1 引言
制冷压缩机发生故障的一个主要原因是由于过量的液态制冷剂进入压缩机曲轴箱引起的。由于不正确的液态制冷剂控制经常会引起压缩机内部润滑油的流失,因而大多数工程人员会将这类压缩机故障诊断为润滑故障,实际上制冷剂最有可能引起这类故障。
一台设计良好、高效,用于制冷,空调和热泵的压缩机本质上是一台蒸汽泵,只能处理一定量的液体制冷剂和冷冻油。为了设计出能处理更多液体制冷剂和冷冻油的压缩机,必须在尺寸、重量、制冷量、效率、噪声和造价方面进行综合考虑。抛除设计因素,压缩机能处理的液态制冷剂的数量是一定的,其处理能力取决于如下因素:曲轴箱内容积、冷冻油的充注量、系统和控制装置的类型,正常的运行条件。
当制冷剂充注量增加时,会增加压缩机潜在的危险,造成破坏的原因一般可归结为以下几点:
(1) 制冷剂充注量过多。
(2) 蒸发器结霜。
(3) 蒸发器过滤器脏堵。
(4) 蒸发器风机或风机电机失灵。
(5) 毛细管选型不正确。
(6) 膨胀阀选型或调节不正确。
(7) 制冷剂迁移。
2 制冷剂同冷冻油之间的关系
为了正确地分析制冷系统故障的原因,以及确定系统是否得到了必要的保护,认识制冷剂同冷冻油的关系是非常必要的。
在一个密封系统中,制冷剂和冷冻油的混合物基本特性之一是制冷剂会被冷冻油吸引,即使在没有压差的情况下,制冷剂也有可能蒸发、迁移,通过系统进入压缩机的曲轴箱。当制冷剂到达曲轴箱时,制冷剂将冷凝为液体,这种迁移现象将一直持续到曲轴箱内冷冻油和制冷剂混合物达到饱和状态。发生迁移的制冷剂量取决于压力和温度,当压力增加,制冷剂迁移数量相应增加,在正常的温度范围内,当系统达到饱和压力和温度时,制冷剂的迁移量将达到最大。
在开机时,曲轴箱常会发生饱和的制冷剂和冷冻油混合物压力突然下降的现象,这时,冷冻油饱和所需的液态制冷剂的数量就大大减少了,多余的液态制冷剂将形成闪发蒸汽,引起制冷剂、冷冻油混合物的剧烈沸腾。这就是在压缩机开机 时经常可以看到的泡沫现象,这种现象会使冷冻油在很短的时间内全部流出曲轴箱。
现场操作人员在遇到下面的现象时,应引起高度重视。当向压缩机曲轴箱加入过量的液态制冷剂时,即使从压缩机曲轴箱试镜中观察到制冷剂、冷冻油混合物量很足时,油压也可能下降,并且油压安全控制装置动作。大量液体制冷剂进入压缩机曲轴箱不仅影响了冷冻油的润滑性能,同时液态制冷剂进入油泵时将形成闪发蒸汽,堵塞油泵的入口,从而阻碍足够的冷冻油进入油泵以维持油泵内的压力,这种现象将一直持续到曲轴箱内制冷剂的比例被降到油泵可以承受的程度。
3 液态制冷剂常出现的问题
3.1 液态制冷剂迁移
制冷剂迁移是指当压缩机停机时液态制冷剂在压缩机曲轴箱内的积累。只要压缩机内温度比蒸发器内的温度低,压缩机和蒸发器之间的压差将驱使制冷剂向更冷的地方迁移。在寒冷的冬天,这种现象最容易发生。但是,对于空调、热泵装置,当冷凝机组距离压缩机较远时,即使温度较高,迁移现象也可能发生。
当系统一旦停机,如果在数小时内不开机的话,即使没有压差,由于曲轴箱内冷冻油对制冷剂的吸引,迁移现象也可能发生。
如果过量的液态制冷剂迁移进入压缩机的曲轴箱,在压缩机启动时将会发生严重的液击现象,导致压缩机的各种故障,诸如阀片破裂,活塞损坏,轴承失灵和轴承冲蚀(制冷剂把冷冻油从轴承处冲掉)。
3.2 液态制冷剂溢流
当膨胀阀动作失灵,或者蒸发器风机失灵或被空气过滤器遮挡,液态制冷剂将在蒸发器内溢流,以液体而非蒸汽的形式通过吸气管进入压缩机。在机组运行时,由于液体溢流稀释了冷冻油而造成压缩机运动

