压缩机粘缸是空调和热泵日常维护中的常见故障之一,是一个严重的故障问题。本文从几个方面(重点是转子压缩机)分析了压缩机气缸堵塞的原因。
一、转子压缩机结构示意图
二、粘缸现象
1.粘缸的定义:是指压缩机运行时,由于润滑不良和杂质,相对运动的部件不能运行的现象。压缩机粘缸表明压缩机已经损坏。压缩机粘缸多发生在相对滑动摩擦的轴承和曲轴、气缸和下轴承、相对滚动摩擦的活塞和气缸的摩擦面上。
另一种现象有时被误判为粘缸,即压缩机启动不良,这意味着压缩机无法正常启动,因为压缩机的启动扭矩无法克服系统阻力。当外部条件改变时,压缩机可以无损坏地启动。由于压缩机电容损坏或电压低,经常出现启动不良。
2.压缩机正常启动的条件:压缩机启动扭矩摩擦阻力大,压力作用力小,旋转惯性力摩擦阻力大:与压缩机上轴承、下轴承、气缸和曲轴之间的摩擦以及压缩机冷冻油的粘度有关。高低压作用力:与系统的高低压平衡有关。旋转惯性力:与转子和气缸设计有关。
三、粘缸的常见原因
1.压缩机本身
1.1压缩机加工不良,配合面局部受力不均,或者加工工艺不合理,压缩机生产过程中杂质进入压缩机,这种情况对于品牌压缩机来说比较少见。
1.2压缩机和系统的适应性:热泵热水器是在空调的基础上发展起来的,所以大多数热泵厂家都使用空调压缩机。空调工况国家标准要求的最高温度为43,即冷凝侧最高温度为43,该温度下压缩机的最大排气压力一般不超过23kg/cm2。然而,在热泵运行的国家标准中,要求水温为55,即冷凝侧温度为55。在此温度下,最大排气压力一般为25kg/cm2。如果蒸发侧环境温度为43,排气压力一般在27kg/cm2左右,使得压缩机经常在高负荷下工作。
在高负荷下工作,容易造成冷冻油碳化,导致压缩机润滑不足,气缸卡死。近两年来,开发了一种热泵专用压缩机。通过优化回油孔、排气孔等内部结构,使压缩机更适合热泵的工况。
2、运输、搬运等碰撞原因
压缩机是精密仪器,泵体精确匹配。运输过程中的碰撞和剧烈振动会导致压缩机泵体的匹配尺寸发生变化。压缩机启动或运转时,曲轴带动活塞转到一定位置,阻力明显增大,最后卡住。因此,压缩机从交付到主机组装,从主机储存到运输到代理商,从代理商到用户安装,都要小心处理,避免碰撞、翻车、躺倒等。根据压缩机厂家的相关规定,输送倾角不能超过30。
3.安装和使用原因
对于空调和热泵行业来说,有三分质量,七分安装。虽然夸张,但足以说明安装对主机的使用影响很大。水平测试、排空、连接管长度、高落差、检漏等。参与安装会影响主机的使用。以下逐一说明。
3.1水平试验:压缩机生产厂家规定压缩机工作倾角应小于5,主机安装应水平,倾角应小于5。长时间倾斜明显的作业,会造成局部应力不均匀,局部摩擦力大。用户应安装液位计进行液位检测
3.3连接管长度:连接管长度和水箱盘管长度在主机R&D试验时确定。在实际安装使用过程中,连接管的不规则加长和水箱的调整会使系统的内部容积偏离实验标准,制冷剂量与主机系统的匹配会失去平衡。当机组运行时,由于制冷剂过多或过少,排气温度、压力和加热时间都会异常。影响与连接管和水箱盘管长度变化多少有关。选择主机和水箱时,尽量根据技术要求选择。当连接管必须加长时,应按15-20g/m的标准增加。
3.4高落差:高落差是指主机与水箱的高度差,会造成回油困难。一般要求客户的水箱和主机尽可能在连接管的允许长度范围内,两者处于最佳水平。
3.5检漏:连接制冷剂管道并排空后,应进行检漏。可以使用肥皂、洗衣粉、洗洁精等泡沫,均匀涂抹在阀门螺母上,不会吹出气泡。如果制冷剂泄漏,也会导致制冷剂不足,压缩机无法正常充分冷却,导致排气温度升高,冷冻油变质。
