全封闭制冷系统的维修.docx
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全封闭制冷系统的维修
全封闭制冷系统的维修
1.0概述
冷藏柜和制冷器的维修需要技术熟练的专门人员,只有他们能够针对不同种类的冷藏柜进行这种维修。
以前的维护和维修并不像现在这样需要严格控制,因为现在制冷剂是新型的,而且其中有一些还是易燃的。
图1显示了使用毛细管作为膨胀装置的全封闭制冷系统。
此系统类型用于大多数家用冷藏柜,以及小型商业冷藏柜、冰淇淋制冷器和瓶冷却器。
图2显示了使用热力膨胀阀的制冷系统。
此系统类型主要用于商业制冷系统。
维护和维修比新组装难度更大,因为“现场”工作条件通常要比工厂或车间差一些。
要想使维护工作令人满意,先决条件是技术人员应具有相应的资质,也就是说,技艺高超、熟悉产品、操作精确,并且有良好的直觉。
此指南的目的在于,通过熟悉基本规则,增加维修工作的知识。
其主题内容主要是参考家用冷藏柜制冷系统的“现场”维修,但其中的许多过程也适用于商用全封闭制冷系统。
1.1故障查找
在还未对制冷系统执行任何操作前,应先规划维修流程,即必须准备好所有必要的更换组件和所有资源。
要想进行这种规划,必须先了解系统中的故障。
要查找故障位置,必须先准备好工具,如图3所示。
吸入和排放压力计、检修阀、万用表(电压、电流和阻抗)和泄漏测试仪。
在许多情况下,可以从用户的陈述中了解哪些故障是可能的,而且对于大多数故障,可以进行相对准确的诊断。
但先决条件是,维修技术人员要对产品的功能有必要的了解,而且相应的资源都已备齐。
此处不涉及精准的故障位置查找过程,只讲述最常见的、影响压缩机启动或运行的故障。
主开关已释放
一个潜在的故障可能是保险丝损坏,其原因可能是电动机绕组或电动机保护器发生故障,电路短路,或压缩机上的引入线烧毁。
这些故障需要更换压缩机。
压缩机
启动装置和压缩机电动机可能选择错误。
压缩机电动机或绕组保护器可能存在故障,而且压缩机可能机械受阻。
制冷容量降低的常见原因是,由于系统中有湿气或不可冷凝的气体而发生了焦化或镀铜。
垫片膨胀或阀板损坏的原因是峰值压力过高以及压力在短时间内达到峰值(压缩机中的水击导致),而这又可能是因为系统中的制冷剂充注量过高或毛细管受阻。
压缩机的电压过低,或者压力过高。
压力不均衡会导致每次启动后电动机保护器切断,并将最终导致电动机绕组烧毁。
风扇发生故障也会影响压缩机负荷,并可能导致电动机保护器切断或垫片膨胀。
如果启动不成功并且压缩机较冷��则绕组保护器会在最长15分钟后才将压缩机切断。
如果绕组保护器在压缩机较热时切断,则保护器会在最长45分钟后才将压缩机切入。
在开始系统地进行故障查找之前,最好先切断压缩机的电源5分钟。
这样可确保PTC启动装置(如果有的话)充分冷却,以便能启动压缩机。
如果在制冷过程的最初几分钟内发生短时电源故障,保护器和PTC之间就可能发生冲突情况(相互锁定)。
带有PTC启动装置的压缩机无法在压力不均衡的系统中启动,而且PTC无法快速冷却下来。
这种情况下,冷藏柜将在最长1小时后才能重新正常运行。
高压和低压开关
高压开关切断的原因可能是冷凝压力过高,这可能是风扇过热所致。
低压开关切断的原因可能是制冷剂充注量不足、泄漏、蒸发器雾化或膨胀装置部分受阻。
切断的原因还可能是机械故障、压差设置错误、切断压力设置错误或者压力不规则。
温度控制器
温度控制器发生故障或设置有误可能会使压缩机切断。
如果温度控制器失去传感器充注,或者如果温度设置过高,压缩机将不会启动。
故障也可能是电气连接错误所致。
压差(切入和切断温度的差值)过低会导致压缩机停止期间过短,而且,如果是和LST压缩机(低启动转矩)连接,这便可能会导致启动问题。
