空調器制冷系統故障原因分析及應對措施

空調器的制冷系統故障是空調器最常見的故障，無論是空調器的系統開發人員，還是空調器生產現場質量管理人員和空調器的安裝維修人員，均涉及到制冷系統的故障，同時制冷系統故障也是空調器故障判斷的難點，因此很有必要對故障原因進行分析，并提出應對措施，對及時準確地分析并解決空調器的故障有著重要的意義。
　　一、空調器制冷原理簡介
　　制冷是空調器最基本的功能，因此制冷原理也是空調器最基本的工作原理，物質從汽態變為液態的液化過程會放出能量，從液態變為汽態的汽化過程會吸收能量，這種液相和汽相的相互轉化過程稱為相變，空調器就是利用這個原理，通過制冷劑不斷汽化和液化的相變循環，將室內的熱量吸收后又轉換到室外去，從而達到制冷的目的。空調器的相變循環也稱蒸汽壓縮制冷循環，是在制冷的四個主要部件壓縮機、冷凝器、毛細管和蒸發器之間進行的，四個部件之間用銅管連接起來，制冷劑在四個部件中循環時，將經過四個過程，即壓縮、冷凝、節流及蒸發，這四個熱力學過程組成一個逆卡諾循環，這是理論上的理想情況。
　　二、制冷系統常見故障分析和應對措施
　　（一）制冷劑的過多或不足
　　空調器對制冷劑的充注量有一定的要求，過多或不足都會產生故障，制冷劑充注過多時，一般多余的制冷劑將貯存在冷凝器中，造成熱交換的有效面積減少，冷凝效果下降，冷凝溫度升高，從而壓縮機排氣壓力升高，電流增大，功率增大。過多的制冷劑液體還可能進入到壓縮機汽缸造成液擊現象，容易損壞壓縮機。制冷劑充注不足時，會造成蒸發器供液不足，制冷量會下降，在毛細管內產生斷續的制冷劑流動聲，毛細管管口處會產生管路結霜，而蒸發器卻很少結霜，或僅有一點凝露，回氣溫度明顯升高，電流減少，功率下降。
　　制冷劑過多，可以將系統排放掉一些制冷劑，制冷劑不足，可以向系統添加一些制冷劑，無論是排放或是添加，均需在閥門處接上壓力表，并運行系統開制冷，以便控制系統壓力達到要求的值。
　　（二）回氣管結霜
　　回氣管是指蒸發器和壓縮機吸氣口之間的這段銅管，在空調器正常制冷工作時，回氣管是不應該結霜，如果結霜，則是一種故障現象。造成回氣管結霜的原因主要是蒸發器中制冷劑的蒸發不充分，熱交換效果差所造成。如進出風道堵塞，肋片上積灰嚴重，肋片倒塌嚴重，片距太小或窗口易結冷凝水并結露成膜；室內機過濾網積塵嚴重，阻礙進風影響熱交換；室內電機的轉速下降太多或停轉也會造成熱交換效果差。
　　回氣管結霜不但使制冷效率下降，嚴重時會造成壓縮機液擊故障，因此，應及時排除回氣管結霜現象。方法是針對上述幾個方面的原因來采取措施，如清掃蒸發器、過濾網，檢查排除室內風扇電機的故障，制冷劑過多時可以適當放掉些；設計制造蒸發器時，應選擇合適的片距及窗口形式，可選用親水鋁箔來制作肋等。
　　（三）水分進入制冷系統
　　制冷系統混入水分的原因主要有：制冷劑不純，本身含有一些水分；制造時管道暴露在空氣中而含有水蒸氣；分體空調器在安裝時混入了一些空氣而含有水分等。
　　水分在制冷系統中會產生嚴重的危害，水與制冷劑發生化學反應，會產生氟化氫、鹽酸等腐蝕性物質，從而腐蝕銅管，并在閥件、活塞、汽缸壁、滾子等鐵質零件表面形成銅原子沉積層，這就是鍍銅現象。它使運動件磨擦面的間隙發生改變，阻力增加，嚴重時會損壞壓縮機，破壞電機的絕緣，燒毀壓縮機電機的繞阻，水分會使冷動油乳化降低潤滑性能，水分還會促進制冷劑、冷凍油分解并產生酸，腐蝕銅、鐵等金屬件。
　　要排除制冷系統的水分，需要先放盡制冷劑，再對系統抽真空，并對各接頭彎曲處加熱干燥，在充注制冷劑前加裝一個干燥過濾器，以除去制冷劑中的水分，這樣重新充注制冷劑后，可使制冷系統的含水率達到要求。
