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经验 | 2016采暖季,“煤改电”热泵采暖常见故障及维修

发布时间:2017-09-06

导读:北京“煤改电”中,空气能热泵如此之大的安装量,在世界范围内都属首次,其一举一动可谓万众瞩目。那么过去的这个采暖季,北京“煤改电”中空气源热泵运行情况如何,有哪些常见的售后问题?这些问题都是怎么解决的?搞清楚这一点,有助于在空气源热泵面向更广阔的北方市场推广时,更好的把握技术关键,减少故障,提供售后质量。

主要内容:

  • 了解售后维修必备的基本知识和工具

  • 掌握机组维修的思路

  • 机组冷媒系统的故障分析和解决方法

  • 机组电控系统的故障分析和解决方法

  • 机组水系统的故障分析和解决方法


空气源热泵基本分为电控系统、冷媒系统和水系统,空气源行业把三个系统能够全部吃透的人是很少。所以我希望通过今天的分享跟大家探讨下,经过北京煤改电售后市场的培育,能够培养一批在电控系统及冷媒系统及水系统都能够一专多能的的人才,那么未来对空气源市场会有更大的好处。

切忌经验主义,具体问题具体分析

说到售后维修,我想先跟大家说说售后思路的问题,把售后思路给大家捋一捋。做售后维修的需要建立一个非常清晰和明确的售后思路和框架,就是要对故障进行排查和分析,不能盲目地搬套经验主义,比如说,客户机器报高压保护,到现场后说水泵流量少了直接换水泵。其实这种做法是不对的,因为报高压有很多原因引起,不同原因会产生同一样的故障。我们要考虑所有能够导致高压故障的原因,逐一排除。大家也知道,空气源热泵有喷气增焓、有可制冷可制热的冷暖系统。

热泵系统出现的问题无非分为几个方面,一是冷媒系统、第二是电控系统、第三水系统。任何一种故障,都离不开这三种情况。那么我们大家如何去区分究竟是系统问题还是电控问题抑或水系统问题?这个时候就需要到现场看清楚或者接到电话听对方描述各种参数,比如说高低压、排气温度、回气温度、盘管温度之类技术参数,我们就能初步地能够判断究竟是氟系统问题还是电控问题还是水系统问题。

我去年遇到很多系统报高压的问题。导致系统冷凝压力过高有以下几个原因,第一水流量太小了,压缩机冷媒排出来的到冷凝器的热量水是带不走的,它的排气压力会高,然后高压开关本身损坏,还有电控系统高压开关接进来的电路元件有损坏,比如电容损坏、分压电阻、74HC165芯片损坏都有可能引起高压故障。那么我们如何鉴别究竟是系统的问题还是电控的问题抑或水系统的问题?这里告诉大家一个最简单的方法,从机组断电和启动,这两个分界线来看。

去年遇到一个老百姓说:哎呀,胡工,你来看一下这个报高压。去之前我给他电话,先问他报高压故障是压缩机启动之前报还是压缩机启动以后报的?这个问题就基本可以区分出来,能把问题的大方向确定了。如果是压缩机启动后报的高压,那么极有可能就是水系统问题,或是系统本身的问题,是冷媒系统的问题,和电控系统的关系不是很大。那么反过来说,是在压缩机启动前,甚至于连风机和水泵都没有启动,仅仅一合上闸开始报高压。那就要考虑是电控的原因,把排查重点放在电控系统,还有一个可能性就是高压开关的本身,高压开关本身已经损坏。

所以分析每个故障之前,大家要把思路拓宽,问题可能是一个问题,故障可能是同一个故障,但是大家要把引起故障的所有原因列举出来,然后用排除法,或者可以用直观分析法把故障查找出来,缩小故障原因范围,然后对症下药。搞售后维修必须有清醒的头脑,不能三大板斧盲目维修的,有些人一碰到问题就说是缺氟,就加氟,或者说调下膨胀阀就可以搞好。没有任何的理论依据进行维修是很不科学的。

