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1、 压缩机和 HVAC/R 制冷回路中的机械故障排除 技术应用文章 使用一支温度计和 Velcro K 型热电偶来检查温度。 制冷系统的核心部件是压缩机，其作用是将冷的制冷气体从蒸发器抽送到冷凝器中。为了完成这个任务，压缩机将过热气体的温度和压力提高，强迫它们进入冷凝器中。压缩机绝对不能用来抽液。这样做不仅会损坏压缩机，而且会带来潜在安全隐患。 与人的心脏类似，制冷压缩机需要进行适当维护，并进行定期检查和测试。不幸的是，在发生故障而停止运转之前，压缩机经常被忽视，直到发生故障，它才得到更换，系统经过备份又暂时运转。很多时候，出现问题的根源不在于压缩机本身，而在于可提前使压缩机失灵并因附件设备而引
2、起的系统失灵或设计问题。 本应用说明介绍了如何对可引起系统提前失灵的压缩机故障和相关问题进行排除。我们将对系统问题诊断和维修的正确方法，而不仅限于对问题的表现形式加以讨论。 使用一个管钳式温度探头和一块数字式万用表来检查上升至冷 凝器的高温制冷气体的温度。 测量压缩机的吸入压力和 排放压力 压缩机的吸入压力和排放压力通常用一组标准制冷表进行测量。但在本应用说明中，我们将介绍如何在具备或不具备标准量表的情况下使用数字式万用表 (DMM) 和压力/真空模块来测量压缩机吸入侧和高压侧的压力。如果系统中配备有制冷表，并结合本测试方法使用，则该压力/真空模块将对标准歧管压力表的精度进行验证。 为了结合您
3、的标准歧管压力表测量您DMM上的压力，请采取以下步骤： 将压力/真空模块软管接头与您歧管压力表上的制冷剂软管相连。 将压力/真空模块与DMM相连，并将模块功能设置为 cm/in Hg。 在正常工作运行过程中，将蓝色和红色软管安装到系统的吸入侧和高压侧。 在您的DMM上读取吸入压力， 打开歧管压力表上的蓝色手柄。这会将系统吸入压力带到压力真空模块中。读取压力读数，并将其与压力表的压力进行比较。压力不匹配也不要大惊小怪。像 Fluke PV350 这样的模块，其精度要比标准制冷表的精度高很多。 在您的DMM上读取排放压力时， 将压力表上的蓝色阀关闭，并打开歧管压力表上的红色手柄。这会将系统排放压力
4、带到模块中。 要卸下模块，只需按与安装相反的顺序进行操作。 警告：一定要首先关闭压力表的高压侧出口，并记住从高压侧压力表中排出制冷剂，方法是让压缩机运转并将过量制冷剂吸入系统的低压侧。 为了在不安装歧管压力表的情况下测量您DMM和压力/真空模块上的压力，请采取以下步骤： 将模块软管接头与任意标准制冷剂软管相连。 将制冷剂软管与压缩机上的入口相连。 打开入口， 然后直接在压力/真空模块上读取制冷剂压力。 您可以使用一个压力真空模块一次读取一个压力值，这样一次只需记录一个吸入或排放压力。或者如果您使用的是一个带最小值/最大值功能的DMM， 就可以将吸入压力作为最小值记录下来，然后将排放压力作为最大
5、值进行记录。 要卸下压力/真空模块，只需按与安装相反的顺序进行操作。 计量装置 (TXV) Fluke 561 HVACPro 向外的空气返回的 空气排放管线 吸入管线 压缩机 图 1 要快速排查压缩机排气温度的问题，请使用一个红外温度计在压缩机头部、压缩机油泵、蒸发器盘管和吸入管线、冷凝器盘管和液体管线以及风机电机处的温度。 警告：拆卸压力表的高压侧端口时要小心，因为压力可能非常高。为了将制冷剂损耗降到最低，在将模块从系统高压侧卸下时，要养成安全处理制冷剂的习惯。这包括在拆卸压力表之前先将压缩机关闭，并使压力得到平衡。在从系统低压侧卸下压力表时，无需先将压缩机关闭。 压缩机排放管线温度的故障
