空調(diào)制冷不足的故障分析與排除策略探討

劉寶君

（山東華宇工學(xué)院，山東德州 253000）

0 引言

中央空調(diào)系統(tǒng)的出現(xiàn)，解決了地下制冷、制熱、通風(fēng)的難題，如在地鐵、大型購物商場中，在中央空調(diào)機組的運行下，可以對封閉、半封閉環(huán)境起到改善作用，以保證各項基礎(chǔ)設(shè)施的正常運行?？照{(diào)制冷系統(tǒng)是依據(jù)內(nèi)部液體的液化現(xiàn)象來產(chǎn)生冷量的，在通風(fēng)系統(tǒng)的輔助作用下，向空間內(nèi)輸送冷氣，以達到降溫目的。中央空調(diào)機組的性能參數(shù)選取一般以空間結(jié)構(gòu)為主，如果冷氣輸送空間格局較大，則需通過多個冷氣通風(fēng)口來進行循環(huán)降溫，此時中央空調(diào)系統(tǒng)將處于負(fù)荷運營模式。如果空調(diào)機組的制冷系統(tǒng)工作時間較長，在內(nèi)部零部件的機能衰減的情況下，必然會加大系統(tǒng)設(shè)備的故障風(fēng)險，給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失。為此，應(yīng)科學(xué)地對故障進行診斷與分析，然后制定出解決對策，從而維系空調(diào)制冷系統(tǒng)的正常運行。

1 中央空調(diào)制冷原理

在制冷系統(tǒng)中，一般將液體進行汽化，以吸收外界環(huán)境中熱量，然后再依據(jù)冷凝過程中的放熱來形成冷壓環(huán)境。在密度容器中，液體汽化后產(chǎn)生的氣體，由于屬于密閉環(huán)境，液體與氣體達到一定量時，將呈現(xiàn)出飽和狀態(tài)，此時氣體量產(chǎn)生的壓強為飽和壓力，而此種氣液并存時的溫度則為平衡溫度。在此種狀態(tài)下，液體不會發(fā)生汽化反應(yīng)，而當(dāng)密閉容器的上位裝置對容器內(nèi)的氣體抽離時，此時容器內(nèi)的穩(wěn)態(tài)環(huán)境被破壞，液體的反應(yīng)臨界點也隨之降低，此時液體將進行汽化反應(yīng)釋放出蒸汽，來維系容器內(nèi)的穩(wěn)壓環(huán)境，此階段內(nèi)液體產(chǎn)生汽化反應(yīng)所消耗的熱量則稱之為潛熱力。而潛熱力的作用對象帶冷卻物質(zhì)，在冷卻物質(zhì)的不斷需求下，為滿足熱量平衡參數(shù)，容器內(nèi)的液體將持續(xù)汽化，而產(chǎn)生的氣體在經(jīng)由冷凝裝置凝結(jié)成液體回流到密閉容器中，以此來令設(shè)備完成工作。空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的溶液（制冷工質(zhì)）產(chǎn)生冷循環(huán)效應(yīng)的環(huán)境一般為低溫、低壓，待外界環(huán)境的壓力、溫度上升時，則將呈現(xiàn)出冷凝現(xiàn)象，此過程向外界釋放一定的熱量，以滿足自身形態(tài)轉(zhuǎn)變的需求。氣體經(jīng)過冷凝效應(yīng)后轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，此時液體狀態(tài)為高壓形態(tài)，如果想與容器內(nèi)的液體相融合，還需經(jīng)歷降壓處理。

2 中央空調(diào)制冷形式

2.1 蒸汽壓縮式

蒸汽壓縮式的制冷工質(zhì)為氣態(tài)物質(zhì)，在壓力、溫度的作用下，將氣體導(dǎo)入冷凝裝置，并與裝置內(nèi)的物質(zhì)進行熱量交換，待完成熱量傳遞時，氣體將變?yōu)橐簯B(tài)物質(zhì)。然后經(jīng)過過濾器的除雜、干燥等工藝，將液體倒入膨脹閥裝置中，進行分流減壓處理，以與容器內(nèi)原有的液體進行混合，供下一步汽化反應(yīng)。液體在產(chǎn)生潛熱力的情況下，受到容器內(nèi)壓強的影響，平衡溫度值也呈現(xiàn)出一定的變動。這時，為獲取更低的溫度，只需對溶液工質(zhì)進行降壓處理便可。