售后维修必备技能和工具

接下来我跟大家介绍一下,做售后维修所要具备的一些基本技术和一些基本的售后工具。我们先从工具说起,比如说加冷媒时需要压力表、电子秤、真空泵。为什么呢?热泵是属于一个复杂循环系统,它不像空调一样,是毛细管节流,冷凝器蒸发器,甚至可以通过压力可以简单的去判断。热泵涉及到喷气增焓,是一个更为复杂的循环,所以我们必须按照机组铭牌上提供的冷媒充注量去称重,然后加注制冷剂。

那么在电控这一块,我们所需要具备的就是说对于定频机器来说,我们需要一个钳流表,钳流表要具备有测量电阻、测量电压、测量电流、测量电容功能。去年我遇到很多定频机的压缩机电容损坏情况。压缩机的电容究竟是损坏还是没损坏,需要通过精密的电容表去判断它的容值是否发生了变化,才能把这个问题找出来,所以说要具备这样的一些仪器。如果是维修变频机器的话,我们的工具投入会更多,需要配备像示波器之类的仪器,检测电控系统的故障所在。

接下来我们谈一谈技术储备。我们需要对冷媒系统有基本的分析能力,我推荐大家去看和学一下制冷压焓图。读懂制冷压焓图是很重要的。制冷压焓图可以做到循环计算、循环分析、还有循环设计。那么在电控系统上面,最起码我们要知道基础的电子元器件,比如像电阻、电容、二极管、三极管、光耦合器、ULN2003、74HC165、CD4051等。比如说现在空调控制板和热泵控制板常用的ULN2003OC门芯片,起码知道这些产品的工作原理,才方便于我们后期判断故障原因。

在水系统上我们需要掌握的也是一些比较基本的知识,比如说流体力学、流体机械,比如说水泵的流量、扬程,如何去计算或者它能够起到什么样的作用,还有就是摩擦阻力、沿程阻力、局部阻力。有些系统从一开始它设计的就不合适,它就存在有技术隐患。那么我们到维修的时候,我们就能够给他看出来分析出来,从而加以改正。以上就是我所说的在我们出去售后维修要具备的一些最基本的技能和工具。

售后要注重细节

那么接下来,还要跟大家探讨下细节问题,这样做是非常的重要。举例来说说高压表,高压表的指针在压缩机没启动的时候,它会指向一个数。压缩机启动以后,高压表随着压缩机启动运行后,它会往上升,升上去以后升到一定程度。突然随着压缩机的一声噪音,高压表刚开始猛降,然后再急剧上升,这就是一个不正常的细节。

刚才所说的这个例子,要让大家在售后维修过程中注意采集系统的所有技术参数,包括排气温度、回气温度、翅片温度、环境温度、冷凝温度、蒸发温度等,还有压缩机的电路,这些基本一些数据我们必须要有整套的数据,以便于我们去分析判断故障所在,[热泵市场 水印]所以说一定要关注每一个细节,有时候比如说一些不正常的一些噪音,或者不正常的一些温度。只要是它哪里有不正常的地方,一定要去细心的发现,有些细节就是我们能够通过仪器仪表测量出来的,比如说电压电流压力温度。有些是测量不出来的,比如通过我们的感官能够去倾听,或者看到或者摸到的一些细节,它有时候能给我们在售后维修上能够带来事半功倍的效果。

系统故障:冷媒泄露

接下来我为大家分享去年在北京煤改电的售后维修遇到的一些比较典型的系统问题。首先为大家分享一个制冷剂泄漏的问题。我遇到的制冷剂泄露大多数都出现在高压表的表管,高压表的表管是铜的毛细管,通常的表管是在我们压缩机的排气管出来以后,在排气管的侧面打一个小孔,然后把这个毛细管插进去,焊好以后,然后再连到高压表上,一般的情况下是这样的。

