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空气源热泵热水机组应用常见故障分(fèn)析及解决方案
发布时间:2017-11-29

症(zhèng)候一(yī):设定(dìng)水温达不(bú)到(dào)或(huò)温度上升缓慢。但有些工程机(jī)组运(yùn)行时间超过设计时(shí)间很多仍达不到水温,只能勉强直接使用热水甚至不能使用,实测温度(dù)在(zài)40左右或更低,系统偱环泵不停地偱环,温度不见升高。
诊断一:空气源热泵热水(shuǐ)机组出水温度一般设定在50℃~60℃之(zhī)间,偶尔高于60℃在(zài)65℃以下也属于允许范(fàn)围,只是工况下运行可能会影响机组使用寿命。水温的上升必需从外界得到热量。储水箱时的水温上不去会有(yǒu)两方面(miàn)的可能,一方面是热量流失大或等于热量的流(liú)入,当两(liǎng)者相等时,水温不变。热(rè)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太大(dà),热散失严重,特(tè)别是水箱人孔密封不严保温不好或隐蔽保温部分没有做好,外围接管保温与(yǔ)箱体保温不连续都会增加(jiā)热量的损失(shī);另一种热量流失为热水流出同时冷水补进。这种热量流失常(cháng)出(chū)现在水箱的设计方案中,有的客户用水要求为24小时不间断性的, 如客流量较大的宾(bīn)馆、理发城等用水客户,冷水冲进水箱,热水随时(shí)使用。在空气源热泵热水机组(zǔ)不(bú)出现问(wèn)题时(shí),一旦天气突然变冷,机组从空气中的热量所得成倍减少,同时(shí)客户对热水的用量增大,这时留存在水箱中的热量就(jiù)不足,就表现为水温上(shàng)升困(kùn)难,甚(shèn)至有冷(lěng)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(huán)内(nèi)有效携带的热量交换变(biàn)少。其中一种可能是冷媒选型不合适,空气源热泵热水机组使用的(de)冷媒(méi)不同于传统空调冷媒,独具特定的物理特定和化学稳定性,这也是热(rè)泵技术的核(hé)心之一。部分热(rè)泵产品使用市场上的冷媒不具有这种特性,在外界温度(dù)降低的情况下出现乏(fá)力现象也就不足为奇(qí)了。另一种可能是冷媒充加数量少或部分泄露(lù)而变得携热能力不足。正规制造商的空气源热泵热水机组产品定压定量充加冷媒,在出(chū)厂前都有逐台测验,保证主机的压缩(suō)机在各种工况下都有一个较稳定的工作(zuò)能力。同批机组抽查测试单(dān)台工作状况后(hòu),才能标注(zhù)合格证、出厂(chǎng)日期(qī)、编号等等。在产品运输中,有不按标示搬运的情况,以致(zhì)冷媒部分漏丢,达不到工作效果,也会导致水温达不到(dào)设计出水温度。
处方(fāng)一:根据我们诊(zhěn)断分析应先检查看每日用水量是否超标,每 1kg生活用水上升1℃吸(xī)收1Kcal热量相当于1.163×10-3KWh, 既1000Kg水上升(shēng)1度,需吸(xī)收1.163 KWh的热量。计算公式为:水量(吨(dūn))×温差 ℃×1.163/机组功率Kw×COP值≤设计(jì)工作时间(小时),例如:冷(lěng)水温度为15℃,出水温度设定为55℃,机组功率2.2KW,在(zài)冬(dōng)季环境温度较(jiào)低时,COP值为2左右(产品制(zhì)造商(shāng)公布数据),工程设计用水量为1吨,则(zé)机组工作时间为11小时<设计最大工作时间20小时,同样工况下用水量为2吨(dūn) ,则机组工作(zuò)时间(jiān)为22小时<允许最大工作时(shí)间(jiān)24小时,同样工况下用水量为3吨,则应(yīng)考虑辅(fǔ)助加热或增(zēng)加机组配置。
若机组配置不(bú)存(cún)在问(wèn)题,可切断单机与(yǔ)储(chǔ)水箱的水循环,启动机组,检测单机集(jí)热能力,若温度达不到铭牌标示最高温度,则可(kě)能为冷媒问题。检查冷媒工作压力,对照出厂数据表,若压力不足,则表现(xiàn)为(wéi)冷媒丢失。 按原型号冷媒(méi)充加到出厂标准量即可。
