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空气源热(rè)泵热(rè)水机(jī)组应用常见故障分析及解决方案
发布时间(jiān):2017-11-29

症候一:设定水温达不到或温度上(shàng)升缓慢。但有些工程机组运行时间超过设(shè)计时间(jiān)很多仍达不到水温,只(zhī)能勉强直接使用(yòng)热水甚至(zhì)不能使用,实测温度在(zài)40左右或更低,系统偱环泵不停地偱(xún)环,温度不见(jiàn)升高。
诊断一(yī):空(kōng)气源热泵热水(shuǐ)机组出水温度一般设定在50℃~60℃之间(jiān),偶尔高于(yú)60℃在65℃以(yǐ)下也属于允许范围,只是工况下运行可能会影响机组使用寿命(mìng)。水温的上升必需从外(wài)界得(dé)到热量。储水箱(xiāng)时的水温上不去会有两方面的可能(néng),一方面是热量流失大或(huò)等于热量的流入,当两者相等时,水温(wēn)不变。热量流失也包括两种可能,其一是保温层不(bú)够质量与自然界温差(chà)太大,热散失(shī)严重,特别是水箱人孔密封不严保温不好或(huò)隐蔽保温部分没有做好,外围接管保温(wēn)与箱体保温不连续都会增(zēng)加热量的损失;另一种(zhǒng)热量流(liú)失为热水流出同时冷水补进。这种热量流失(shī)常出现在水箱的(de)设计方案中,有的客户用水要求为(wéi)24小时不间断性的, 如客流量较大的宾馆、理发城等用水客户,冷水冲进水箱(xiāng),热水随时使用。在空(kōng)气源热泵热水机组不出现问题时,一旦(dàn)天气(qì)突然变冷,机组从空气中的热量所得成倍减少,同(tóng)时客户对热水的用量增大,这时留存在水箱中的热量就不足,就表现为水温(wēn)上升困难,甚至有冷水现象。
另一方面可能是主机冷媒携热能力差,导致单次偱环内有效携带的热(rè)量交换变少。其中一种可能是冷媒选型不合适,空(kōng)气源热泵热水机组使用的冷媒不同于传统空(kōng)调冷媒(méi),独(dú)具特定的物理特定和化学稳定性,这也是热(rè)泵技术的核心之一(yī)。部分热泵产品使用市场上的冷媒不具有这种特性,在(zài)外界温度降低的情况(kuàng)下出现乏力现(xiàn)象也(yě)就不足为奇(qí)了。另一种可能是冷媒充加数量少或部分泄(xiè)露而变得携热(rè)能力(lì)不足。正(zhèng)规制造商(shāng)的空气源(yuán)热泵热水(shuǐ)机组产品定压定量充加(jiā)冷媒,在出厂前都有逐台测验,保证主机(jī)的压缩机(jī)在各种工况下都有一(yī)个较稳定(dìng)的工作(zuò)能力。同批机组抽查测试单台工作状况后,才能标注合格证(zhèng)、出厂日期、编号等等。在产品运输中,有不按标示搬运的情况,以致冷媒部分漏(lòu)丢,达不到工作效果(guǒ),也会导致水温(wēn)达不到设计出水温度。
处方一:根据我们诊断分析应先检查看每日用水量是否超标,每 1kg生活用水(shuǐ)上升1℃吸收1Kcal热量相(xiàng)当于1.163×10-3KWh, 既1000Kg水上升1度,需吸收1.163 KWh的热量。计算(suàn)公式为:水(shuǐ)量(吨)×温差 ℃×1.163/机组功率(lǜ)Kw×COP值(zhí)≤设(shè)计工作时间(小时),例如:冷水温度(dù)为15℃,出水温度设(shè)定为55℃,机组功率2.2KW,在冬季环境温度较低时,COP值为2左右(产品制造商公布数据),工(gōng)程(chéng)设计用水量为1吨,则机组工作时间为11小时<设计最大工作时间(jiān)20小时,同样工况下用水量(liàng)为2吨 ,则机组工作(zuò)时间为22小时<允许最大工作时间24小(xiǎo)时,同样(yàng)工况下用水量为3吨,则应考虑辅助加热或增加(jiā)机组(zǔ)配置。