蒸汽壓縮式的核心設(shè)備為壓縮機，目前大多商用壓縮機可分為離心式、容積式兩種：離心式設(shè)備在工作過程中，依托于離心運動將氣體體積進行壓縮，其壓縮質(zhì)量與設(shè)備的轉(zhuǎn)速成正比；容積式設(shè)備則是依據(jù)定量的數(shù)據(jù)參數(shù)，對氣體進行定向吸入，此時設(shè)備依托于活塞運動將氣體進行壓縮處理，以制造出冷鏈供應(yīng)系統(tǒng)。

2.2 汽化吸收式

汽化吸收式主一般由吸收階段、蒸發(fā)階段、冷凝階段、生發(fā)階段為主，其分為制冷與吸收兩個系統(tǒng)循環(huán)。當(dāng)氣態(tài)物質(zhì)由冷凝器對制冷工質(zhì)傳輸熱量后，其自身由于失去熱量將轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)物質(zhì)，然后液體經(jīng)由節(jié)流器進行降溫、減壓等工序，流入到蒸發(fā)裝置中，此時低壓液體在高溫情況下將進行分解，此時液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)將吸收一定的熱量，進而產(chǎn)生制冷效應(yīng)。汽化吸收式與蒸汽壓縮式的工作機理較為相似，而在吸收循環(huán)系統(tǒng)中，液體吸收劑對蒸發(fā)器生成的氣體進行吸收，目的是對蒸發(fā)裝置進行降壓處理，制造出一個穩(wěn)壓環(huán)境，令設(shè)備可進入到持續(xù)工作的狀態(tài)。吸收劑在完成吸收工序時，產(chǎn)生的冷凝溶液將通過泵體抓裝置傳輸?shù)缴l(fā)器中進行加熱處理。此時，沸點低的劑體形成高壓氣體進入到能量裝換階段，而其余溶液則將繼續(xù)用戶低壓制冷。

中央空調(diào)系統(tǒng)一般以荷載能力、供電形式、工作環(huán)境等為主要選取目標(biāo)，傳統(tǒng)的活塞式機器在運行過程中噪聲較大，且內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，難以進行維修，目前多以渦旋式、離心式等為主。其中渦旋式具有穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)簡便性等優(yōu)勢，適用于小空間的應(yīng)用；離心式則是結(jié)構(gòu)簡便、組件工序簡介、維修費用低的特點，在應(yīng)用過程中，可依據(jù)自身的荷載能力來進行無級變速調(diào)節(jié)。

3 中央空調(diào)制冷不足的故障分析與排除策略

3.1 系統(tǒng)故障

中央空調(diào)系統(tǒng)主要是以壓縮機為核心工作部件，系統(tǒng)在運行過程中，依托于壓縮機的工作狀態(tài)，來完成某一項制冷功能，如系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞故障時，則制冷劑將無法在系統(tǒng)內(nèi)進行循環(huán)流動，進而導(dǎo)致節(jié)流過程、蒸發(fā)過程等陷入停滯狀態(tài)，無法令制冷劑進行狀態(tài)轉(zhuǎn)變，令系統(tǒng)失去相應(yīng)的功效。此時，利用氣壓裝置對系統(tǒng)進行監(jiān)測，可測量出密閉容器中的高壓值、低壓值處于異常狀態(tài)，即密閉容器內(nèi)的高壓值要低于系統(tǒng)正常工作時的壓力，而在對低壓值進行測量時，由于制冷劑無法形成循環(huán)，則低壓區(qū)域?qū)⒅饾u趨于真空形態(tài)。產(chǎn)生此種現(xiàn)象的主要原因大多是由于膨脹閥或密閉閥體形成堵塞區(qū)域，對液體造成阻隔。為進一步印證堵塞部位，可對閥體部位進行吹氣，如氣體無法通過閥體進入內(nèi)部，則表明系統(tǒng)發(fā)生堵塞現(xiàn)象。此時，工作人員應(yīng)對閥體進行更換，以確保系統(tǒng)的正常運行。

