油。
關(guān)機(jī)后至少停3分鐘才能再次啟動(dòng)是為了消除壓縮機(jī)進(jìn)/排氣的壓差。因?yàn)樵趬翰钶^大的情況下,會(huì)使電機(jī)的啟動(dòng)力矩增大,引起電流上升到一定程度時(shí),保護(hù)器動(dòng)作,壓縮機(jī)無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行。
2.R410A/R22潤(rùn)滑油可否混用
1)基油不同
潤(rùn)滑油從潤(rùn)滑特性、熱-化學(xué)安定性、加水分解的安定性、酸化安定性電器特性、冷媒溶解性、吸濕性、與材料的相容性等方面評(píng)價(jià),POE油(R410a)和礦物油(R22)兩者基油有差異,特別是吸濕性差異明顯,如果POE油用于R22冷媒且系統(tǒng)不按R410a的系統(tǒng)要求添加干燥器,會(huì)造成毛細(xì)管堵塞以及電機(jī)絕緣性能不良。
2)添加劑側(cè)重不同
根據(jù)冷媒的不同,潤(rùn)滑油中添加劑的側(cè)重及量值也有差異。一般地,R22的礦物油側(cè)重于添加防氧化劑和消泡劑,而POE油著重添加防氧化劑和酸捕捉劑。當(dāng)兩者混用時(shí),會(huì)降低壓縮機(jī)的使用壽命。
注:在壓縮機(jī)制作過(guò)程中,有的工藝要求加入一定量的潤(rùn)滑油(如泵體裝配),一般加入的是礦物油(不能是吸水性強(qiáng)的POE/PVE等),因此設(shè)計(jì)時(shí)要混油試驗(yàn)。
3.空調(diào)器充氟位置確認(rèn)
看上圖,制冷劑一般可在三處添加:冷凝器、壓縮機(jī)的儲(chǔ)液器側(cè)以及蒸發(fā)器(節(jié)流裝置由于受到自身結(jié)構(gòu)的限制不能充液)。
儲(chǔ)液器處加液,系統(tǒng)起動(dòng)時(shí),液體冷媒會(huì)連續(xù)沖擊汽缸,使壓縮機(jī)產(chǎn)生液擊,對(duì)壓縮機(jī)的損壞是極其致命的,同時(shí)液體制冷劑直接進(jìn)入壓縮機(jī)后,可能會(huì)黏附在接線端子上,引起瞬間絕緣、耐壓不良;同理,在蒸發(fā)器側(cè)加液也會(huì)發(fā)生這種情況。
而對(duì)于冷凝器來(lái)說(shuō),由于它本身的體積比較大,能存放足夠量的制冷劑,同時(shí)起動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生不良后果,充注速度快且安全;所以一般都采用在冷凝器處充液的方法。
4.最大允許充注量
壓縮機(jī)在使用時(shí)制冷劑封入量,要控制在容許范圍以內(nèi),如果制冷劑封入量過(guò)多,可能產(chǎn)生以下不良:
5.冷凝溫度比壓縮機(jī)底部低6
在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)ΔT要在6以上;斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)ΔT要在0以上,控制ΔT的意義:
與冷凝溫度(相當(dāng)于殼體內(nèi)壓的飽和溫度)相比,壓縮機(jī)底部溫度較低時(shí),冷媒會(huì)在壓縮機(jī)內(nèi)不斷凝聚,這時(shí)油被冷媒稀釋,造成油膜強(qiáng)度不夠?qū)е禄瑒?dòng)部件的嚴(yán)重磨損。規(guī)定ΔT就是要保證冷媒不要在壓縮機(jī)內(nèi)凝聚,防止上述的不良發(fā)生。
ΔT偏低的常見(jiàn)原因:
冷媒封入量過(guò)多;毛細(xì)管不合適;對(duì)壓縮機(jī)的過(guò)度冷卻;
頻繁的、短時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
6.電機(jī)繞組溫度
使用條件在最大負(fù)荷時(shí),要在127以下。