另请参阅1.2节“温度控制器的更换”。
有关进一步详细信息,请参考“带有全封闭压缩机的制冷电路中的故障查找和预防”。
在打开系统前,特别是从系统中拆除压缩机前,必须仔细确定故障。
需要在制冷系统中执行操作的维修是成本相当高的。
因此,在打开旧的制冷系统前,最好先确保压缩机未接近损毁(虽然它仍在运行)。
通过检查压缩机的油充注量,可以进行估计。
取少量的油放入干净的试杯中,与新的样品油比较。
如果取出的油发暗、不透明并含有杂质,则应该更换压缩机。
1.2温度控制器的更换
在更换压缩机之前,最好先检查温度控制器。
可以进行一个简单的测试,即让温度控制器短路,以使压缩机直接获得电力供应。
如果压缩机能如此运行,则必须更换温度控制器。
如果更换,则必须找到合适的类型。
这可能不太容易,因为市场上有许多的温度控制器类型。
为了尽可能简化这种选择,几家生产厂商(如Danfoss)设计出了名为“维修温度控制器”的套件,并在套件中附带了温度控制器维护所必需的全部附件。
一共有八种套件,每个对应于一种类型的冷藏柜和应用,因此,几乎可以对所有常见的冷藏柜进行维修。
请参阅图4。
每种温度控制器的应用范围都涵盖很多类型。
并且,这些温度控制器的切入和切断温度差足以确保系统停止期间有令人满意的压力均衡。
为实现所需功能,温度控制器传感器(毛细管的最后100mm)必须始终与蒸发器紧密接触。
更换温度控制器时,一定要检查压缩机是否在冷、热状态下都能正常运行,以及在使用LST压缩机时停止期间的长度是否足以让系统实现压力均衡。
对于大多数温度控制器,都可以通过调整差动螺杆来实现较高的温度差。
建议您在执行此操作前,先在温度控制器数据表中找到螺杆的旋转方向。
还有一种实现较高温度差的方法,即在传感器和蒸发器之间放一块塑料,因为1mm1mm塑料会让温度差提高大约1°C。
1.3电气设备的更换
故障的原因也可能在于压缩机的电气设备,可以更换启动继电器/PTC启动装置、电动机保护器、启动或运行电容器。
启动电容器的损坏可能是温度控制器差值设置过低所致,原因是启动电容器必须每小时切入最多10次。
如果许多全封闭压缩机中内置的绕组保护器发生故障,则必须更换整个压缩机。
更换压缩机时,必须同时更换电气设备,原因是如果将旧的电气设备用于新的压缩机,可能会导致压缩机以后损坏。
1.4压缩机的更换
如果故障原因在于压缩机,技术人员就必须细心选择具有符合设备特征的压缩机。
如果有和发生故障的压缩机相对应的压缩机,而且如果它专用于非调节制冷剂,则不会再发生别的问题。
但在许多情况下,一定要提供和发生故障的压缩机类型相同的压缩机,而且在这种情况下,维修技术人员必须注意一些因素。
如果需要从一个压缩机生产厂商更换为另一个,就会难以选择正确的类型,而且因此要考虑不同的参数。
压缩机的电压和频率必须与现场的电压和频率一致。
然后,必须考虑应用范围(蒸发器温度为低、中或高)。
制冷容量必须与先前压缩机的制冷容量一致,但如果容量未知,则可以比较压缩机的排量。
最好选择比故障压缩机略大的压缩机。
对于在停止期间能实现压力均衡的毛细管系统,可以使用LST压缩机(低启动转矩);对于有膨胀阀或无压力均衡的系统,可以选择HST压缩机(高启动转矩)。
当然,HST压缩机也可以用于毛细管系统。
最后,还必须考虑压缩机冷却条件。
如果系统有冷油装置,则必须选择有冷油器的压缩机。
在维修时,可以使用有冷油器的压缩机来替代没有冷油器的压缩机,这不会有任何问题。
因为不需要螺旋,可以完全忽略。
1.5制冷剂的更换
维修的最佳方案是选择与当前系统中所使用的相同的制冷剂。
Danfoss压缩机有不同的型号,可以适用于制冷剂R12、R22、R502、R134a、R404A/R507/R407C,以及易燃制冷剂R290和R600a。