產(chǎn)生系統(tǒng)故障的因素還包括制冷工質(zhì)的問題，如制冷工質(zhì)發(fā)生泄漏或不足時，則系統(tǒng)在運行過程中，汽化現(xiàn)象不具備相應(yīng)的產(chǎn)生條件，令液體無法轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w，則系統(tǒng)將無法吹出相應(yīng)的冷氣。為此，工作人員應(yīng)對系統(tǒng)進行檢測，查驗系統(tǒng)是否存在漏點，如具備漏點，則應(yīng)及時進行修補，并對系統(tǒng)進行真空處理，然后再注入制冷工質(zhì)。如系統(tǒng)不存在露點，則在注入制冷工質(zhì)以后，應(yīng)對設(shè)備工作狀態(tài)進行穩(wěn)定分析，以確保系統(tǒng)設(shè)備可正常運行。

3.2 壓縮機故障

壓縮機故障產(chǎn)生的原因大多是在長時間高強度的工作狀態(tài)下，壓縮機內(nèi)部線圈被擊穿所造成的，當(dāng)機體內(nèi)部無法提供能量來源時，則壓縮機無法正常工作。此外，還包括機體缸墊存在竄氣現(xiàn)象，令系統(tǒng)內(nèi)的氣壓不足，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的氣壓呈現(xiàn)出分化狀態(tài)時，則無法對內(nèi)部制冷工質(zhì)產(chǎn)生足夠的壓強，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效果無法滿足實際循環(huán)需求。當(dāng)出現(xiàn)上述問題時，則應(yīng)對機體進行更換處理。

如在中央空調(diào)系統(tǒng)打開以后，系統(tǒng)內(nèi)部的氣壓值處于正常工作狀態(tài)下，而風(fēng)扇處于正常工作狀態(tài)，壓縮機處于停滯狀態(tài)時，則表明機體的線圈存在一定故障。在對設(shè)備進行檢測時，應(yīng)先利用電子測量儀器，將室內(nèi)系統(tǒng)設(shè)備與外部機器進行測量，如兩個設(shè)備之間存在一定的電壓值，則應(yīng)對設(shè)備保護器的兩端進行通電測試，如呈現(xiàn)出不通電現(xiàn)象，則可代表著設(shè)備保護器存在一定的問題，工作人員只需對保護器裝置進行更換即可。

3.3 制冷故障

制冷量故障主要是指無法滿足實際使用需求，即實際制冷溫度無法達到工作人員的預(yù)期目標(biāo)設(shè)定。產(chǎn)生此種現(xiàn)象的原因較多，如制冷工質(zhì)不足、制冷工質(zhì)過多、散熱片發(fā)生損毀等。當(dāng)制冷工質(zhì)不足時，則密閉容器內(nèi)的氣液轉(zhuǎn)換率降低，在恒壓狀態(tài)下，將令低壓值小于預(yù)設(shè)參數(shù)值，此時，系統(tǒng)內(nèi)部將出現(xiàn)流水聲增大的現(xiàn)象。當(dāng)制冷工質(zhì)過多時，此時系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)壓力將增大，如冷凝裝置無法在恒壓條件下，將大量液體轉(zhuǎn)化為氣體，則將造成溢出現(xiàn)象，令氣液共存與循環(huán)系統(tǒng)中，進而降低散熱效果，造成冷卻質(zhì)量下降。當(dāng)散熱片發(fā)生損毀時，如扇體表面污濁度較大、電機轉(zhuǎn)速不足時，將降低實際散熱效果，進而導(dǎo)致制冷系統(tǒng)無法滿足實際應(yīng)用需求。針對上述問題，技術(shù)人員應(yīng)定期對系統(tǒng)進行檢測，利用氣壓檢測裝置對系統(tǒng)進行測量，以得出液體含量值，當(dāng)液體含量不足時，技術(shù)人員應(yīng)及時注入液體，如液體含量較多時，則應(yīng)抽離液體。在對散熱片裝置進行檢測時，技術(shù)人員應(yīng)定期檢測散熱片的清潔度，并對風(fēng)機的轉(zhuǎn)速進行測量，并采取相應(yīng)的措施進行解決，為制冷系統(tǒng)的運行提供安全保障。

