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精密空调详解及故障维护分析

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精密空调详解及故障维护分析

发布日期:2017-07-26 作者: 点击:

精密空调详解及故障维护分析

精密空调大部分跟普通空调的构成差不多,其组成也是压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器外,还包括:风机、空气过滤器、干燥过滤器、加湿器、加热器、视液镜、储油罐、电磁阀、风压传感器等。

在日常的机房管理工作中对精密空调的管理和维护,主要是针对以上部件去维护的。

为了确定空调机的容量,以满足机房温度、湿度、洁净度和送风速度的要求(简称四度要求)。必须首先计算机房的热负荷。

机房的热负荷主要来自两个方面:

1)机房内部产生的热量,它包括:室内计算机及外部设备的发热量,机房辅助设施和机房设备的发热量(电热、蒸气水温及其它发热体)。这些发热量显热大、潜热小; 照明发热(显热);工作人员的发热(显热小、潜热大); 由于水分蒸发、凝结产生的热量(潜热)。 

2)机房外部产生的热量,它包括: 传导热,过建筑物本体侵入的热量,如从墙壁、屋顶、隔断和地面传入机房的热量(显热); 放射热(也称辐射热),由于太阳照射从玻璃窗直接进入房间的热量(显热); 对流产生的热量,从门窗等缝隙侵入的高温室外空气(也包含水蒸气)所产生的热量(显热、潜热);为了使室内工作人员减少疲劳和有利于人体健康而引入的新鲜空气所产生的热量(包括显热和潜热)。

精密空调的负荷一般要根据工艺房间的实际余热余温以及状态的变化进行准确计算,但在条件不允许时也可计算,下面介绍两种简便的计算方法:

方法一:功率及面积法

Qt=Q1+Q2

Qt总制冷量(kw) 

Q1室内设备负荷(=设备功率X0.8)

Q2环境热负荷(=0.18KW/㎡X机房面积)

方法二:面积法(当只知道面积时)

Qt=S x p

Qt总制冷量(kw)

S 机房面积(㎡)

P 冷量估算指标

精密空调场所的冷负荷估算指标

电信交换机、移动基站(350-450W/㎡)

金融机房(500-600W/㎡)

数据中心(600-800W/㎡)

计算机房、计费中心、控制中心、培训中心(350-450W/㎡)

电子产品及仪表车间、精密加工车间(300-350W/㎡)

保准检测室、校准中心(250-300W/㎡)

Ups 和电池室、动力机房(300-500W/㎡)

医院和检测室、生活培养室、洁净室、实验室(200-250W/㎡)

仓储室(博物馆、图书馆、档案馆、烟草、食品)(150-200W/㎡)

精密空调日常维护与管理

1、控制系统的维护  

对空调系统的维护人员而言,在巡视时第一步就是看空调系统是否在正常运行,首先从空调系统的显示屏上检查空调系统的各项功能及参数是否正常;然后在看是否报警的情况要检查报警记录,并分析报警原因,最后检查温度、湿度传感器的工作状态是否正常;  

2、冷凝器的巡回检查及维护  

检查冷凝器的固定情况,看对冷凝器的固定件是否有松动的迹象,以免对冷媒管线及室外机造成损坏。检查冷媒管线有无破损的情况,检查风扇的运行状况:主要检查风扇的轴承、底座、电机等的工作情况,检查冷凝器的翅片有无破损的状况以及工作时的电流等 

3、蒸发器、膨胀阀的巡回检查及维护 

蒸发器、膨胀阀的维护主要是检查蒸发器盘管是否清洁,是否有结霜的现象出现,以及蒸发器排水托盘排水是否畅通,如蒸发器盘管上有比较严重的结霜现象或在压缩机运转时盘管上的温度较高的话(通常状况下,蒸发器盘管的温度应该比环境温度低10℃左右),就应当检查压缩机的高、低压,如果压力正常的话,就应考虑膨胀阀的开启量是否合适。当然出现这种现象也有可能是其它环境的原因引起的,比如空调的制冷量不够、风机故障引起风速过慢等原因造成的。