去年遇到很多高压表是铜的表管,它是因为震动、共振的原因,把高压管的表管直接震断了,它不是说震裂,直接就是振断断开以后,然后就掉到那里,冷媒就瞬间泄露掉。那么它所断的位置,都是大概距离焊点不到1公分的位置,它也不是断的焊口上,大多数都是断在这个位置,所以说我发现了这样一个共性后就去思考它,为什么这么多机器它都断在同样这个地方,就要去找这个原因。我们去修一台机器,并不是说哪里坏了换哪里,哪里坏了修哪里。在修的过程当中一定要善于总结问题,为什么每次都是它这里有问题,那它肯定是有一定的原因的,它不是巧合了。

我发现这个问题后就去请教懂生产工艺的朋友,最终得到了这个结果,铜管在焊接的时候,它的金属受热内应力发生变化,焊枪烧得时间长了以后,金属的晶格结构发生了改变,导致铜管变脆了。焊口反而不断,因为那个焊口上有很多焊条融化了堆在上面还是比较厚,[热泵市场 水印]它也断不了。那么针对这一个故障的能找出了它的对应措施,第一就是使用现在像螺杆机用的那种合成材料的软管,它具备有很强的韧性,它不会折断,这是一种情况。那么还有一种情况就是说在焊接也可以用铜管,但是在铜管焊接的过程当中,焊接焊口的时候要时间短速度快,焊枪焊的加热时间要短,用低熔点焊条,这样就不会对表管这个铜的金属结构产生破坏。

系统故障分析:机组结霜

那么接下来再给大家讲下结霜,机组蒸发器结霜结究竟是什么原因导致?我给大家一个详细说一说。我去年在北京所遇到的导致热泵系统蒸发器结霜遇到的几种情况大概来说一说。第一种情况比较简单,我到了现场以后我看到机组四通阀上面的线圈,有个螺丝没有拧紧,经过长时间的震动以后,把这个螺丝给震松了,震掉了,四通阀的线圈脱落了,导致四通阀在化霜的时候无法换向。那么导致蒸发器严重结霜,这是第一种情况。

第二种情况,也是我去年这一年,这么多机器里面唯一一个看到就这么一台机器,也是特别奇葩,结霜原因是电路板上的两个传感器插反了,一个是回气温度传感器,一个是盘管温度传感器,把这两个传感器插反了,导致膨胀阀越关越小,因为大家知道我们机器的电子膨胀阀控制是由过热度控制的,我们是通过用回气温度减去盘管温度得出来的蒸发过热度控制电子膨胀阀,就说过热度大了电子膨胀阀开大,过热度小了,电子膨胀阀关小。

那么像之前的正常情况下应该是回气温度减盘管温度,现在它插反了,就成了盘管温度减去回气温度,得出来的是负数,这个时候子膨胀阀会关小,电子膨胀阀关得越小,那么回气温度和[热泵市场 水印]盘管温度的差值越大,那么它反向减出来数值的负数绝对值也就越大,所以说电子膨胀阀进一步关小,最后导致最终电子膨胀阀的关的很小,导致蒸发器严重的结霜。

当然有些朋友会问我:电子膨胀阀关得很小为什么它不报低压?这个我给大家解释一下,因为咱们的电控程序上还会有一个电子膨胀阀最小开度的一个设置,就是说电子膨胀阀不论任何环境任何工况,在关小的过程当中关到最小开度的时候,就不再关小了,如果低于最小开度,它就会报低压,所以说关到最小开度以后它虽然不报低压,但是从膨胀阀出口开始到蒸发器严重结霜。

系统故障分析:结霜原因

那么我们刚才说到这个结霜的问题,蒸发器结霜那么到底是什么原因导致的?有的人说是氟少了,有的人说制冷剂多了。在结霜的这一块,我单独的做过一个分析,今天拿出来给大家分享一下。到现场以后看到蒸发器结霜以后怎么做呢?我们去了之后先把霜化掉,不管通过强制化霜还是热水冲霜,把霜化掉后再重新开机,接着观察机组结霜的过程,看结霜是正常结霜过程还是非正常结霜过程,这对我们判断机组系统存在什么问题很重要。