,
制冷剂R12和R502(受Montreal协议的限制)只能在极少几个国家使用,它们将最终停产。
对于热泵系统,现在使用制冷剂R407C,而不,是R22和R502。
更加环保的制冷剂R134a已经替代了R12,制冷剂R404A和R507已经在许多应用中替代了R22和R502。
易燃制冷剂R290和R600a
根据当今的相关设备标准,系统中的制冷剂最大充注量为150g,它们只能用于小型冷藏柜。
易燃制冷剂只能用于满足EN/IEC60335-2-24或-2-89要求(包括易燃制冷剂要求)的制冷系统,并且维修人员必须接受专门的处理培训。
这包括对工具、压缩机运输和制冷剂的了解,以及所有相关规则和安全规定。
如果在靠近制冷剂R600a和R290的地方使用明火或电气工具,就必须遵守当前的相应规定。
制冷系统必须始终使用切管刀打开。
不允许将制冷剂R12或R134a换成R600a,因为冷藏柜还未核准可以和易燃制冷剂一起使用,而且还未根据当前标准进行电气安全测试。
将制冷剂R22、R502或R134a换成R290也是如此。
混合制冷剂
制冷剂
商品名称
成分
更换
应用范围
适用的油
R401A
SuvaMP39
R22R152aR124
R12
L-M
烷基苯
R401B
SuvaMP66
R22R152aR124
R12
L
烷基苯
R402A
SuvaHP80
R22R125R290
R502
L
聚酯类化合物烷基苯
R402B
SuvaHP81
R22R125R290
R502
L-M
聚酯类化合物烷基苯
混合制冷剂
在出现新的环保型制冷剂(R134a和R404A)的同时,也出现了一些用于维修目的的混合制冷剂。
它们比以前使用的CFC制冷剂(R12和R502)更环保。
在许多国家,混合制冷剂只可短期使用,这意味着,它们没有在小型全封闭制冷系统领域推广开来。
我们不建议将这些制冷剂用于系列生产,但它们可用于许多维修场合。
请参阅上页中的表。
添加:
在用一种与制冷系统中以前充注的制冷剂不同的制冷剂来填充系统时,使用这一叫法。
特别是问题必须通过尽可能小的操作解决时,更是如此。
相应地,R22系统补充充注少量的R12,目的,是让油更顺利地回流到压缩机中。
在有些国家,不允许在CFC系统中进行添加(R12R502…...)。
倒出:
此术语的意思是,在现有制冷系统上进行维修时,即,将90%以上的矿物油倒出,换成合成油,并安装合适的新干燥过滤器。
此外,还会在系统中充注另外一种兼容的制冷剂(即混合制冷剂)。
翻新:
一词用于在制冷系统维修时,将CFCCFC”制冷剂更换为环保型HFC制冷剂。
对制冷系统进行冲洗,并将压缩机换成HFC压缩机。
另外,压缩机用油还可以更换为合适的酯油。
油必须在较短的运行期后更换数次,并且必须更换干燥过滤器。
在换油时,必须遵照压缩机生产厂商有关材料兼容性的说明。
2.0维修工作规则
为使全封闭制冷系统达到预期效果并减少维修次数,必须将杂质、湿气和不可冷凝气体的含量保持在一个较低的水平。
在组装新系统时,这些要求相对容易满足,但在维修有故障的制冷系统时,问题就会变得较复杂。
此外,制冷系统中的故障会使引发不利的化学过程,而且,打开制冷系统就意味着可能造成污染,这些事实都是可能的原因。
如果要达到很好的维修效果,则必须采取一系列预防性措施。
在开始介绍有关维修工作的详细信息前,有必要先解释一些一般规则和条件。
2.1系统的打开
如果制冷系统中含有易燃制冷剂,如R600a或R290,则类型标签上将会有说明。
Danfoss压缩机附带如图6所示的标签。
这种系统的维护和维修需要经过专门培训的人员。
这包括对工具、压缩机运输和制冷剂的了解,以及相关指南和安全规则。