4、加湿系统的巡检及维护  

各个地方的空气环境不同,对加湿器的使用和影响也不一样,但我们在日常的维护工作中同样要做的事情是观察加上罐内是否有沉淀物质,如有就要及时冲洗。然后检查上水和排水电磁阀的工作情况;检查加湿罐排水管道是否畅通;检查漏水探测器是否正常,这对加湿系统来说是比较重要的一环,因为排水管道如果不畅通的话就容易形成出现漏水的情况,如漏水探测器不正常的话,就易出现事故。

5、空气循环系统的巡回检查及维护  

对空气循环系统我们主要是考虑空调系统的空气过滤器、风机及到计算机设备的风道等因素。检查空调过滤器是否干净;检查风机的运行状况:主要是检查风机各部件的紧固情况及平衡,检查轴承、共振等情况。测量电机运转电流、测量温、湿度值等

主要故障的处理 

精密空调常见系统结霜、结冰现象,故障原因主要为:

1. 室外冷凝器调速过快;

2. 膨胀阀节流不当;

3. 系统中制冷剂充注不当。

1.室外冷凝器调速过快

经过全面仔细的检查,发现几乎所有故障设备2#室外冷凝器风扇运行速度都快于该设备无故障现象的1#室外冷凝器风扇。其冷凝回液温度过低,导致膨胀阀过度关闭,进而上述不良现象。

根据其他通信枢纽同样设备的维护经验,工作人员首先想到采用调整设备室外冷凝器出厂设置——也就是压力启动开关量值——以使室外冷凝器风扇在本地特定条件下处于一个合适的速度。

这样做的理论依据是:

该通信枢纽装配的LIEBERT CM+系列精密空调一共有三种,分别是CM60AR、CM70AR和CM80AR。其中发生结霜和结冰故障的CM60AR室外冷凝器为CSF141型号,CM80AR室外冷凝器为CSF171型号。每台CSF141冷凝器共有2个风扇,均为压力调速方式控制其启停和转速;每台CSF171冷凝器共有3个风扇,其中2个和CSF141一样采用压力调速方式控制启停和转速,另外1个风扇则采用温度控制其启停,即当对应的压缩机启动并且温度达到设定值时,温控风扇以定速工作。

LIEBERT CM+出厂设置的风机压力调速开关量由一个压杆弹簧调节,并可用黑色的调速开关控制其满载转速,经过与EMERSON厂家工程师沟通后获悉,黑色调速开关出厂时都置于最低档位,技术上不允许进行改变。

根据天津本地的地理气候环境,室外冷凝器的热交换效率较高,并且枢纽精密空调室外机清洗比较到位,可以适当调高压力调速开关量,使室外机启动压力稍高于出厂设置,以达到提高回液温度的目的。

工作人员依次对室外冷凝器压力调速进行重新调整,并且观察到效果明显。

2.膨胀阀节流不当

通过调整室外冷凝器转速调节装置后,部分设备运行一段时间后相继出现同样的故障状态,其中4F(415交换)机房3#-2系统于11月4日在低压回气口、膨胀阀和蒸发器上均出现轻度结冰。

停机待冰融化后,于10:25开启手动,测得HP:16.4bar;LP:3.3bar;I压:13.7A。手摸回液管路,温度适中。

11:20 压缩机继续运行,测试得:I压:13.7A;LP:3.2bar ;HP:16.1bar

压缩机回气口温度测试最低点:10℃。(此时对比3#精密空调1号系统,实测得回液温度最低为6℃,电流为12.5A左右,未有结冰现象,膨胀阀开启度较2号系统为大。)

12:40 压缩机继续运行,蒸发器和膨胀阀出现轻微结冰现象,压缩机低压回气口结露,此时测试得:I压:13.1A;LP:2.4bar;HP:15.5bar。压缩机回气口温度测试最低点:8℃。室外冷凝器在测试时启动两个压控风扇,温控风扇未启动。

可以基本确定此系统结冰的顺序为:膨胀阀和蒸发器→低压回气口。

关闭2号系统,使其上冰霜融化再进行下一步调试(若带冰进行调试,会产生误差,因为这时空调的运行环境已经恶化)。

分析原因:

根据测试的结果推测,膨胀阀开启度较小,使蒸发温度低于零度,导致蒸发器表面结冰。蒸发器结冰后蒸发面积减小,不能正常送风,无法使液态制冷剂完全蒸发,流回低压回气口,进一步造成低压回气口结露结冰。

提出办法并实施:

13:30 适当开大膨胀阀节流装置,注意不要一次性调整过多(建议一次调整1/8—1/4圈)。开启手动功能,此时测得:I压:13.8A;LP:3.3bar;HP:16.0bar。压缩机回气口温度测试最低点:9℃

14:30 压缩机继续运行,此时测得:I压:13.6A;LP:3.3bar;HP:15.7bar

压缩机回气口温度测试最低点:10℃

低压仍然偏低,蒸发器温度比一号系统对应的蒸发器温度偏低6-10℃。 

继续观察,11月5日,发现该系统继续出现上述状况。膨胀阀调整过后,低压变化不大,是否由于缺少制冷剂,造成调整膨胀阀效果不好?抑或节流装置失灵,需要更换新的膨胀阀?这是需要考虑的两个问题,如果是制冷剂缺少,调整后即使不能达到较好的低压标准,但低压也会有所上升,而这个案例中并未出现低压压力升高,所以应该怀疑415交换机房3#-2系统的结冰应该是由于膨胀阀调节失效造成,仍然符合上述分析原因。

3.制冷剂充注不当

4F(415交换)机房4#-2系统于11月2日出现严重结冰,并报压缩机高压告警。

现场进行测试,HP:17.5bar;LP:3.9bar;压缩机电流(以下用I压表示):11.7A;回液温度适中,低压回气温度适中稍高。

调节室外冷凝器压力启动装置,调快1/4圈后,进行测试,HP:16.2bar;LP:4.0bar;I压:10.8A。观察其回液温度变化不大。

继续观察,11月4日,压缩机低压回气管路出现结露现象,这时其他部位正常。11月5日,膨胀阀和蒸发器出现结冰现象。

11月5日测试过程如下:

12:30手动开启该系统,测得:I压:10.8A;HP:17.0bar;LP:3.9bar;I冷(冷凝器电流):4.0A。回液温度适中稍冷,蒸发器温度最低点6℃,低压回气口温度并不过冷13℃。

所以,怀疑制冷剂稍多,导致回液较多易从回液管处开始结冰。

13:00放少量制冷剂,测得:I压:10.8A;HP:16.5bar;LP:3.9bar;I冷(冷凝器电流):3.6A。回液温度适中回暖,蒸发器温度最低点8℃,低压回气口温度14℃。

13:15测得:I压:10.8A;HP:16.0bar;LP:3.9bar;I冷(冷凝器电流):3.5A。回液温度适中保持,蒸发器温度最低点6℃,低压回气口温度15℃。

这时可以基本确定,由于回气口温度并不低,之前发生的回气接头处结冰现象是由于蒸发器和压缩机之间部分先结冰进而引起的。并且,测得蒸发器虽然温度较1#系统蒸发器温度为低,但是并不会首先在此温度下结冰,所以结冰最初应当出现在回气管路。

所以故障原因为:制冷剂过多,无法完全于蒸发器蒸发,将蒸发部位延伸至回气管路,继续吸热,造成结露进而结霜甚至结冰。破坏了良好的蒸发环境,然后反向影响蒸发器和膨胀阀。

同样的例子出现在1F(电力2)1#-2系统,通过调整室外机转速和制冷剂量的配比,可以很好解决这类问题,必要的时候需要释放掉一部分制冷剂。所以,在添加制冷剂的时候,一定要注意压力、压缩机电流、室外冷凝器转速等多方面因素。

总结

以上只是列举了几个比较有代表性的设备故障案例,通过对结霜、结冰故障的表象进行深入挖掘,发现在同样的故障现象下隐藏着不同的根本原因。精密空调制冷循环看似简单,但是,在各种外界因素和设备本身特质的作用下,往往会形成一个复杂的故障过程。这需要工作人员在工作过程中不断总结,理论联系实际,找到其中的根本原因,才能对症下药,快速准确地解决故障问题。

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