4.主机生产过程控制原因
4.1压缩机搬运:搬运压缩机总成时,水平搬运、侧向搬运和猛烈落地都是不规则的动作,应小心搬运和垂直搬运。
4.2焊接前,压缩机的密封胶塞不应过早拆除,其他制冷系统管道也应有效密封。业内有大厂家规定,在拆下密封胶塞后的30分钟内,特别是雨天,要将搭焊密封。原因是空气中含有一定量的水蒸气,冷冻机油有一定程度的吸水性。长时间接触空气,不可避免的会有水侵入,油被稀释,润滑性下降。系统里有水
分将造成“冰堵”,即水分在0℃以下会在节流处结冰造成系统堵塞;水会跟冷冻油发生化学反应产生酸,造成“镀铜”,即酸与系统铜管发生反应,溶解的铜离子会附着在钢铁表面,形成一层膜,即为“镀铜现象”,镀铜会造成压缩机堵转;或使塑料密封件产生“膨润作用”,会造成系统冷媒泄漏。生产时应尽量缩短压缩机内部与外界空气接触时间。4.3焊接过程水汽进入管路:焊接四通阀等需要用水冷却的部件时,应避免水流冲进管路,如结构限制,应将管口用胶塞塞紧后再行焊接,焊接后并用高压氮气吹干。
4.4充氮焊接要求:氮气是一种惰性保护气体,在焊接时可防止空气与高温铜管表面接触形成氧化皮,氧化皮虽为粉末,手几乎无法感觉其固体存在,但会造成有的粘性变化,影响润滑。充氮是空调、热泵厂家的明文禁令,应严格执行。不充氮造成的故障是严重的,但也是难发现的。
4.5抽真空不合格:推荐系统真空度在在20P以下,以保证系统含水量在允许值以下。抽真空不合格可能造成空气和水汽残留。造成的后果也是以上分析的。真空度不合格原因一般为抽空时间偏短、系统泄漏、或没有同时从高低压两侧抽。
4.6管路切割避免铜屑残留在孔或管口,对于二次加工的孔、管口应清理干净。
4.7车间洁净度要求:热泵生产是洁净生产,车间的地面、墙壁包括仪器设备都应及时清扫,避免脏乱差,车间的门窗应合理封闭,设专门的通风口,避免闲杂人员、尘土、湿空气进入车间。车间不洁净,粉尘进入系统造成的后果是脏堵、润滑下降等。
5、热泵系统设计不合理
5.1研发实验中制冷剂确定灌注量不合理,实验项目不齐全,出现常温下压力温度、压力合理,但在高、低温时压力温度异常。所以,在研发阶段必须验证高温(环境温度43℃)、名义(环境温度20℃)、低温(环境温度-7℃)、除霜(环境温度0℃)等实验效果。
5.2回油不足:系统设计时必须考虑回油,回油一般通过方向或压力的变化提高流速,将油携带返回压缩机,通过在系统管路上设计回油弯,回油弯能将朝一定方向流动的制冷剂流速提高,同时也保证回油充足。
5.3系统容积过大,一般情况下某一型号压缩机与换热器的大小是有匹配性的,因为压缩机内部油量是固定的,换热器过大会使油量不足,并非行外人说的换热器越大越好。
四、空调器压缩机更换冷冻润滑油的方法
将压缩机与制冷系统断开,拆下压缩机,将其倒置,把机壳内变质的冷冻润滑油倒人事先准备好的容器中,称量出冷冻润滑油的容积 然后以此为依据,将新的冷冻润滑油倒人盛油容器中,在量上应增加原量的 1096,作为加油量。
具体操作方法是:
1、将准备好的冷冻润滑油放入一个干净的小容器中。
2、将压缩机装回空调器的原安装位置上,在压缩机的排气管上接一只复式三通修理阀, 连接时把三通修理阀的中间管道与压缩机排气管相连, 左侧的管道放入盛有冷冻润滑油的容 器中,右侧管道与真空泵相连。
3、将二通修理阀左侧阀门关闭,右侧阀门打开,然后启动真空泵运行。
4、真空泵运行 5—10 分钟。左右停机,关闭右侧阀门,打开左侧阀门,冷冻润滑油在压 缩 机内外压差作用下流入压缩机内,待容器中冷冻润滑油全部流人压缩机内时,加油工作结束。
5、用气焊将压缩机与制冷系统焊好,以便进行下一步维修操作。