先说正常结霜的情况吧。正常结霜就是蒸发器上的霜比较均匀,很薄的一层霜。它不会结的特别厚,因为它结得特别厚之前化霜程序早就给它化掉了,就是说这种正常结霜的话,蒸发器表面是均匀的薄薄的一层霜,低环境温度下,在供液管路上,和回气管路上它是不会结霜的。供液管路在分液头那里会有一点结瘤,就说在毛细管那里,分液头也属于毛细管在那里会有一点点结霜,但不会严重地把整个分液头冻死。

另外一种是非正常结霜,它不是在蒸发器上结霜,或者说不是先在蒸发器上结霜,又可能是分液头冻的很厉害,又可能是气液分离器冻的的厉害。我们现在煤改电所用机组的压缩属于涡旋的低压腔回气冷却的压缩机,是靠冷煤回气来冷却电机的压缩机,如果压缩机的低压腔外壳上已经结霜了就不正常了。

系统故障分析:判断非正常结霜

我们到了现场怎么判断非正常结霜,它又分两种情况,一种是从节流装置,就像膨胀阀,无论是电子膨胀阀也好还是热力膨胀阀也好,还是毛细管,从节流装置出去就开始结霜一直蔓延到蒸发器,像蚕吃桑也一样,一步一步往上蚕食蒸发器。第二种就是从回气管开始结霜,结到气液分离器,再往集气管结,这是另外一种结霜方式,也是我们所说的反向结霜。

两种结霜方式是有截然不同的原因,先拿从节流装置,从膨胀阀出来以后马上结霜,那么这种情况,从供液量角度考度,供液量过少会导致出膨胀装置就马上结霜,冷媒的流量少了,冷煤量从膨胀装置出来就急剧吸热,急剧的膨胀,在铜管外表面温度非常低导致铜管上面会结霜。

那么它结霜以后,霜层本身具有保温性能,霜层会隔热,隔热以后外界环境吸不到热,冷媒膨胀点会往后转移,从没有结霜的铜管外壁继续吸热,继续结霜,如此周而复始一步一步蚕食蒸发器,如果说缺冷媒的,膨胀阀开度过小,会像这样的结霜方式。比如我刚才说,从膨胀阀一出来就开始结霜,最起码但从大方向,这个系统的供液量过少导致结霜,是什么原因导致供液量过少呢,原因很多,冷媒漏了还是冷媒量本身小呢还是膨胀阀开度过小,膨胀阀冰堵,还是管道堵住了,逐步去分析,总而言之就是供液量过少导致这种情况。

结霜先从压缩机回气管开始结霜,这个时候是供液量过大,因为液体的冷媒过去之后,几乎吸不了热,吸收管壁的热量蒸发,管壁的温度降得很低,管壁会出现结霜。吸热点随着结霜以后,[热泵市场 水印]形成保温层,吸不了热,结霜点从压缩机回气口逐渐逐渐往回结,倒着回来这样就是供液量过大导致的。是什么原因导致供液量过大?原因也有很多,需要大家对冷媒系统有一定的了解,比如说是冷媒加得太多,膨胀阀开度过大,膨胀阀不会调节等,结霜从供液量多或少这个角度去了解比较容易缩小范围。

系统故障分析:压缩机液击

接下来举一个非常典型的问题,就是压缩机液击。这也是在北京煤改电售后碰到的一个非常典型的案例。什么叫压缩机液击?压缩机在高速旋转高速运转时,不管是活塞式还是滚动转子式的,还是涡旋式压缩机,只能压缩气体,不能压缩液体。

为什么压缩机只能压缩气体呢,因为这个在日常生活当中,大家也可以想象到啊。举个例子更加的清晰,在注射器里面,我们吸空管的气体,我们把前面头给他堵住,我们去推那个活塞还是能推动的。如果说在这个注射器里面我们灌上水以后那么你再去把前面头堵住你再推后面的活塞你就推不动,那你这也就说明液体的可压缩性是很差的。相反气体的可压缩性很强。

懂汽车修理的朋友更明白,正常情况下喷进气缸里头的是雾化汽油。如果车在高速运转,气缸高速压缩,突然喷一股液体汽油,有可能出现顶缸了。压缩机也一样,我们所说的液击就是突然有液体进入压缩机,液体的可压缩性很差,导致对压缩机涡旋盘造成破坏,这就是液击。

