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冷热冲击箱制冷系统的常见故障分析

2024年11月15日 16:01:51 人气: 45 来源: 广东皓天检测仪器有限公司

一、引言


冷热冲击箱的制冷系统对于实现试验箱的高低温冲击功能至关重要。然而,在使用过程中,制冷系统可能会出现各种故障,影响试验箱的正常运行和试验效果。本文将对冷热冲击箱制冷系统的常见故障进行分析。

二、制冷剂相关故障

(一)制冷剂泄漏


  1. 泄漏原因

    • 管道连接部位松动是制冷剂泄漏的常见原因之一。冷热冲击箱在长期使用过程中,由于振动、温度变化等因素,管道的连接螺母可能会出现松动,导致制冷剂泄漏。此外,制冷系统中的密封件老化、磨损,如 O 型密封圈在长时间高温、高压环境下失去弹性,也会引起制冷剂泄漏。

    • 系统部件的损坏也可能导致制冷剂泄漏。例如,蒸发器或冷凝器的铜管因腐蚀、碰撞等原因出现裂缝,使制冷剂从破损处泄漏。这种情况可能是由于环境因素(如潮湿、有腐蚀性气体)或设备受到外力撞击引起的。

  2. 故障表现与影响
    制冷剂泄漏会导致制冷系统的制冷能力下降。可以通过观察制冷系统的压力变化来初步判断是否存在泄漏。当制冷剂不足时,高低压侧的压力都会降低,蒸发器表面可能会出现结霜或结冻现象,同时压缩机的吸气温度会升高,运行电流减小。这不仅会影响试验箱的温度控制效果,还可能导致压缩机因过热而频繁启停,甚至损坏压缩机。

(二)制冷剂充注量不当


  1. 充注过多问题
    当制冷剂充注量过多时,冷凝器中的制冷剂不能完液化,导致冷凝器的有效散热面积减少,冷凝压力升高。这会使压缩机的排气压力过高,增加压缩机的负荷,同时可能引起压缩机的过载保护。此外,过多的制冷剂进入蒸发器后,可能无法完蒸发,液态制冷剂可能会回流至压缩机,造成液击现象,损坏压缩机的阀门和活塞等部件。

  2. 充注过少问题
    制冷剂充注过少则会使蒸发器内的制冷剂提前蒸发完毕,蒸发器的吸热能力下降,导致制冷量不足。这会使试验箱无法达到设定的低温,并且蒸发器表面温度过低,容易结霜或结冻。同时,由于制冷量不足,压缩机需要长时间运行,增加了压缩机的磨损和能耗。

三、压缩机故障

(一)压缩机磨损


  1. 磨损原因
    压缩机在长期运行过程中,内部的活塞、气缸、轴承等部件会因摩擦而产生磨损。这种磨损可能是由于正常的机械磨损,也可能是由于润滑不良引起的。例如,润滑油不足、润滑油污染或变质等情况会加剧部件之间的摩擦,导致磨损加剧。

  2. 故障表现与影响
    压缩机磨损会导致其压缩效率降低,表现为排气量减少、排气压力降低。这会影响制冷系统的制冷能力,使试验箱无法维持正常的温度范围。同时,磨损产生的金属碎屑可能会随着制冷剂在系统中循环,进一步损坏其他部件,如堵塞膨胀阀或损坏蒸发器、冷凝器的管道。

(二)压缩机电机故障


  1. 故障原因

    • 电机过载是压缩机电机故障的常见原因之一。这可能是由于制冷系统的负荷过大,如制冷剂充注量过多、压缩机频繁启停导致启动电流过大等情况引起的。此外,电机长期运行在高温环境下,散热不良,也会导致电机绕组绝缘性能下降,容易出现短路或断路故障。

    • 电源问题也可能影响电机的正常运行。电压过高或过低、电源波动较大等情况会使电机的工作电流异常,加速电机的损坏。

  2. 故障表现与影响
    压缩机电机故障会导致压缩机无法正常启动或运行过程中突然停机。如果电机绕组短路,会引起熔断器熔断或断路器跳闸;如果电机断路,则压缩机完无法运转。这会使制冷系统停止工作,导致试验箱温度失控,影响试验的正常进行。

四、膨胀阀故障

(一)膨胀阀堵塞


  1. 堵塞原因
    膨胀阀可能会被制冷剂中的杂质、水分或冷冻油中的蜡质成分堵塞。杂质可能来自于制冷系统安装过程中的残留或制冷剂本身的质量问题;水分则可能是由于系统在安装或维修过程中进入,或者干燥剂失效导致制冷剂中含水量增加。当这些物质在膨胀阀处积聚时,会阻碍制冷剂的正常流动。