若机组配置不存在问题,可切断单机与储水箱的水循环,启动机组,检测单机集热能(néng)力,若温度达不到铭牌标示最高(gāo)温度(dù),则可能为冷媒问题。检查冷媒工作压力,对照出厂数据表,若压力(lì)不足,则表现为(wéi)冷(lěng)媒丢失。 按(àn)原型号冷媒充加到出厂标准量即(jí)可。
症候二:机组工作时间过长,大于(yú)24小(xiǎo)时连续运转,用电量大大超过商家给客户的预算,费(fèi)用增(zēng)加或者预计(jì)使用谷电价(jià)格优惠计划失去意义,客户对空气源热泵热水机组的信任大打折扣,甚至提出费用赔偿。机组连续工作时间过长引起的配电元器件超负载工作和水路偱(xún)环(huán)量增大,势必会引发一系列连锁的系统问题。
诊断二:空气源热泵热水机组工程机(jī)组(zǔ)的停启由控制器控制,机组(zǔ)工作时间过长是由(yóu)于没有达到系统设定的停机参(cān)数,比如说温度参数等。温(wēn)度(dù)传感器在靠近补(bǔ)水口的部位,探测温度低于(yú)设定值一定范围时机组开启;高于(yú)设(shè)定温度一定值时,机组(zǔ)停止。排除冷媒携热能力差和设(shè)定温度过高等原因,再有可能就是温度传感(gǎn)器故障或传感线路短路、断路导致机组停机。因为空气源热泵热水机组制作热水是一个偱环(huán)加热的过程,属于是储热式热(rè)水设备,考虑气温较低,空气中热量减(jiǎn)少、机组(zǔ)单个偱环获取的热量变少,机组COP值下降会使机组工作时间拉长,为避免机(jī)组配比(bǐ) “小马拉大车” ,要保证机组在24小(xiǎo)时内获取到足够的热量,把额(é)定(dìng)的水量加(jiā)热,考虑到夏季(jì)机组COP值上升,制取热水能力强,正常设计工作时间一般在10~15个小时之间,但(dàn)从现实情况中看,出问题严重的机组都有配比不合理的情况在时(shí)面。以输入功率为4千瓦(wǎ)的机组为例,在广(guǎng)东地区使用,适当的配水量(liàng)应为3吨水为宜,既使冬季空(kōng)气温度极低时,COP平均值以2计算,机组工作17.5小时也满足60℃热水的使用要求,实际配置中有的工程竟(jìng)配水5吨以上,这就难怪机组长时间(jiān)不能停机了。
电压过、欠也可能出现停机失误故障,不过这种情(qíng)况较少(shǎo),因为一般情况下,机组出厂前都有(yǒu)对(duì)压缩机用电设定高、低压保护,防止电(diàn)压过、欠而启动运行(háng)损坏压缩机。机(jī)组长时间不停可能有一种情况是压缩机已坏,风机(jī)断续运转(zhuǎn)造成机组不停的假象,这种情况较少见,一般(bān)热泵计(jì)设为风机承随压缩机的电源,不会单独(dú)运行。
处方二:首(shǒu)先检查电压是否符合机组运(yùn)行要求,电压无问题时,看压缩机是否正常运转,排除风机空转造成机组运行的假象。确定用水量与机组(zǔ)匹配是否合适,排除由于不断进入冷水使整体温度下降和气温下降造成机组(zǔ)工作量增大的原因,检查控制系统各传感线路有无故障,给予排除(chú)。
症候三:机组遇冷死机,无法(fǎ)启动。在气温下降到0℃以下时,整个系统就进入停机状态,既使温度回升,仍无法启动运行,或者机外机风机转动,压缩机停止工作。