使用制冷剂R600a和R290时,只有在遵循现有指南规定的情况下才能使用明火。
图7显示了可以安装在处理管上的穿孔阀,它可为系统提供开口,以便按照说明排出和收集制冷剂。
在开始在制冷系统中切开管子前,建议您先用砂布将要切开的地方擦拭干净。
因此,必须准备好后续焊接用的管子,并避免灰尘进入系统。
在制冷系统中切开管子时始终要使用切管刀,而不要使用切金属用的刀锯。
即使在系统中留下一点点毛刺也会导致压缩机日后发生故障。
所有制冷剂的收集都必须根据说明进行。
在切开毛细管时,管子上绝对不能有毛刺或变形。
可以用特殊钳子(如图9)或用锉刀切开毛细管,管子上会有一道划痕,沿着划痕就可将管子折断。
2.2惰性保护气体下的铜焊
不得对充注了制冷剂的系统进行加热和焊接,特别是制冷剂为易燃品时更是如此。
在装有制冷剂的系统上进行焊接将导致制冷剂分解产物的生成。
一旦将制冷剂倒出后,必须向系统中添加惰性保护气体。
只要用干氮完整地流过系统即可。
在输送气体前,系统必须增设一个开口。
如果压缩机发生故障,最好在压缩机接头外切开吸入和压力管,而不是打开处理管。
但如果压缩机运行正常,建议您切开处理管。
输送气体必须先通过蒸发器,然后通过冷凝器。
最佳入口压力大约为5bar,最佳输送时间5bar,大约为1-2分钟。
2.3干燥过滤器
干燥过滤器可以吸收系统在任何时间所释放的少量的水。
此外它还充当障碍过滤器,可防止毛细管入口受阻以及膨胀阀中的灰尘问题。
如果制冷系统已经打开,就必须始终更换干燥过滤器,以确保所维修系统足够干燥。
干燥过滤器的更换必须始终在不使用喷枪的情况下完成。
当加热干燥过滤器时,有可能将吸收的湿气带入系统中,而且必须考虑存在易燃制冷剂的可能性。
如果是非易燃制冷剂,则可以使用吹管火焰,但是必须折断毛细管,然后必须在干燥过滤器拆除后使干氮通过过滤器流向外部空气中。
通常情况下,干燥过滤器可以吸收接近干燥剂重量10%的水分。
在大多数系统中,此容量都没有被充分利用,但如果不能确定过滤器的尺寸,最好使用尺寸较大的过滤器。
新的干燥过滤器必须是干燥的。
通常情况下,这不成问题,但必须始终确保不打开干燥过滤器的密封,以防在存储和运输时吸入湿气。
在安装干燥过滤器时,必须使流向和重力方向一致。
这样,可以防止分子筛(MS)球彼此磨损并生成灰尘,不然会导致毛细管入口受阻。
这种垂直位置还可确保毛细管系统中的压力均衡。
请参阅图10。
压缩机
干燥过滤器
水分子的大小为2.8Ångstrøm,因此,筛孔大小为3Ångstrøm
的分子筛过滤器可以适用于常3Ångstrøm用的制冷剂。
因为水分子在干燥剂的孔中被吸收,
而制冷剂则可以自由通过过滤器。
P和T
6g或更多
F和N
10g或更多
SC
15g或更多
UOPMolecularSieveDivision
USA(前身是UnionCarbide)
4A-XH6
4A-XH7
4A-XH9
R12
x
x
x
孔大小为3Ångstrøm的
干燥过滤器与制冷剂
3Ångstrøm的关系:
如果是对商业制冷系
统进行维修,建议使用
DanfossDML过滤器。
如果需要没有氧化铝的
过滤器,建议对制冷剂
R134a和R404A使用
DanfossDCC或DAS
烧毁型过滤器。
对于
R600a和R290,
可以使用DCLE032型。
R22R502
x
x
R134aR404A
x
x
HFC/HCFC混合物
x
R290R600a
x
x
GraceDavisionChemicalUSA
574
594
R12R22R502
x
x
R134a
x
HFC/HCFC混合物
x
R290R600a
x
CECAS.A.France
NL30R