測(cè)定方法:在壓縮機(jī)停止后3秒鐘以內(nèi),用惠斯登電橋或數(shù)字歐姆表測(cè)定主繞組電阻,再根據(jù)下面公式計(jì)算:繞組溫度t=[R2(T1+234.5)/R1]-234.5
R2:測(cè)定電阻;R1:冷態(tài)時(shí)的繞組電阻;T1:冷態(tài)電機(jī)溫度。
如果繞組溫度超過(guò)使用條件,可能產(chǎn)生的不良:
繞組漆包線的老化速度加快(電機(jī)燒毀);
絕緣材料綁線、絕緣紙老化速度加快(溫度每升高10絕緣壽命減半 );
由于過(guò)熱造成油的劣化(潤(rùn)滑性能下降);
7.內(nèi)置式過(guò)載保護(hù)器-UP3
UP3觸點(diǎn)在正常工作時(shí)是常閉的,當(dāng)UP3感知的壓縮機(jī)內(nèi)部溫度上升時(shí),“雙金屬片”動(dòng)作,帶動(dòng)觸點(diǎn)一極將常閉觸點(diǎn)跳開(kāi),切斷電流回路,對(duì)壓縮機(jī)形成保護(hù)。由于UP3連接在壓機(jī)密封接線柱的C端,可以同時(shí)將主、副兩個(gè)線圈進(jìn)行保護(hù)。
雙金屬片是溫度觸發(fā)進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作的。觸發(fā)溫度源來(lái)自兩部分:一是電流通過(guò)時(shí)的電加熱熱量,二是UP3的金屬外殼感知的溫度。
8.變頻用熱動(dòng)開(kāi)關(guān)、熱敏電阻
熱動(dòng)開(kāi)關(guān)和熱敏電阻均與壓縮機(jī)接線無(wú)關(guān),不直接串聯(lián)在壓縮機(jī)電路中。
熱動(dòng)開(kāi)關(guān)是通過(guò)感受壓縮機(jī)殼蓋溫度,控制壓縮機(jī)控制電路的通斷。
熱敏電阻是負(fù)溫度特性元件有反饋信號(hào)輸出到微處理器。在微處理器內(nèi)預(yù)先輸入一組溫度、阻值數(shù)表。每測(cè)得一個(gè)阻值,就能在微電腦中反映出相應(yīng)的溫度。最終達(dá)到溫度控制的作用。
9.充氟后先運(yùn)轉(zhuǎn)再檢查電氣性能
液態(tài)制冷劑封入后,充入的液態(tài)制冷劑可能會(huì)凝結(jié)在接線端子上,液態(tài)制冷劑的絕緣阻抗遠(yuǎn)小于氣態(tài)制冷劑,會(huì)出現(xiàn)瞬間整機(jī)絕緣等級(jí)下降的現(xiàn)象。經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)后,液態(tài)制冷劑蒸發(fā),絕緣會(huì)恢復(fù)正常。
10.為何系統(tǒng)要規(guī)定真空度
真空度直接影響到系統(tǒng)內(nèi)的含水量,真空度越低,系統(tǒng)中殘留的水蒸氣越少。
1)制熱時(shí)毛細(xì)管、膨脹閥的冰堵;
2)水分導(dǎo)致的酸性環(huán)境會(huì)加劇油的劣化和電機(jī)燒毀;會(huì)侵蝕零部件,對(duì)壓縮機(jī)產(chǎn)生致命影響。
3)會(huì)產(chǎn)生“鍍銅”現(xiàn)象,影響部品的配合間隙和密封效果;嚴(yán)重的電鍍銅現(xiàn)象會(huì)直接導(dǎo)致配合部品的堵轉(zhuǎn)。
4)制冷劑會(huì)分解;
5)空氣為不凝結(jié)氣體,導(dǎo)致系統(tǒng)壓力高,工況不穩(wěn)定。
系統(tǒng)進(jìn)水:空調(diào)系統(tǒng)中有水份,壓縮機(jī)機(jī)械部分會(huì)發(fā)生“鍍銅”現(xiàn)象,在理論會(huì)產(chǎn)生如下化學(xué)反應(yīng):
1)氟利昂(CHCLF2)制冷劑同水不直接發(fā)生反應(yīng),但與金屬接觸時(shí),同水緩慢地起反應(yīng),引起加水分解,生成酸(HCL)。