我去年遇到比较严重的液击现象,就是喷气增焓的压缩机。压缩机有经济器,有一个很小的板式换热器,外面没有包保温棉。它所用的增焓回路节流装置是毛细管加电磁阀,电磁阀不是由电路板来控制,直接接在压缩机的交流接触器上,也就是说不管是制冷制热还是化霜,任何情况,只要压缩机一转就开始增焓,在这种情况下,压缩机液击非常严重。

为什么这种情况液击非常严重?第一,压缩机在正常运转过程中,经济器里面冷媒是热的,我们用手去摸是温的,如果系统一停止,冬天整个外面环境温度又是很低的,经济器里面温的冷媒就和外面的进行换热冷凝成液体,存在增焓的管路里,那么下一次,压缩机一启动,增焓阀马上打开,主路的冷媒还来不及给辅路的冷媒预热蒸发,辅路的液体冷媒就直接吸入压缩机喷到中间腔去压缩,那么这个时候必然是液击。

电控系统分析:元件接触不良

接下来谈谈电控的问题,还是以案例为主。有一次接到老百姓的电话,说他家机器老是报低压故障,而且报低压故障是没有任何的规律,有时候机器一转就报低压,有的时候机器一合上就报低压,压缩机转都不转,也没有什么规律可寻。他说有时候机器开都没开起来,一合上电又报低压,就他这一句话,我就判断一定是电控系统的问题。我去了之后压缩机是可以运行的,运行起来以后我看着低压表,一般来说低压表在零点几公斤时会报低压,低压表降到3公斤的时候,它就报低压了,低压开关在3公斤压力的时候不可能报低压,这说明跟低压开关本身没有关系,跟系统没有关系的。

排除低压开关跟系统本身的问题后,我主要查电控的问题,查查是不是接线接虚了,低压开关也没有接虚,再接着往前查。最后我查到电路板上一个叫光耦合器一个元件,光耦合器元件起到开关量输入隔离作用,该电控板光耦合器插件管角有一个虚焊,虚焊以后,它的接触不良,随着震动时好时不好,所以会导致报低压的时候没有任何规律。接触不好的时候,信号给不进来,反之则进来。

我查到这个原因之后,我没有做任何大手术,我就拿了一个电烙铁和焊锡丝,用电烙铁在焊点上面焊接加固,这个问题就彻底解决了,总共维修时间不到15分钟。所以说售后有时候不是说一去就要动大手术。

电控系统分析:通讯线干扰

那么还有一个比较典型的例子就是电控抗干扰的问题的。抗干扰的问题就是说主板它跟面板之间它有一根通讯线,这个通讯线一般是485通讯,有些厂家用的是485通讯,有些厂家用的TTL通讯,不管是哪一种,它抗干扰的这一块要注意的是强弱电分离。

去年我看到很多热泵安装的,工人把主板跟面板之间的通讯线跟水泵线串在一起,水泵线是强电,是220伏的强电,通讯线是12伏的弱电,把这个通讯线跟水泵线串在一起相互干扰导致通讯故障。

再分享一个机组跳闸的问题,去年有老百姓反应空气源热泵运行着就跳闸了,不知道什么原因。一旦我们遇到跳闸的问题,我们着重分析它是由于短路还是过流、是空气开关还是漏电保护器导致的,就只有这三种原因没有其他的。

这种情况下我们怎么做?我们到了现场后,把所有电路板路上的输出,包括从水泵、风机、四通阀、增焓阀,所有的输出线全部拔下来。拔下来以后,挨个挨个往上插,有顺序的根据机器的启动顺序往上插,比如先把水泵插上去,看它会不会跳闸,如果不会跳闸跟水泵就没有关系,再把风机插上去,看会不会跳闸,如果不会跟风机也没有关系。直到我们查到跟某个元器件输出,出现跳闸现象,那就某个元器件的问题。

