◆分析单位：江苏多佳维空调系统有限公司

◆案例名称：张家港沙电除湿机压缩机结冰案例分析

◆故障现象：

             沙电集控楼楼下有两台氢气干燥机，实际上就是制冷除湿机。该机出现压缩机结霜结冰现象，如下图所示：

             该制冷除湿机的制冷系统采用活塞式压缩机、节流部件为热力膨胀阀、冷凝方式为水冷，采用R22工质，跟一般制冷系统基本一致。唯一不同点是系统设计运行压力较低，因为其除湿介质为氢气且正常要求氢气出口温度在零下10℃左右，因此其低压值正常工作压力表压在0.1Mpa左右（即蒸发温度控制在-25℃左右。所以维修时应注意，不要默认为所有的R22冷媒制冷设备的低压运行压力正常值都在0.4Mpa左右，这主要取决于系统对蒸发温度的设计。我们的维修人员初次维修时就误判为系统缺氟继而给系统添加冷媒，当然这样的误判最终未能解决问题。后经班前会讨论决定采取减小热力膨胀阀向蒸发器供应冷媒量的方法解决此问题，但是发现我们的维修师傅对热力膨胀阀的调节方法掌握的还不够。故现对热力膨胀阀做一些简单的介绍以及分析压缩机回气结霜甚至压缩机整个结冰的原因。

◆压缩机结冰的原因分析

             直接原因：回气管路及压缩机壳体温度达到周围空气中水蒸气露点的值进而结霜，时间长则结冰。

             根本原因：蒸发器中的液态制冷剂换热不良或蒸发不完全导致蒸发压力过低，即蒸发温度过低。

             又有哪些原因会属于上面所说的“根本原因”呢？①与蒸发器换热的介质流量不足，比如，水机的冷冻水流量少、与空气换热时风量不足（典型的过滤网脏）等；②蒸发器本身较脏导致换热不良；③冷媒量多，一方面系统的冷媒量多，另一方面膨胀阀向蒸发器的供液量多。

◆膨胀阀简介

             1、作用

             （1）节流降压：将冷凝器冷凝后的高温高压液态制冷剂节流降压，成为容易蒸发的低温低压的汽液混合物，进入蒸发器蒸发，吸收外界热量。

             （2）调节流量：根据感温包或气箱头得到的温度信号，膨胀阀能自动调节进入蒸发器的制冷剂流量，以适应制冷负荷不断变化的需要。

             （3）保持一定过热度、防止液击和异常过热膨胀阀通过流量的调节使蒸发器具有一定的过热度，保证蒸发器总容积的有效利用，避免液态制冷剂进入压缩机引起液击；同时又能控制过热度在一定范围，防止异常过热现象的发生。

             2、构造与工作原理

图一 内平衡式  Pg=Pw+Po

图二 外平衡式 Pg=Pc+Pw

             热力膨胀阀是通过感受蒸发器出口气态制冷剂的过热度来控制进入蒸发器的制冷剂流量。按照平衡方式不同，热力膨胀阀分为外平衡式和内平衡式。热力膨胀阀由感应机构、执行机构、调整机构和阀体组成。感应机构中充注氟利昂工质，感温包设置在蒸发器出口处，其出口处温度与蒸发温度之间存在温差，通常称为过热度。感温包感受到蒸发器出口温度后，使整个感应系统处于对应的饱和压力Pg。如图一，Pg为感温包内工质的气体压力，Pw为弹簧作用力，Po为制冷剂的蒸发压力。三者处于平衡时Pg=Pw+Po,当Pg>Pw+Po时，表示蒸发器热负荷偏大，出口过热度偏高，通过膜片到顶杆传递这一压力信号，使阀芯下移，膨胀阀开启变大，制冷剂流量按比例增加。反之，膨胀阀开启变小，制冷剂流量按比例减小。图二的控制和图一基本相同，不同点在于Pc也表示蒸发压力，只不过取样点位于蒸发器出口，而Po的取样点为蒸发器的入口。这是考虑到蒸发器管道对冷媒的流动存在一定的阻力因素。

             3、膨胀阀的调整

             （1）热力膨胀阀调整前的检查在调整热力膨胀阀之前，必须确认设备制冷异常是由于热力膨胀阀偏离最佳工作点引起的，而不是因为氟利昂少、干燥过滤器堵塞、滤网、风机等其他原因所引起的。同时，必须保证感温包采样信号的正确性 感温包必须水平安装在回气管的下侧方45度的位置，绝对不可安装在管道的正下方，以防管子底部积油等因素影响感温包正确感温。更不能安装在立管上。检查冷凝器风机控制方式，尽量采用调速控制，以保证冷凝压力恒定。

             （2）热力膨胀阀调整时注意事项热力膨胀阀的调整工作，必须在制冷装置正常运行状态下进行。由于蒸发器表面无法放置测温计，可以利用压缩机的吸气压力作为蒸发器内的饱和压力，查表得到近似蒸发温度。用测温计测出回气管的温度，与蒸发温度对比来校核过热度。调整中，如果感到过热度太小，则可把调节螺杆按顺时针方向转动（即增大弹簧力，减小热力膨胀阀开启度），使流量减小；反之，若感到过热度太大，即供液不足，则可把调节螺杆朝相反方向（逆时针）转动，使流量增大。由于实际工作中的热力膨胀阀感温系统存在着一定的热惰性，形成信号传递滞后，运行基本稳定后方可进行下一次调整。因此整个调整过程必须耐心细致，调节螺杆转动的圈数一次不宜过多过快（直杆式热力膨胀阀的调节螺杆转动一圈，过热度变化大概改变1~2℃）。

             （3）热力膨胀阀过热度的测量方法

             ①停机。将数字温度表的探头插入到蒸发器回气口处（对应感温包位置）的保温层内。将压力表与压缩机低压阀的三通相连。

             ②开机，让压缩机运行15分钟以上，进入稳定运行状态，使压力指示和温度显示达到一稳定值。

             ③读出数字温度表温度T1与压力表测得压力所对应的温度T2，过热度为两读数之差T1-T2。注意，必须同时读出这两个读数。

             热力膨胀阀过热度应在5~8℃之间，如果不是，则进行适当的调整。可以看到调整后压缩机机壳的温度较调整前会有明显的变化。