诊(zhěn)断三:机组停止运行主(zhǔ)要原因在于控制系统,逐项检查各设定保护参数值,例如水温温差控制线路, 系统在采集不到信号时会无法启动,因(yīn)为机组开启是由换热器(qì)温(wēn)度和集水箱温度(dù)和设定温度三个参数联合控制的,当收集到的储水箱温度低于设定温度一定(dìng)值时时机组开(kāi)始启动,集(jí)热部分水温高于储水箱温(wēn)度一定值时偱环启动,当集(jí)热水(shuǐ)箱温度(dù)收集不到数据时,机组自我保护不启动。另外电压过低(dī)过高、冷媒(méi)漏掉,压缩机低压保(bǎo)护或压缩机已经坏掉等等机组都能致(zhì)使(shǐ)不(bú)能开机。冷水压力不够时,储水箱里补不进水,机组也会保护无法启动。
处方三:首先检查压缩机有无损坏,用万能表测量压缩(suō)机电阻,确认压缩机无故障后,重点检查各控制系统,对照机组出厂说明(míng)书或工程系统设计(jì)验收报告,根据分析检查电路(lù)、水路、温度的设定(dìng)参数和实测数据,查出不(bú)符合项(xiàng)并相应改正。采(cǎi)用电磁阀控制上水时,检查水位传感器的灵敏度和水压的大小,确定不是水位数据的问题。
症候四:冷媒偱环管(guǎn)道爆裂、冷媒丢失、整机(jī)瘫痪。表现为连续工作或启动一段时间后(hòu),室外主机噪音变大,局部冷媒偱环回管出现裂口,进而冷媒(méi)漏(lòu)掉,压力测试为(wéi)零。有时风机可以转动,水温无变(biàn)化,万用(yòng)表测试压缩机电阻值极(jí)小。冷凝器(qì)部分爆管时,水(shuǐ)渗入冷媒管道引起压缩机损坏。
诊断四:冷媒介质偱环(huán)管(guǎn)路爆裂,冷媒完全泄漏主要原因是偱环系统压力变大(dà),超出冷媒循环管(guǎn)道(dào)承压范围。由于天气变冷制取同样多的热量,压缩机的做(zuò)功(gōng)增多,冷(lěng)媒的相变临界点压力变大,由于(yú)铜件厚度不足或焊接不合格而爆开。另(lìng)一种情况为水质不清洁,含有铁(tiě)屑、沙粒等杂质随着水循环长期磨损导致换热铜管泄漏,特别是可管式大套管换热模式下更易出现这个故障。由于(yú)水性酸碱度或结垢出现的爆管现象倒是很少见。
处方四:首先弄清水质是否引起故障的主要原因,可用过(guò)滤法或电子处(chù)理法改善水质。 工程安装完毕,按要(yào)求冲洗偱(xún)环管(guǎn)道,必要时还要对(duì)管道进行钝化。冷媒引起的爆(bào)管应确认机组运行是否在制造商产品(pǐn)设计允许(xǔ)工况范(fàn)围之内。检查各(gè)焊接口和连接口是否(fǒu)有裂口,补焊或(huò)重新涨口连接。爆破口在膨胀阀到冷凝器至压缩机之间,一般是由于冷媒(méi)选型不当(dāng)或剂量过多。正规制造商出产的品(pǐn)牌机,每(měi)个机型都要经过严密的(de)试验和检测(cè),具有在各种工况下的模拟破坏性试验,才能确定冷媒(méi)的充加剂量。制造过程中执(zhí)行诸如ISO900等质量体系,严格的采购管理环(huán)节(jiē)保证各(gè)部件用料质量,生产过程每一道工艺环节都有质量检查,出(chū)厂前经(jīng)专业检测(cè)设备检查后才标示铭牌,包装入库。而一(yī)般小作坊式的制(zhì)造商(shāng),根本就不(bú)具(jù)备设计、生产、检测的技术和硬件条(tiáo)件,宣传上采取扯虎皮拉大旗膀(bǎng)名牌的做法,产品质(zhì)量当然(rán)不能保证。 用(yòng)户(hù)和经销商应主动选(xuǎn)择品牌机,才(cái)能从(cóng)根本上避免使用中的故障频出问题,不要只(zhī)认价格便宜。