SiliporiteH3R
R12R22R502
x
x
R134a
x
HFC/HCFC混合物
x
R290R600a
x
2.4维修期间的湿气渗透
维修工作始终必须快速完成,任何制冷系统都不得在空气中开放超过15分钟,目的是避免湿气进入。
因此,最好在打开系统前先准备好所有更换组件。
如果不能持续地完成维修,就必须小心地将开放的系统密封起来,以防湿气渗透。
2.5压缩机和电气设备的准备
当压缩机放在其基板上时,要在基板上安装橡胶垫圈。
如果压缩机上下颠倒,接头上就会聚油,这将导致焊接问题。
因为与新的橡胶垫圈相比,旧的橡胶垫圈通常已经老化变硬。
从新压缩机的处理接头上取下套帽,并将处理管焊接到接头上。
在将压缩机焊接到系统之前,请将其保持关闭状态。
此外,如果维修因为某种原因而延迟,建议您将所有接头都插入压缩机、干燥过滤器和系统。
安装完的系统中不得留有铝帽。
这些套帽仅用于在存储和运输期间保护压缩机,并不是为了在压力之下为系统提供密封。
套帽可确保压缩机在离开Danfoss后一直不被打开。
如果套帽丢失或受损,则应该先晾干压缩机并更换油,然后才使用压缩机。
不要重复使用旧的电气设备。
由于在新的压缩机上使用旧电气设备会导致压缩机很快发生故障,因此建议您始终在新的压缩机中配套使用新的电子设备。
不得在未配备完整启动装置的情况下启动压缩机。
由于启动电路的部分电阻来自于启动设备,因此,在启动装置不完善的情况下进行启动将不利于启动转矩的形成,而且会导致压缩机启动绕组升温过快,导致损坏。
禁止在真空状态下启动压缩机。
在真空状态下启动压缩机可能会导致引入线的插脚之间受损,原因是空气的绝缘性质在低压时会减低。
图11显示了PTC启动装置和绕组保护器的布线图。
与终端N和S连接的运行电容器在专用于此目的的压缩机上将降低能耗。
图12显示了启动继电器和启动电容器,以及在压缩机外部安装的电动机保护器的布线图。
图13显示了装有CSR电动机的大型SC压缩机的布线图。
2.6焊接
配齐适当的焊接装备非常重要。
---建议对铜焊接合处使用焊接缝
银铜焊料
铜管
钢管
Easy-flo
0.05-0.15mm
0.04-0.15mm
Argo-flo
0.05-0.25mm
0.04-0.2mm
Sil-fos
0.04-0.2mm
不适合
大多数Danfoss压缩机的接头都是焊接到压缩机外壳中的铜板钢管,在焊接过程中不能因过热而破坏这些焊接连接。
2.7排空
当组装制冷系统时,必须在充注制冷剂前,先仔细地进行排空(去掉系统中的空气)。
为达到良好的维修效果,这是必需的。
排空的主要目的是降低系统中不可冷凝气体(NCG)的含量,其次是实现一定的干燥程度。
系统中的湿气可能会导致冰阻碍、与制冷剂的反应、油的老化、氧化过程的加速以及隔热材料的水解。
制冷系统的排空。
制冷系统中的不可冷凝气体(NCG)会增加冷凝压力,并因而增加焦化过程的危险以及能耗。
NCG的含量必须低于1%(按体积)。
排空有多种方法,具体取决于系统中吸入和排放端的体积情况。
如果蒸发器和压缩机有较大容积,则可以使用单侧排空,否则,建议使用双侧排空。
单侧排空是通过压缩机处理管实现的,但此方法会略微降低真空度,并略微增高NCG的含量。
从制冷系统的排放端,必须通过毛细管将空气排放出去,这会导致很大的限制。
结果是排放端的压力高于吸入端的压力。
在排空后,NCG含量的主要因素是系统中由体积分布决定的压力均衡。
通常,排放端的体积将占总体积的10-20%,因此,高端压力对压力均衡的影响要比吸入端大体积和低压的影响小一些。
2.8真空泵和真空计
为实现足够的排空,必须有一个好的真空泵。
请参阅图15。
对于固定使用,建议使用双级20m3/h真空泵,但对于维修,最好使用较小的双级10m3/h真空泵,因为它的重量小一些。
