熱泵壓縮機卡缸故障的原因解析

一、轉子式壓縮機結構圖

水循環專業壓縮機剖析圖

二、卡缸現象

1、卡缸定義：是指壓縮機運行時由于潤滑不良、雜質等原因導致的相對運動部件相互咬合而無法運轉的現象，壓縮機卡缸表明壓縮機已經損壞。壓縮機卡缸較多發生在相對滑動摩擦的軸承和曲軸摩擦面、汽缸與下軸承、相對滾動摩擦的活塞和汽缸摩擦面上

另外一種現象有時會被誤判成卡缸，即壓縮機啟動不良，壓縮機啟動不良指壓縮機的啟動力矩不能克服系統阻力而導致壓縮機不能正常啟動，當外界條件發生變化時壓縮機有可能啟動，壓縮機并沒有損壞。

2、壓縮機正常啟動的條件：壓縮機啟動力矩>摩擦阻力+高低壓作用力+轉動慣性力摩擦阻力：與壓縮機上軸承、下軸承、汽缸、曲軸間摩擦和壓縮機冷凍油的粘性有關。高低壓作用力：與系統高低壓平衡有關。轉動慣性力：與轉子和汽缸設計有關。

三、造成卡缸的常見原因

1、壓縮機本身原因

1.1壓縮機加工不良，出現配合面局部受力不均，或加工工藝不合理，壓縮機生產中出現雜質進入壓縮機內部，對于品牌壓縮機這種情況較少出現。

1.2壓縮機與系統的適應度：熱泵熱水器是在空調基礎上發展而來，所以大部分熱泵廠家延用的是空調壓縮機?？照{工況國標中要求最高溫度是43℃，即冷凝側的最高溫度為43℃，在該溫度下壓縮機的最高排氣壓力一般不超過23kg/cm2。而熱泵工況國標中要求水溫為55℃，即冷凝側溫度為55℃，在這個溫度下最高排氣壓力一般在25kg/cm2，若在蒸發側環境溫度為43℃時，排氣壓力一般在27kg/cm2左右，這使壓縮機經常處于高負荷工作狀態。

高負荷狀態下工作容易造成冷凍油的碳化，造成壓縮機潤滑不足而卡缸。近兩年開發出熱泵專用壓縮機，通過內部回油孔、排氣孔等內部結構優化調整，壓縮機與熱泵的工況特點更加適應。

2、運輸、搬運等碰撞原因

壓縮機屬于精密儀器，泵體配合精密，在搬運、運輸過程中產生的碰撞、劇烈震動會造成壓縮機泵體配合尺寸改變，壓縮機在啟動或運轉時，曲軸帶動活塞轉到某一位置時阻力明顯增大，最后卡死。所以，壓縮機從出廠到裝配到主機內，從主機入庫到經運輸到代理商，從代理商到用戶安裝，都應輕拿輕放，避免壓縮機受到碰撞、側翻、橫臥等。按照壓縮機廠家的相關規定，搬運傾斜不能超過30。

3、安裝使用原因

對于空調、熱泵行業素有三分質量，七分安裝之說，雖有夸張，但足以說明安裝對主機使用的影響之大。安裝涉及到的水平測試、排空、連接管長度、高落差、檢漏等都會影響主機使用。下面一一說明。

3.1水平測試：壓縮機廠家規定壓縮機運行中運行傾斜小于5，主機安裝要水平，傾斜度應小于5，明顯傾斜長期工作會造成局部受力不均，局部摩擦力大。用戶安裝應用水平儀進行水平檢測。

3.2排空：排空時間過長會使冷媒不足，壓縮機沒有足夠冷媒冷卻，排氣溫度會偏高，冷凍油碳化變質，潤滑不足而造成壓縮機卡缸。忘記排空或排空不徹底，使系統中存在空氣，空氣是不凝氣體，將造成壓力偏高或異常波動，壓縮機壽命將受影響。所以，排空時一定要按標準要求進行精確排空。

3.3連接管長度：主機在研發實驗時連接管長度、水箱盤管長度都是確定的，在實際安裝使用時不規范的加長連接管、調整水箱，會使系統內部的容積偏離了實驗的標準，冷媒量與主機系統的匹配將失去平衡性，機組運行時會因冷媒偏多或偏少造成排氣溫度、壓力、加熱時間異常，影響大小跟連接管、水箱盤管長度改變多少有關。在選擇主機和水箱時，應盡量按照技術要求選擇。連接管須要加長時，應按照15-20g/m的標準進行追加。