  2. 故障表现与影响
    膨胀阀堵塞会使制冷剂流量减少或完中断。这会导致蒸发器的制冷效果变差,温度降低,可能出现结霜或结冻现象。同时,由于制冷剂流量不稳定,制冷系统的压力也会出现异常波动,影响整个制冷系统的正常运行。

(二)膨胀阀调节不当


  1. 调节不当原因
    膨胀阀的调节需要根据制冷系统的工况进行准确调整。如果在安装或维修后没有正确设置膨胀阀的开度,或者在试验箱运行过程中工况发生变化(如环境温度变化、负荷变化等)而没有及时调整膨胀阀,就会出现调节不当的问题。

  2. 故障表现与影响
    当膨胀阀开度偏大时,制冷剂流量过大,蒸发器可能无法完蒸发制冷剂,导致液态制冷剂进入压缩机,产生液击现象,损坏压缩机。当开度偏小时,制冷剂流量不足,蒸发器制冷量不够,温度降低,容易出现结霜或结冻现象,同时制冷系统的制冷效率降低。

五、冷凝器故障

(一)冷凝器结垢


  1. 结垢原因
    对于风冷冷凝器,空气中的灰尘、杂质容易在冷凝器翅片上堆积,形成污垢。对于水冷冷凝器,冷却水中的矿物质在高温环境下容易析出并附着在冷凝器管壁上,形成水垢。这些污垢和水垢会降低冷凝器的热交换效率。

  2. 故障表现与影响
    冷凝器结垢后,其散热能力下降,导致冷凝压力升高。这会使压缩机的排气压力升高,增加压缩机的负荷,降低制冷系统的制冷效率。同时,冷凝压力升高可能会引起压缩机的过载保护,使压缩机频繁启停,影响制冷系统的正常运行。

(二)冷凝器风机故障(风冷式冷凝器)


  1. 故障原因
    风机故障可能是由于电机损坏、风机叶片变形或损坏、轴承磨损等原因引起的。这些问题可能是由于长期运行、机械振动、恶劣环境(如高湿度、高粉尘环境)等因素导致的。

  2. 故障表现与影响
    当冷凝器风机出现故障时,风冷冷凝器的风量减少或完无风,散热效果急剧下降。这会导致冷凝器内的制冷剂不能充分冷却,冷凝压力升高,影响制冷系统的正常运行,使试验箱无法维持正常的温度范围。

六、蒸发器故障

(一)蒸发器结霜或结冰


  1. 结霜结冰原因
    蒸发器结霜或结冰可能是由于制冷剂流量异常、温度传感器故障、空气湿度大等原因引起的。当制冷剂流量过大或蒸发器温度过低时,蒸发器表面容易结霜或结冰;温度传感器故障可能导致控制系统无法准确控制蒸发器温度,使蒸发器持续低温运行;高湿度环境下,进入蒸发器的水蒸气在低温表面迅速凝结成霜。

  2. 故障表现与影响
    蒸发器结霜或结冰会降低蒸发器的热交换效率,使制冷量减少。这会导致试验箱内温度升高或无法达到设定低温,同时增加了压缩机的负荷,影响制冷系统的正常运行。此外,严重的结霜或结冰可能会堵塞蒸发器的风道,影响空气循环。

(二)蒸发器堵塞


  1. 堵塞原因
    蒸发器可能会被灰尘、杂质或制冷剂中的异物堵塞。这些物质可能通过空气循环进入蒸发器,或者是由于制冷系统内部部件损坏产生的碎屑进入蒸发器。

  2. 故障表现与影响
    蒸发器堵塞会使制冷剂的吸热过程受阻,降低蒸发器的制冷效果。这会导致试验箱内温度不均匀,部分区域温度无法达到设定值,同时可能引起蒸发器局部温度过低,出现结霜或结冻现象。

七、结论


冷热冲击箱制冷系统的常见故障涉及制冷剂、压缩机、膨胀阀、冷凝器和蒸发器等多个方面。了解这些故障的原因、表现和影响,对于及时诊断和修复制冷系统故障,保障冷热冲击箱的正常运行和试验效果具有重要意义。在实际使用中,应加强对制冷系统的维护和监测,预防故障的发生。


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