症候二:机(jī)组工(gōng)作时间过(guò)长,大于24小时连续运转,用电量大大超过商家(jiā)给客户的预算,费用(yòng)增加或者预(yù)计使用谷电价格优惠(huì)计(jì)划失去意义(yì),客户对空气源热泵热水机组的信任大打折(shé)扣,甚(shèn)至提出费用赔偿。机组(zǔ)连续工作时间过长引起的配电元(yuán)器件超负载工作和水路偱环量增大,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组的停(tíng)启由控制器控制,机组工作时间过长是由于没(méi)有达到系统设定的停机参数,比如说温度参(cān)数等。温度传感(gǎn)器在靠近补水口的部位,探测温度低于设定值一定范围时机组开启;高于设定(dìng)温度一(yī)定值时,机组停止。排除冷媒携热能力差和设定温度过高等原因,再有可能就是温度传感器故障或传感线路(lù)短路、断路导致机组停机。因为空气源热泵热水机组(zǔ)制作热水是一个偱环加热的(de)过程,属于是储热式热水设备,考(kǎo)虑(lǜ)气温较低,空气中热量减少、机组单个偱环获取的热量变少(shǎo),机组COP值下降(jiàng)会使机组工作时间拉长,为避免机组配(pèi)比 “小马拉大车” ,要(yào)保证机组在24小时内获取到足够的热量,把额定的水量加热,考虑到夏季机组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(shí)之间,但从(cóng)现实情况中看,出问题严重的机组(zǔ)都有配比不合理的(de)情况在时面。以输入功率为4千瓦的机组为例,在广东地区(qū)使用,适当的配水量应为3吨(dūn)水为宜,既使冬季空气温度极(jí)低时,COP平均值以(yǐ)2计算,机组工作17.5小时也满(mǎn)足60℃热水的使用要求,实际配置中有(yǒu)的工(gōng)程竟配水5吨以上(shàng),这就难(nán)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(zhè)种情况较少,因为一般情况下,机组出厂前(qián)都有对压缩机用电设定高、低压保护,防止电压过、欠而(ér)启动运(yùn)行损(sǔn)坏压缩(suō)机。机组(zǔ)长(zhǎng)时间(jiān)不停可能有一种情况是压缩机已坏,风机断续运转造成(chéng)机组不停的假象,这种情(qíng)况较(jiào)少见,一般(bān)热(rè)泵计设(shè)为风机承随压缩(suō)机的电源,不会单独运行(háng)。
处方二:首先检查电压是否符合机组运行要求,电(diàn)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(dìng)用水量与机组匹配是否合适,排除由(yóu)于不断进入冷(lěng)水使整体温度下降和气温(wēn)下降造成机组工作量(liàng)增大的原因,检查(chá)控制系统各传感线路(lù)有(yǒu)无故障,给予排除。
症候三:机组遇冷死机,无法启动。在气温下降到0℃以下时(shí),整个系统就进入停机(jī)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(suō)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(huì)无法启动,因为机组开启是由(yóu)换热器温度和集水箱温度和设定温度三个参数(shù)联合控制(zhì)的,当收集到的储水箱温度低于设定温度一定值时时机组开始启动,集热部分水温高于储水箱温度一定值时偱(xún)环启动,当集热水箱温度收集不到数据时,机组自我保护不启动。另外电压过低过高、冷媒漏掉(diào),压(yā)缩机低压保护或压缩机已经坏掉(diào)等等机组都能致使不能(néng)开机。冷水压力不够时,储(chǔ)水箱里(lǐ)补(bǔ)不进水(shuǐ),机组也会保护无法启动。
处方三:首先检查压缩机有无(wú)损坏,用万能表(biǎo)测量压(yā)缩机电阻,确(què)认压(yā)缩机无故障后,重点检查各控(kòng)制系统,对照机组出厂说明书或工程系统设计验收报(bào)告,根据分析检查电路、水路、温度的设定(dìng)参数和实测数据,查出不符合项并相应改正。采(cǎi)用电磁阀控制上水(shuǐ)时,检查水位传感器的(de)灵敏度和水压的(de)大小,确定不是水位数据的问题。
症候(hòu)四:冷媒偱环管道爆裂、冷媒丢(diū)失、整机(jī)瘫痪。表(biǎo)现为连续工作或启动(dòng)一段时间后(hòu),室外主机噪音变大,局部冷媒偱环(huán)回管(guǎn)出现裂口,进(jìn)而冷媒漏(lòu)掉,压力测试为零。有时风机可以转动,水温无变化,万用表测试压缩机电阻值(zhí)极小。冷凝器部分爆管时,水渗入冷媒管(guǎn)道引起压缩机损坏。
诊断(duàn)四(sì):冷媒介质偱环管路爆裂,冷媒完全泄漏主要原因是偱环系统压力变大,超(chāo)出冷媒循环管道承压范围。由于天(tiān)气变冷制取同样多(duō)的热量,压缩机的做功(gōng)增多,冷(lěng)媒的相(xiàng)变临界点压力变大,由于铜件厚度不足或焊接不(bú)合格而爆开(kāi)。另一种情况为水质不清洁,含有(yǒu)铁屑、沙粒等杂(zá)质随着水循环长期磨损导致换热铜(tóng)管泄漏,特别是可(kě)管式大套管换热模式下更易出现这个故障。由于水性酸(suān)碱度或结垢出现(xiàn)的爆(bào)管现象倒(dǎo)是很少(shǎo)见。