3.4高落差：高落差指主機和水箱之間的高度差，高落差大會造成回油難，一般要求客戶水箱和主機盡量在連接管允許長度范圍，兩者處于水平最好。

3.5檢漏：連接好冷媒管，進行排空后，要進行檢漏，用肥皂、洗衣粉、洗潔精等泡沫均可，均勻涂在閥門螺帽處，無氣泡吹出即可。若冷媒有漏，同樣會造成冷媒不足，壓縮機無法正常充分冷卻，造成排氣溫度升高，冷凍油變質。

4、主機生產過程控制原因

4.1壓縮機搬運：在搬運壓縮機裝配時，水平搬、側著搬、猛烈落地都是不規范的動作，應該輕拿輕放、豎直搬運。

4.2焊接前不應過早取下壓縮機密封膠塞，包括其他冷媒系統管路也應進行有效密封。行業有大廠家規定拔下密封膠塞后在30分鐘內要將系通焊接密封好，特別時陰雨天氣。原因就在于空氣中含有一定的水蒸氣，而冷凍油具有一定的吸水性，長時間與空氣接觸，難免出現水分侵入，油被稀釋，潤滑下降。系統存在水分將造成“冰堵”，即水分在0℃以下會在節流處結冰造成系統堵塞;水會跟冷凍油發生化學反應產生酸，造成“鍍銅”，即酸與系統銅管發生反應，溶解的銅離子會附著在鋼鐵表面，形成一層膜，即為“鍍銅現象”，鍍銅會造成壓縮機堵轉;或使塑料密封件產生“膨潤作用”，會造成系統冷媒泄漏。生產時應盡量縮短壓縮機內部與外界空氣接觸時間。

4.3焊接過程水汽進入管路：焊接四通閥等需要用水冷卻的部件時，應避免水流沖進管路，如結構限制，應將管口用膠塞塞緊后再行焊接，焊接后并用高壓氮氣吹干。

4.4充氮焊接要求：氮氣是一種惰性保護氣體，在焊接時可防止空氣與高溫銅管表面接觸形成氧化皮，氧化皮雖為粉末，手幾乎無法感覺其固體存在，但會造成有的粘性變化，影響潤滑。充氮是空調、熱泵廠家的明文禁令，應嚴格執行。不充氮造成的故障是嚴重的，但也是難發現的。

4.5抽真空不合格：推薦系統真空度在在20P以下，以保證系統含水量在允許值以下。抽真空不合格可能造成空氣和水汽殘留。造成的后果也是以上分析的。真空度不合格原因一般為抽空時間偏短、系統泄漏、或沒有同時從高低壓兩側抽。

4.6管路切割避免銅屑殘留在孔或管口，對于二次加工的孔、管口應清理干凈。

4.7車間潔凈度要求：熱泵生產是潔凈生產，車間的地面、墻壁包括儀器設備都應及時清掃，避免臟亂差，車間的門窗應合理封閉，設專門的通風口，避免閑雜人員、塵土、濕空氣進入車間。車間不潔凈，粉塵進入系統造成的后果是臟堵、潤滑下降等。

5、熱泵系統設計不合理

5.1研發實驗中制冷劑確定灌注量不合理，實驗項目不齊全，出現常溫下壓力溫度、壓力合理，但在高、低溫時壓力溫度異常。所以，在研發階段須驗證高溫(環境溫度43℃)、名義(環境溫度20℃)、低溫(環境溫度-7℃)、除霜(環境溫度0℃)等實驗效果。

5.2回油不足：系統設計時須考慮回油，回油一般通過方向或壓力的變化提高流速，將油攜帶返回壓縮機，通過在系統管路上設計回油彎，回油彎能將朝一定方向流動的制冷劑流速提高，同時也保證回油充足。

5.3系統容積過大，一般情況下某一型號壓縮機與換熱器的大小是有匹配性的，因為壓縮機內部油量是固定的，換熱器過大會使油量不足，并非行外人說的換熱器越大越好。