4 空調(diào)制冷不足故障檢修實例分析

（1）冷凝裝置故障。中央空調(diào)經(jīng)歷長時間、高負(fù)荷的運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)內(nèi)部工件自然磨損，將降低制冷效果，經(jīng)過實際檢測，空調(diào)制冷機組已達到負(fù)荷工作狀態(tài)的臨界點，且系統(tǒng)冷熱能量轉(zhuǎn)換裝置間的效率較小。與正常運行參數(shù)相比，空調(diào)系統(tǒng)的實際工作參數(shù)比預(yù)期的要低35%。在此種現(xiàn)象下，一般是冷凝裝置內(nèi)的傳輸部件出現(xiàn)問題，如傳輸管體出現(xiàn)雜質(zhì)沉積、結(jié)垢等現(xiàn)象。如在施工過程中，技術(shù)人員未能對空調(diào)管道進行清潔，工作狀態(tài)下管道內(nèi)部含有的雜質(zhì)將隨著空氣回流進入到系統(tǒng)內(nèi)部，此時在水流的沖刷下，砂礫、雜質(zhì)等將進入到冷凝裝置內(nèi)部，對冷凝器造成一定的堵塞情況。如果工作人員未能及時進行清理，將造成系統(tǒng)內(nèi)部堵塞，無法形成高效率的冷熱交換，進而使系統(tǒng)工作效率降低。

針對此種故障，技術(shù)人員需通過特制工具對冷凝裝置內(nèi)的管體進行清潔，同時應(yīng)保證工具的鋼制特性應(yīng)小于管體，以免對管體造成破壞。待清除完管內(nèi)的雜質(zhì)后，應(yīng)利用高壓噴水裝置對管內(nèi)進行二次清洗，以清除管體剩余的雜質(zhì)。待完成此項工序后，應(yīng)對管體的過濾網(wǎng)進行檢查，如發(fā)現(xiàn)破損現(xiàn)象，應(yīng)及時進行更換。

（2）制冷劑泄漏?？照{(diào)系統(tǒng)在長時間工作狀態(tài)下，制冷效果明顯降低，工作人員在對設(shè)備進行檢修時，發(fā)現(xiàn)制冷工質(zhì)在容器內(nèi)的液面高度要小于基準(zhǔn)值，通過對蒸發(fā)裝置進行細部檢測，發(fā)現(xiàn)裝置含有滲漏點（密閉螺栓銜接處發(fā)生松動）。產(chǎn)生此種現(xiàn)象的原因，是由于設(shè)備在開啟過程中產(chǎn)生的振動周期，與螺栓部件的自身周期相符合，而產(chǎn)生的一種共振現(xiàn)象，在共振的影響下，螺栓將呈現(xiàn)出位移現(xiàn)象。針對此類現(xiàn)象，應(yīng)對螺栓采取加固處理，如將螺栓表面纏上生料帶，以增加螺栓的直徑，在生料帶的彈性作用下，可增加螺紋與栓體的契合度。待完成加固后，應(yīng)在檢修環(huán)節(jié)涂抹肥皂水，來驗證其密閉性。

5 結(jié)束語

綜上所述，中央空調(diào)制冷系統(tǒng)的應(yīng)用，為建筑物自身的運營提供基礎(chǔ)保障，但其在長時間、高負(fù)荷的運行情況下，系統(tǒng)部件將面臨著嚴(yán)重的損毀問題，進而加大中央空調(diào)制冷系統(tǒng)故障產(chǎn)生的概率。為確保系統(tǒng)運行的完整性，技術(shù)人員應(yīng)定期對系統(tǒng)進行檢測與維護，并依據(jù)系統(tǒng)工作特性對部件逐步進行查驗，確保一定周期內(nèi)設(shè)備的運行可滿足參數(shù)需求，進而為系統(tǒng)本身的運行提供基礎(chǔ)保障。