6、排 除 压力和温度测量测试，该基本测试可用于确定压缩机内部所发生情况。对压缩机内的制冷剂过热或过冷情况进行检查，其正确方法请参阅标题为“HVAC/R 系统制冷剂过热和过冷故障排除”的应用说明。 要测量压缩机的温度，请采取以下步骤： 使用数字式万用表的管道夹附件或带有管道探头的 HVAC 温度计， 在压缩机的排气处来测量排放管线温度。高于 275 F - 300 F (135 -148 ) 的温度将会慢慢破坏润滑剂的质量以及压缩机的性能。 这些高温状况可能是由系统中的高冷凝温度/压力、不充分的制冷剂用量和非冷凝气体、 蒸发器的高度过热、 堵塞的吸入管线过滤器或低吸入管线压力所引起的。 这些情况会
7、使压缩机达到高于正常值的压缩比，工作起来更加费力，密封的内部电机绕组温度升高， 因而引起压缩机发生磨损、 疲劳和失灵。 2 福禄克教育合作伙伴计划压缩机和 HVAC/R 制冷回路中的机械故障排除 冷凝器蒸发器温度检查是维护人员的一项重要工作。对系统部件进行快速检查不仅有助于发现问题，而且还可通过定期监视关键温度值而可以提前预测发生的故障。使用红外温度计可进行以下快速检查： 压缩机头部温度 压缩机油槽温度 蒸发器盘管和吸入管线温度 排放管线温度 冷凝器盘管和液体管线温度 冷却风扇温度 通过使用红外温度计对各种部件的温度进行扫描，可以对制冷系统的情况进行快速检查（参见图 1）。虽然对每个部件进行接
8、触式测量可以完成同样的工作，但使用非接触式红外工具更加快速。通过细心留意测量记录，能够检测故障的发展趋势。这样，您就可以使系统保持最好的状态，并避免发生损失成本高昂的故障。 注意：IR 在测量具有不光亮表面的物体时可取得最佳读数。如果表面光亮， 请使用黑色标记、 不光亮的油漆、 遮蔽胶带、 电气胶带等使表面变暗。 有关使用红外温度计进行温度测量的详细信息， 请参见标题为“使用红外温度计进行非接触式温度测量” 的福禄克仪器应用说明。 记录夜温 要对制冷系统的性能进行检查，记录制冷空间内的温度通常是十分有用的。它可以使您检测到通过一次系统检查而没有发现的问题。 例如，确保制冷空间内的温度变化保持在
9、最低程度是十分重要的。温度变化可能来源于一段时间内发生的负荷或环境条件变化，因此需要对其进行持续监视。 通过在一段时间内对关键位置的最低和最高温度进行记录，就可以确定空气循环和制冷能力符合应用的需要。 使用数字式温度计可以记录一段时间内的最低和最高温度。温度值可随时通过查看按钮来查看（记录不会中断）。如果按 HOLD（保持）按钮，就会保存所记录的最小/最大值， 并将停止记录。 数据被保存下来，直到用户选择不同的输入或将仪器关闭。在选择一个数字式温度计时，您需要寻找一个可记录数百个温度值的型号，以便获得精确的测量。一些有用的附加功能包括： 时间戳记功能、操作员时间间隔设置以及用于同时记录两个温度
10、值的双通道功能。通过这种仪器，可以记录一段时间内盘管两端的温度差。在具有时间限制而不允许等到问题发生的情况下， 这种功能对于对 HVAC 设备的有问题区域进行故障排查尤其便利。 压缩机阀性能测试 为了测试用于中等和较低温度硬度应用的密封式和半密封式压缩机，可以用以下方法来测试内部阀的泄漏情况。 将一个压力/真空模块与DMM相连，并将模块功能设置为 cm/in Hg。 在吸入管线口处连接压力/真空模块。 通过将吸入管线阀前置而从系统低压侧将压缩机关闭。 将压缩机运转两分钟。 关闭压缩机并观察读数。 使用一块万用表和一个压力模块来检查泵头压力。 3 福禄克教育合作伙伴计划压缩机和 HVAC/R 制
11、冷回路中的机械故障排除 压缩机的真空度至少应为 16in. (410 mm) Hg。 如果真空读数开始下降到接近 10in. (254 mm) Hg，压缩机的排放管线可能发生了泄漏，可能要对其进行更换。如果压缩机的真空度不没有下降到 16in.Hg 以下， 则说明吸入阀性能正在下降，但还不需要更换。如果压缩机具有焊接结构并进行气密密封，并且存在这些情况，更换一台新压缩机可能是唯一的补救方法。 警告：每当对带有故障阀门的压缩机进行更换时，一定要在安装新压缩机之前或之后对整个制冷系统进行诊断，以避免重复发生压缩机故障。 压缩机电机的故障排除 钳形表是用于排查电机故障的极好工具，特别是那些专门用于精