2)在高溫作用下,HCL會(huì)與制冷系統(tǒng)中的金屬(如銅管中的銅)起反應(yīng),生成CuCL2。而CuCL2再與壓縮機(jī)機(jī)械部分中的Fe發(fā)生置換反應(yīng),導(dǎo)致Cu被置換出來(lái),并附著在壓縮機(jī)機(jī)械零部件上。另外,溫度每升高10,反應(yīng)速度提高2倍。
2HCL+Cu+(O)CuCL2+H2O
Fe+CuC2 H2O FeCl2+Cu
真空度不合格的原因有:
沒(méi)有從高、低壓兩側(cè)抽真空;
抽吸時(shí)間不夠;系統(tǒng)的泄漏;
真空度超出規(guī)定,還可能產(chǎn)生的不良:
制熱時(shí)毛細(xì)管、膨脹閥的冰堵;
生成的酸性物質(zhì)會(huì)侵蝕電機(jī)及葉片彈簧等;
冷凍機(jī)油的氧化加??;制冷劑會(huì)分解;
空氣為不凝結(jié)氣體,導(dǎo)致系統(tǒng)壓力高,工況不穩(wěn)定;
排氣溫度升高。
11.系統(tǒng)真空狀態(tài)時(shí)注意事項(xiàng)
在真空狀態(tài)下,壓縮機(jī)嚴(yán)禁運(yùn)轉(zhuǎn)或施加電脈沖。
因?yàn)樵谡婵諣顟B(tài)下,電子容易被游離出來(lái),因此產(chǎn)生放電。而帶電體間存在介質(zhì)(如制冷劑、空氣),電子就不容易游離。
12.如何判斷油面、油量是否合適
主要有兩類確認(rèn):
1)視鏡觀察,觀察各工況(含特殊工況)下,壓縮機(jī)內(nèi)機(jī)油是否向系統(tǒng)異常的轉(zhuǎn)移,是否有特殊時(shí)間點(diǎn)的油面降低。
2)試驗(yàn)時(shí)截取油+冷媒的混合物,測(cè)試油稀釋率不超出允許值。
通過(guò)以上的措施,我們基本可以判定一個(gè)系統(tǒng)的回油、冷媒充注量對(duì)壓縮機(jī)可靠性是否合適。壓縮機(jī)與空調(diào)系統(tǒng)具有匹配性,簡(jiǎn)單的試驗(yàn)并不能完全將長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)中可能發(fā)生的問(wèn)題全部進(jìn)行考核。
13.接線方法確認(rèn)
壓縮機(jī)由于在誤接線的情況下,熱保護(hù)器未必能夠起到保護(hù)作用,而導(dǎo)致壓縮機(jī)燒毀。
建議采用雙工位接線確認(rèn)。這樣可將人為的失誤盡可能降低。
壓縮機(jī)只有一種正確的接線方式:C-M-S,而其他五種接線方式是錯(cuò)誤的。
若操作不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)損壞,從而造成不必要的損失。
一般,接線錯(cuò)誤會(huì)造成副線圈燒毀。
建議充氟后先運(yùn)轉(zhuǎn)再檢查電氣性能。
液態(tài)制冷劑封入后,會(huì)出現(xiàn)瞬間絕緣等級(jí)下降的現(xiàn)象,原因是充入的液態(tài)制冷劑可能會(huì)凝結(jié)在接線端子上,且由于液態(tài)制冷劑的絕緣阻抗遠(yuǎn)小于氣態(tài)制冷劑,所以整機(jī)絕緣下降。經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)后,液態(tài)制冷劑蒸發(fā),絕緣會(huì)恢復(fù)正常。
14.系統(tǒng)回油不足
冷凍機(jī)油作用:
潤(rùn)滑,有效防止機(jī)械部品磨耗。
油封作用,維持高低壓差。
及時(shí)帶走摩擦產(chǎn)生的熱量。
壓縮機(jī)內(nèi)的冷凍機(jī)油一部分隨制冷劑排出到系統(tǒng)中。被排出的油在冷凝器中溶解在液體制冷劑中;進(jìn)入蒸發(fā)器,就逐漸與制冷劑分離,與氣體一起返回壓縮機(jī)。但是如冷凍機(jī)油排出后不能順利返回,則系統(tǒng)回油不足,造成:
油回流不良可能發(fā)生的不良:潤(rùn)滑不良導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)部件的磨損、卡死;壓縮機(jī)能力降低;過(guò)熱。
造成油回流不良主要原因:
制冷劑過(guò)多,油排出量增大;配管不合適(配管太長(zhǎng),管徑大);
在極低溫條件下運(yùn)轉(zhuǎn);斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)間隔時(shí)間短;冷媒循環(huán)量少,壓力低;
毛細(xì)管不合適。
壓縮機(jī)使用注意事項(xiàng):
1.壓縮機(jī)誤接線
壓縮機(jī)只有一種正確的接線方式,其他都是錯(cuò)誤的。由于誤接線,熱保護(hù)器可能喪失保護(hù)功能,而導(dǎo)致壓縮機(jī)燒毀,一般會(huì)造成副線圈燒毀。
對(duì)三相壓縮機(jī),要有相序保護(hù)裝置;建議采用雙工位接線確認(rèn),這樣可將人為的失誤盡可能降低。
2.空調(diào)系統(tǒng)中異物進(jìn)入
系統(tǒng)殘留物來(lái)源可能有:
1)銅管切割時(shí)產(chǎn)生細(xì)小銅屑。
2)系統(tǒng)制造過(guò)程中的加工油、雜質(zhì)等異物
3)壓縮機(jī)長(zhǎng)期暴露在空氣中,灰塵、水蒸氣進(jìn)入。
4)焊接時(shí),管路內(nèi)部表面會(huì)產(chǎn)生氧化膜,所以焊接時(shí)要充氮?dú)獗Wo(hù)
殘留物對(duì)系統(tǒng)的影響:
1)會(huì)加劇運(yùn)動(dòng)件摩擦面的磨損和堵塞泵油通道;
2)當(dāng)壓縮機(jī)中含有水分、纖維、灰塵等微小夾雜物時(shí),可能吸附在電機(jī)繞組及接線柱上,降低整機(jī)絕緣性能。
3)加工油等還會(huì)和冷媒或冷凍機(jī)油反應(yīng),產(chǎn)生淤渣、焦碳,附著在排氣閥片,吸氣濾網(wǎng)、毛細(xì)管中,引起堵塞。
3.系統(tǒng)進(jìn)水
空調(diào)器系統(tǒng)中水分的含量應(yīng)控制在75ppm以下(上海日立推薦值)。
水分進(jìn)入的途徑:
空調(diào)在制造工序中進(jìn)入水;冷媒中含有較多的水分;
系統(tǒng)泄漏造成水分的入侵;壓縮機(jī)密封不當(dāng),敞開(kāi)放置;
系統(tǒng)真空度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn);安裝時(shí)放空不完全。
4.異常聲音
引起異常音的原因很多,要區(qū)分對(duì)待。
5.過(guò)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)
壓縮機(jī)有最大運(yùn)行工況的規(guī)定,如超出允許范圍,會(huì)造成以下后果:
1)由于排氣溫度過(guò)高,排氣閥片表面冷凍油碳化。
2)由于泵體高低壓力差過(guò)大,葉片槽被磨損。
3)使用壽命降低。
6.冷媒泄漏
空調(diào)系統(tǒng)由于發(fā)生泄漏致使冷媒減少。如此長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn),致使電機(jī)產(chǎn)生的熱量無(wú)法被冷媒帶出;排氣溫度也會(huì)相應(yīng)升高,當(dāng)溫度過(guò)高,R22開(kāi)始熱分解,生成酸與水。還會(huì)使冷凍油中的碳游離出來(lái),生成積碳;冷媒泄漏也會(huì)導(dǎo)致回油不良
7.非正常受電
在市場(chǎng)返回機(jī)中,有很多電機(jī)主線圈或副線圈均勻過(guò)熱,與電機(jī)本身的匝間短路差異明顯。
電機(jī)均勻過(guò)熱一般是由于受外部大電流沖擊或長(zhǎng)期處于過(guò)熱狀態(tài)所造成的。如異常電壓、低溫低電壓?jiǎn)?dòng)等。