全封闭制冷系统不适于此目的,原因是它不能产生足够低的压力,而且,用作真空泵的压缩机将会因过热而损坏。
空气的绝缘阻抗在低压时会降低,因而会很快发生引入线或全封闭压缩机电动机的电气损坏。
同样的真空泵可用于所有充注了酯油的制冷剂。
装有易燃制冷剂R600a和R290的制冷系统必须使用防火真空泵。
如果所获得的真空无法测量,有无合适的真空泵就没有意义。
因此,强烈建议您使用合适而耐用的真空计(图16),以便测量低于1mbar的压力。
3.0制冷剂的处理
为确保制冷系统有合理的使用寿命,制冷剂的湿气含量不能超过20ppm(20mg/kg)。
不要从大容器中将制冷剂通过若干个大小不同的容器填充到填料瓶中,原因是每次倾倒后,制冷剂中的水含量都会显著增加。
易燃制冷剂R290和R600a
R600a只能在合乎规定的容器中存储和运输,而且必须按现有的指导规定进行处理。
在制冷剂R600a和R290附近严禁使用明火。
制冷系统必须用切管刀打开。
不允许将制冷剂R12或R134a换成R600a,原因是冷藏柜还未核准可以和易燃制冷剂一起使用,而且还未根据现有标准进行电气安全测试。
将制冷剂R22、R502或R134a换成R290R290R502也是如此。
3.1充注制冷剂
通常,如果充注方式正确并且已知设备的当前制冷剂充注量,则进行适当的制冷剂充注没有任何问题。
请参阅图17。
在进行充注时,应始终遵循生产厂商推荐的制冷剂类型和用量。
大多数情况下,此信息在冷藏柜的类型标签上标明。
不同品牌的压缩机有不同的含油量,因此,当转而使用另外的品牌时,最好更正制冷剂量。
制冷剂的充注可以按重量或按体积进行。
易燃制冷剂,如R600a和R290,必须始终按重量充注。
如果按体积充注,必须使用制冷剂充注瓶。
制冷剂R404A和所有其他400系列的制冷剂必须始终以液体形式充注。
如果充注量未知,就必须一点一点地充注,直到蒸发器上方的温度指示达到所需值为止。
但是,大多数情况下,最好对系统进行过量充注,然后逐渐地去除制冷剂,直至达到正确的充注量为止。
充注制冷剂的条件是:
压缩机在运行,冷藏柜没有负荷且柜门关闭。
正确的充注量可通过温度来判断,即蒸发器入口和出口的温度相同。
在压缩机吸入接头上,温度必须接近环境温度。
这样,便可以避免湿气转移到冷藏柜的隔热材料中。
请参阅图18。
如果系统有膨胀阀,制冷剂的充注就必须到视液镜中没有气泡为止。
视液镜应尽可能靠近膨胀阀。
3.2制冷剂最大充注量
压缩机
类型
制冷剂最大充注量
如果制冷剂充注超过压缩机数据表中允许的最大量,
则在冷启动后压缩机中的油会起泡,
而且会导致压缩机中的阀系统损坏。
制冷剂充注量始终不得超过系统中冷凝器端可能容纳的量。
另请参考压缩机数据表,制冷剂最大充注量(取决于具体的类型)
可能会与表单中提供的数据有所偏差。
R600a和R290的最大充注量150g是设备标准150g的安全上限,
而提供其他重量的目的是为了避免水击。
R134a
R600a
R290
R404A
P
300g
120g
T
400g
150g
150g
600g
TL….G
600g
150g
150g
N
400g
150g
150g
F
900g
150g
850g
SC
1,300g
150g
1,300g
SC-Twin
2200g
3.3测试
在完成维修前,必须对整个冷藏柜进行测试,以确保实现预期的结果。
必须确保蒸发器能够冷却,从而达到所需的温度。
对于用毛细管作为节流装置的系统,一定要检查压缩机能否在使
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- 封闭 制冷系统 维修