12、确测量交流电压和电流的量表。 使用这些量表，可以不用插入到电路中而测量电流。压缩机故障经常由电气故障引起要检查要压缩机有无电气问题，请在接触器（起动器）端子处检查电压，然后断电后在压缩机上进行测试：使用一个绝缘测试仪来检查绕组电阻，然后检查绕组对地电阻。 . 检查压缩机控制装置上的运转电流 由制冷系统问题引起的压缩机电机故障的排除 有时，有缺陷压缩机的电机绕组故障会由维护人员诊断为由电气系统问题引起。要想快速检查是否存在电气问题，可在设备运行过程中（如果可能），使用一个红外温度计来扫描接头、连接电缆和断路器。任何松动的接头或过载的电路都会表现出异常温度。 但是，机械系统失灵或不当的安装和维护做
13、法经常也会引起压缩机电力问题。这些问题包括： 1. 不良的管线连接会使运转中返回到压缩机的油不充分。 2. 过高的排放温度导致油中产生酸类物质。 3. 蒸发器和冷凝器盘管两端的空气流动不充分。 4. 吸入压力过低。 5. 液体冷凝剂倒流回压缩机。 使用 DMM、钳形表、数字式温度计、管道夹、红外温度计和压力/真空模块，可以有效地诊断这些制冷系统问题并避免压缩机出现故障。 4 福禄克教育合作伙伴计划压缩机和 HVAC/R 制冷回路中的机械故障排除 下面是对这些制冷问题进行诊 断的简单步骤： 1. 不良的管线连接方法会使压缩机轴承出现故障或锁住，从而引起油在系统中堵塞，使返回倒压缩机的油不成分。如
14、果轴承没有锁住并且继续在这些条件下磨损，转子将会下降到定子外壳中，从而使绕组发生短路。为诊断此问题，需要测量压缩机电流。电流不应超过厂商规定的满负载额定值。磨损的轴承会引起高于正常值的电流。您也可使用红外温度计来扫描轴承，并寻找异常高的温度。通过压缩机的观察镜来检查油位。如果没有观察镜，则使用红外温度计来测量压缩机外壳的油槽温度。油位可通过红外探头进行检测。压缩机外壳上油位处的油槽温度将有所不同。 警告：每当发生因不良管线连接而引起的油问题时，正确的补救措施是修复管线，而不是继续向系统中添加更多的油。 2. 过高的排放温度由过高的排放压力和过热引起。可以使用红外温度计在一段不光亮的管线上对压缩
15、机排放管进行快速测量。使用一个压力/真空模块来测量排放压力。 将制冷剂压力转换为温度，然后将它与环境温度进行比较。如果存在大于 20-30 F (11-17 ) 的温度差，则说明系统中存在非冷凝气体，或冷凝器周围的空气流动受限。 注意：温度差会因原始厂商的设计和效率而有所不同。 3. 使用一个数字式温度计检查蒸发器周围的空气流动是否充分。（参见图 3）将一个珠形热电偶放在盘管的排放侧和盘管的返回侧。记录空调装置上的温度差。 预计温度差大约为 18 F 至 22 F（10 C 至 12 C）。在制冷装置上，预计温度差大约为 10 F 至 15 F（5 C 至 8.5 C）。 注意：温度差可能会因
16、初始设计和湿度要求而有所不同。 4. 可以使用压力/真空模块和您的DMM 来检查吸入压力是否过低。将模块安装在压缩机上，然后记录吸入压力。使用一个压力-温度 (PT) 图将制冷剂压力转换为温度。在蒸发器的前面检查返回空气温度。将制冷剂温度与所需的蒸发器返回空气温度进行比较。在空调装置上，温度差预计大约为 35-40 F (19-22 )，而在制冷装置上，温度差预计大约为 10-20 F (5-11 )。 5. 通过使用压力/真空模块和管道夹以及您的 DMM 确定过热情况来检查是否有液体冷凝剂流回压缩机。检查吸入压力，并使用 PT 图将制冷剂压力转换为温度。测量吸入管线温度。比较两个温度差别。如果不存在温度差，说明有液体流回压缩机。如果存在 10-20 F (5-11 ) 的温度差，则说明过热情况正常，不存在使压缩机性能下降的不需要的液体。 图 3 盘管两端的 DT。使用数字式温度计记录蒸发器温度差 和最低/最高温度。 小结 制冷、空调和热泵系统的故