　　（四）空氣進入制冷系統
　　空氣進入系統的原因主要有：生產制造時抽真空未抽盡，使用時連接接頭有滲漏，空氣被壓縮機吸入系統；維修安裝時排空不徹底，空氣殘留在管路內等。
空氣進入制冷系統，會聚集在冷凝器上方，減少了有效熱交換面積，冷凝壓力和冷凝溫度上升，使空調器的制冷量下降；而冷凝壓力提高增大了壓縮機的負載，使電流上升，溫度上升，嚴重時會燒毀壓縮機；同時空氣中的水分會使制冷劑和冷凍油分解產生酸，腐蝕銅管路及其它零部件。
　　當壓縮機的排氣壓力及排氣溫度比正常時高，或排氣壓力表擺動幅度大且緩慢時，即可初步判定空氣進入了制冷系統。排除空氣的方法與排除水分的方法相似，也需要先放空制冷劑，然后再抽真空，重新充注制冷劑。抽真空時若用電吹風按冷凝器、干燥過濾器、蒸發器的順序反復吹熱風，則不但抽真空效果可提高，而且對干燥劑還化作用，可提高干燥劑的吸水能力。
　　（五）管路臟堵
　　空氣進入系統的原因主要有：生產制造時抽真空未抽盡，使用時連接接頭有滲漏，空氣被壓縮機吸入系統；維修安裝時排空不徹底，空氣殘留在管路內等。
　　制冷系統的管路因雜質而發生堵塞現象，雜質的來源多數是管路焊接時產生的氧化皮，也有一些是零部件表面積存的塵埃。最容易發生臟堵的部位是毛細管、干燥過濾器、管接頭及閥門，因為這些部位的截面積較狹窄，容易產生雜質積聚而堵塞。當毛細管臟堵時，在毛細管處聽不到一點制冷劑的流動聲，此時，壓縮機在運轉，而冷凝器不熱、蒸發器不冷。
　　如果干燥過濾器發生不完全堵塞時，則進出口之間的溫差較大，在出口處可能有凝霜的出現，因為制冷劑在此被堵塞物節流后汽化使溫度劇降。診斷制冷劑管路是否堵塞的最好方法是測量高壓部分和低壓部分的壓力值，因為管道堵塞后會使高壓升高、低壓降低，如在制冷運行時，若低壓表指示為零，則制冷系統已處于半堵狀態；若低壓表指示為負壓，則說明制冷系統已處于全堵狀態。如果壓縮機在停機三分鐘之后，高低壓差仍在0.7～1.0MPa，則說明系統有堵塞現象。
　　當發生堵塞現象時，要找到臟堵的部位，把該段從管路上拆下，更換好銅管、毛細管或零件即可以排除故障。
　　（六）壓縮機卡缸
　　壓縮機卡缸就是壓縮機轉軸被卡住，造成壓縮機無法轉動，卡缸的位置大多數在軸承的汽缸內壁。造成卡缸的原因或是冷凍油上不來，使潤滑不夠、磨擦增加，或是管路內有塵埃、雜質、造成運動面卡死。
　　壓縮機通電不轉動，只會發出嗡嗡聲，這就是卡缸的典型故障現象。此時可以用小榔頭輕輕敲擊壓縮機外殼，把卡住部位稍微振動，有時即可起動運轉。也可以把電壓往上調10%，多次啟動沖擊，每次10秒鐘左右，有時也可以解決潤滑不夠的卡缸現象，此種方法對旋轉壓縮機較為有效。如果高電壓沖擊也不能奏效，說明卡缸的原因并不是因缺油所造成，可能有機械或電氣上的故障，這只能換壓縮機了。
　　（七）壓縮機液擊
　　壓縮機汽缸內如果進入了液體的制冷劑或冷凍油，由于液體是不可壓縮的，當進入汽缸的液體容積超過余隙容積時，壓縮液體所產生的壓縮力將會損壞汽缸蓋、閥片、滾子等零部件，這種現象稱為液擊。
　　造成液擊的主要原因有：制冷劑灌注過多蒸發后有剩余，毛細管太短或內孔太大，致使節流不夠充分；蒸發器結霜太多造成蒸發不充分；氣液分離器中的液位太高造成少量液體進入汽缸。
　　要避免發生液擊現象就必須在系統設計上確保蒸發器內的制冷劑得到充分蒸發。
　　三、結語
　　本文通過空調器制冷原理，對空調器常見制冷系統故障原因進行了分析并提出了相應的控制措施，對于空調器的制冷系統開發人員、生產現場質量管理員以及空調器的維修人員有著重要的參考價值。