处方(fāng)四:首先弄清水质(zhì)是否引起故障的主要原因,可用过滤法或电子处理法改善水质。 工程安装完(wán)毕,按要求冲洗偱环管道,必要时还(hái)要对管道进行(háng)钝化。冷媒引起的爆管应确认机组运行是否在制造商产品设计(jì)允许工况范围之内。检查各焊接口和连接口是否有裂口,补焊或重新涨口连接。爆破口在膨胀阀到冷凝器至压缩机之间(jiān),一般(bān)是由于冷媒选型(xíng)不当或剂量过多。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,具有在各(gè)种工况下的模拟破坏性试验,才能确定冷媒的充(chōng)加剂量(liàng)。制造过程中执行诸如ISO900等质(zhì)量体(tǐ)系(xì),严格的采购管理环(huán)节保证(zhèng)各部(bù)件(jiàn)用料质量,生产过程每一道工艺环节都(dōu)有质量检(jiǎn)查,出厂前(qián)经专业检(jiǎn)测设备检查后才标示铭牌,包装入库。而(ér)一般小作(zuò)坊式(shì)的制造商,根本就不具备设计、生产、检测的技(jì)术和硬件条件,宣传上采取扯虎皮(pí)拉大旗(qí)膀名牌的做法,产品质量当然不能保证。 用户和经(jīng)销商应主动选择品牌机,才能从根本上避免使用(yòng)中的故障频出问题,不要只(zhī)认价格便宜。
症候五:室外机结霜严重,制热效果能力严重不足。 甚至因结霜而死机或者化霜时(shí)间占机组运行时间的50%以(yǐ)上(shàng),造成整个机组(zǔ)制热量低降,电耗增加。
诊断五:机组工(gōng)作时(shí),当蒸发(fā)器盘管温度低于露点温度时(shí),其表面产生冷(lěng)凝水,冷凝水低于0℃时(shí)结霜,蒸发器散热肋(lèi)片间的通风间隙局部或全部结霜堵塞,从而增大热阻和风阻,直接影响换热效(xiào)率。实际应用中,在云贵甚至广东、福建地区的冬日潮湿天气都(dōu)有结霜现象,因这些地区空气湿度大,有(yǒu)时气温在2℃时就有结霜现象。而在(zài)北方陕西地(dì)方-5℃还不会结霜,原因在于空气温度(dù)不同。现在市场中使用的热泵机组大都采用温度传感器化霜(shuāng),原理是:室外蒸发器盘管温度(dù)T2下降到结霜温度M时开始结霜,当T2-M≤-N时,开始化霜,化霜过程中T2逐渐(jiàn)回升,当T2-M>N时化(huà)霜停止。M、N在设计时据实(shí)地气象条件设定,根据国家规(guī)定:热(rè)泵机化霜所需(xū)时间不超过总工作时间的20%。热泵主机化霜设计中,如(rú)果(guǒ)轻微结霜就化霜,造成化霜损失能(néng)量,如果结(jié)霜严重甚(shèn)至近风口(kǒu)全堵塞后再化霜导致主机(jī)长(zhǎng)时间段低效(xiào)运行(háng),甚至使风机阻力过载烧坏(huài)电机。所以化霜的设计和所采用的技术是机组解(jiě)决化(huà)霜问题的主要方面。
处方五:化霜折设计方案是体现制造商制造水平和设计能(néng)力的重要标(biāo)志(zhì),专业的制造商区别(bié)于非专业制造商而有一(yī)套可靠的优化方案。 室外(wài)蒸发器采用双(shuāng)层亲水铝箔涂料兼具优异的亲水持(chí)续性及(jí)防(fáng)腐性,可以较好地(dì)消除(chú)水桥现象,缩短化霜时间,增加有效工作时间(jiān)。而一般非专业制(zhì)造制造商则多为追求(qiú)价格(gé)成本,直接采用普通的空调室外(wài)机稍(shāo)加改造作为室外主机,不具(jù)备上述优良属性,相应化霜效果就不言可知了。
空气源热泵热水机组技术是一(yī)项集热能动力学、微电子控制技(jì)术和水暖工程技术于(yú)一体系统化成果。没有一整套专门的设计研发、生产、检测设备,单凭(píng)简单的几个外购部件组合改造是不可能具备空气源热泵热水机组应有性能的。而目前的国内市场中(zhōng)空气源热泵热水机组(zǔ)市场方兴未艾。制造(zào)商也是鱼龙混杂,产(chǎn)品品(pǐn)质(zhì)莨(làng)莠不齐,销售商的设计(jì)、服务水平也是不一而足,加上有些商家急功近利,造成一些工程问题频出。 用户要一方面尽量选择(zé)信誉好的专业商家采购使用,同时也要考察(chá)制造商的研发能力、生产历史、质(zhì)量认证(zhèng)和生产标准备案情况。选购使用时增强(qiáng)科(kē)技意识、维权(quán)意识,问题大都是可以避免的,毕竟空气源热泵热水机组在欧美发达国家已占据热水(shuǐ)设备的半壁江山(shān)。相信空气源热泵热水器在我国的应用也将更快更广。

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