症候(hòu)五:室外机(jī)结霜严重,制热效果能力严重不足。 甚至因结霜而死机或者化霜(shuāng)时间占机组(zǔ)运行时间的50%以上,造成整(zhěng)个机组制热量低降,电耗增加(jiā)。
诊断五:机组工作时,当(dāng)蒸(zhēng)发器盘(pán)管(guǎn)温度低于露点温度时,其表面产(chǎn)生冷凝水,冷(lěng)凝水低于0℃时结霜,蒸发器散热肋片间的通风间(jiān)隙局部或全部结霜堵塞,从而(ér)增大热阻(zǔ)和风阻(zǔ),直接影响换热效率。实际应用(yòng)中,在云贵甚至广东、福建(jiàn)地区的(de)冬日潮湿天(tiān)气都有结霜现象,因这些地区空气湿度大,有时气温(wēn)在2℃时就有结霜现象。而在北方陕西地方(fāng)-5℃还不会结霜,原因在于空气温度(dù)不同。现在市场(chǎng)中使用的热泵机组大都采用温度传感器化霜,原理是:室外蒸发器盘管温度T2下降到结霜温度M时(shí)开始结霜,当T2-M≤-N时,开始化(huà)霜,化霜过程中T2逐(zhú)渐回升(shēng),当T2-M>N时化霜停止。M、N在设计时据实地气(qì)象条件设定,根据国(guó)家规定:热泵(bèng)机化霜所需时间(jiān)不超过总工作时间的20%。热泵主机化霜设计中,如果(guǒ)轻微结霜就化(huà)霜,造成化霜损失(shī)能量,如果结霜(shuāng)严重甚(shèn)至近风口全堵(dǔ)塞后再化霜导致主(zhǔ)机(jī)长时(shí)间段(duàn)低效运行,甚至使风机阻力过载烧坏电机。所以化霜的设计和所采用的技(jì)术(shù)是机组解决化霜问题的主要方面。
处方五(wǔ):化霜折设计方案(àn)是体现制造商制(zhì)造水平和设计能力(lì)的(de)重要(yào)标(biāo)志,专业的制(zhì)造商区别于非(fēi)专业制(zhì)造商而有一套可靠的优化(huà)方案。 室外蒸发器(qì)采(cǎi)用双层亲水铝箔涂料兼具优异(yì)的(de)亲水持续性及防腐性,可以较好地消除水桥现象,缩(suō)短化霜时(shí)间,增加有效工作时间。而一般非专业制造制造商则(zé)多为追求价格成本,直接采用普通的空调室外机稍加改造作为室外主机,不具备上述(shù)优良属性,相应化霜效果就不言可知(zhī)了。
空气源热泵热水机组技术是一项(xiàng)集热能动力学、微电子控制技术和水暖工程技术于一(yī)体系统化成果。没(méi)有(yǒu)一整套专门的设计研发、生(shēng)产、检测设备,单凭简单的几个外(wài)购部件组合改造是(shì)不可能具备(bèi)空气源热泵(bèng)热水机组应(yīng)有性能的。而目前的国内市场中空气源热泵热水机组市场方兴未艾。制造商也是鱼龙混杂,产品品质莨莠(yǒu)不齐,销售(shòu)商的设计、服务水平也是(shì)不一而足,加上有些商(shāng)家急功(gōng)近利,造成一些工程问题频出。 用户(hù)要一方面尽量选(xuǎn)择信誉(yù)好的专业商家采购(gòu)使(shǐ)用,同时也(yě)要考察制造商的研发(fā)能力、生产历史、质量认证和生产标准(zhǔn)备案情况(kuàng)。选购使用时(shí)增强科技意识、维权(quán)意识,问题大都是可以避免的,毕竟(jìng)空气源热泵热水机组在欧美发达国家已占据热水设备的半壁江山。相信空(kōng)气源热泵热水(shuǐ)器在(zài)我国的应用也将更快更广。

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