电控系统分析:压缩机热保护

在电控上面还有一种就是压缩机热保护的问题,也是因为电的原因所导致。什么原因呢?压缩机里面有一个自带的热保护装置,压缩机受热后,它内部的开关就跳开了,压缩机只要切断电路就不再工作了,它有这种一个自我保护机制。

去年遇到这个问题,一个厂家机组的压缩机在电路保护这一块,没有用电流互感器,用的是热继电器。交流接触器上面挂一个热继电器,热继电器有几个特点,首先热继电器分断会有一个延迟,电流超过负荷,会逐渐发热,热到一定程度以后它会跳开,因为有延时,所以保护不是很及时。再一个热继电器上面有一个十字螺丝刀可以拧的是可以调分断电流这么一个东西,它调的这个值是不准确的,出入非常大。比如本来调到30安,有可能是32安断。

那么去年压缩机就出现这种问题,压缩机烧毁,怎么回事呢,就是热继电器保护不了压缩机,北京农村地区很多时候电压不稳。电也不是一直低,持续低。如果电压持续低,机器都启动不来,机组启动的时候电压是不低于220伏的,有时候甚至230伏。当机组运行一段时间以后电压就突然低了下来,就那么两三分钟。

报故障后我们去了以后,拿钳流表一测,电压又不低了,大概是225伏、227伏的样子。机组启动的时候不低。压缩机运行起来,电压突然低了以后,电流就会上升,因为压缩机是带负载电机。电压变低了,电流上涨了。以这个时候压缩机就会发热,压缩机线圈的发热量比原先的发热量还要大,那么过来的冷媒是固定的,因为它的线圈是靠冷媒回气冷却的。过来的冷媒量是固定的,压缩机线圈发热量大,冷媒冷却不了压缩机线圈的发热量,就会出现两种情况,一种情况就是报排气高温,另外一种情况压缩机发热自身就保护了。

老百姓不懂,因为没有用电流互感器,控制面板上是不报任何的故障,而是显示一切正常,但压缩机就不转了,这时候老百姓就跟我们扯皮说机器坏掉了。我们去了也很为难,跟他们也说不清楚,只好让厂家追加电流互感器,加到上面去。电流互感器检测能力是非常精准,分断能力也是非常迅速,假如在程序上编写超过电流以后,一秒钟或者两秒钟,把压缩机切断掉,不至于让压缩机过热保护,完全可以做到这一点,同时我的面板上还会报故障代码,告诉老百姓是因为电压过低导致压缩机过流过载,最起码把责任划分清楚了。

水系统分析:末端脏堵是主因

大概简单讲一下水系统讲一讲,把去年遇到的一些问题说一下:主要因为老百姓不愿意投资改造末端,大部分都用暖气片,暖气片跟空气源结合能不能达到供暖效果,北京因为政府给老百姓的房屋做了保温,严格理论上来说是可以达到的。散热量不是主要问题,主要是脏堵的问题。

去年我就遇到暖气片上面很多铁锈,也加上Y型过滤器,但还是把板式换热器堵掉了。堵掉以后水流量就变小了,自然报高压,各种乱七八糟的问题就来了。

另外一方面水泵本身质量不好,热泵选型选小了,流量达不到,然后报高压的也有。最后客户自己导致的,比如家里用地暖,自己一个人把不用的房间全关了,自己用的一间就开了,水流量自然达不到,然后就报高压。最后水泵的扬程导致整个系统出事。离机器近的,暖气片跟风机安管末端是热的,离机器远的,末端是凉的,因为水过不去,我们只能通过人为的方式调节阀门,但是还是没有从根本上解决这个问题。这就是水泵扬程达不到的一个问题。

最后告诉大家一个经验,在末端系统上,风机盘管和暖气片一定不能混用,末端要么全是暖气片,要么全是风机盘管,如果在暖气片里面加了一个风机盘管,那风机盘管永远热不了,因为它的系统阻力不一样,热水都抄近道,阻力小的暖气片都过去了风机盘管过不了热水,这是去年遇到一个比较典型的水系统问题。

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