Анализ неисправностей компонентов кондиционера

5 июл 2021
Для полного понимания работы кондиционера и причин его неисправностей надо знать множество областей физики: теорию механического оборудования, электричество, теплотехнику и термодинамику, гидродинамику и т.д. Часто установить, в чем именно состоит неисправность и как ее устранить, бывает сложно. Мастер по ремонту кондиционеров должен не только обладать теоретическими техническими знаниями, но и иметь большой опыт ремонта, уметь изучать кондиционер и делать правильные выводы из полученной информации.

1. Подготовка перед работой
(1) выясните, в какое время и при каких обстоятельствах сломался кондиционер, какие внешние факторы влияли на него.
(2) проверьте работу кондиционера (если это возможно)
(3) убедитесь, что вы полностью понимаете ситуацию. Наблюдайте за работой всех элементов кондиционера, а не только одного из них.
(4) Проверьте сделанные выводы и убедитесь, что вы правильно установили причины неисправности.
(5) Теоретический анализ ситуации надо проводить упорядоченно, шаг за шагом.
(6) Не делайте поспешных выводов и не принимайтесь за ремонт сразу же. Не торопитесь, а еще раз проверьте кондиционер и обдумайте план устранения неисправностей.

2. Анализ неполадок
1. Измерение температуры и давления.
Обычно в системах кондиционирования и даже в обычном бытовом кондиционере невозможно сразу и непосредственно обнаружить место, где произошла поломка. Очень затруднительно было бы разобрать каждую деталь кондиционера. Вместо этого мастер смотрит на внешний вид компонентов и проводит измерения, а затем анализирует полученные сведения. Основные параметры, которые указывают на неисправность кондиционера – это температура и давление в различных частях системы. Если рабочее давление и температура превышают нормальные значения (кроме случаев особенно высокой внешней температуры), вероятно, кондиционер неисправен. Измерение этих физических параметров дает важную информацию мастеру по ремонту кондиционеров.
(1) Давление в холодильном контуре.
Обычно в холодильном контуре измеряются давления всасывания и давление нагнетания.
Давление всасывания – это давление на входе в компрессор. Поскольку измерить давление непосредственно на компрессоре сложно, а давление в подающей трубке слабо отличается от него, то измерять можно давление в любом месте трубки, подающей хладагент в компрессор.
Давление всасывания близко к давлению испарения хладагента в испарителе.
Давление нагнетания – это давление на выходе из компрессора. Для герметичных компрессоров, в которых трудно измерить давление, за эту величину принимают давление в любом месте нагнетательной линии холодильного контура. Давление нагнетания близко к давлению конденсации хладагента в конденсаторе.
(2) Температура в холодильном контуре.
Работа кондиционера характеризуется целым рядом температур: температуры испарения,
всасывания, конденсации, нагнетания и т.п. Основную роль играют температуры испарения и
конденсации. Обычно эти температуры нельзя непосредственно измерить, их получают с
помощью термодинамических соотношений, зная соответствующие им давления.

2. Влияние изменения давления всасывания.
При работе системы охлаждения давление всасывания в компрессор связано с температурой испарения и скоростью циркуляции хладагента. Если система дросселируется (снижается давление после конденсатора) капиллярной трубкой, то давление всасывания связано и с давлением конденсации, объемом хладагента и производительностью компрессора. Поэтому перед началом проверки кондиционера надо установить манометр на трубку холодильного контура, чтобы следить за давлением всасывания. Его изменение может помочь определить неисправность кондиционера.
(1) Причины снижения давления всасывания.
Если давление всасывания ниже нормы, это может быть связано с уменьшением количества хладагента, снижением тепловой нагрузки или давления конденсации, или засорением фильтра.
Упомянутые выше факторы уменьшают циркуляцию хладагента в системе и тепловую нагрузку на конденсаторе. При этом давление конденсации падает. Кроме того, если компрессор нагнетает сниженное количество хладагента, то он соответственно корректирует (увеличивает) коэффициент сжатия, чтобы компенсировать недостаточный объем выходящего хладагента.
Нужного коэффициента сжатия можно достичь только при соответствующем снижении давления всасывания.
(2) Причины повышения давления всасывания.
Если давление всасывания выше нормы, это может быть связано с увеличением циркуляции хладагента, повышением тепловой нагрузки. При этом давление конденсации растет. Кроме того, если компрессор нагнетает повышенное количество хладагента, то он соответственно корректирует (уменьшает) коэффициент сжатия, чтобы компенсировать избыточный объем выходящего хладагента. Нужного коэффициента сжатия можно достичь только при соответствующем повышении давления всасывания.

3. Влияние изменения давления нагнетания.
При работе системы охлаждения давление нагнетания из компрессора связано с температурой испарения и скоростью циркуляции хладагента, давлением конденсации, объемом хладагента и производительностью компрессора и его коэффициентом сжатия. Поэтому перед началом проверки кондиционера надо установить манометр на трубку холодильного контура, чтобы следить за давлением нагнетания. Его изменение может помочь определить неисправность кондиционера.
(1) Причины повышения давления нагнетания.
Если давление нагнетания выше нормы, это может быть связано с уменьшением циркуляции хладагента, повышенной температурой охлаждающей среды и избыточным количеством хладагента, а также повышением тепловой нагрузки.
Вышеупомянутые факторы приводят к увеличению циркуляции хладагента и повышению его температуры конденсации. При высокой температуре среды эффективность переноса (рассеивания в окружающую среду) тепла снижается, и температура конденсации возрастает.
При избыточном количестве хладагента жидкий хладагент занимает часть конденсационной трубки, при этом площадь поверхности теплообменника, на которой происходит конденсация, снижается, а температура возрастает.
(2) Причины снижения давления нагнетания.
Если давление нагнетания ниже нормы, это может быть связано с недостаточным коэффициентом эффективности компрессора, недостаточным объемом хладагента в системе, понижением тепловой нагрузки или засорением фильтра кондиционера.
Вышеупомянутые факторы приводят к уменьшению циркуляции хладагента и понижению его температуры конденсации.
Давления нагнетания и всасывания в холодильном контуре связаны между собой. Чем выше одно из этих давлений, тем выше и другое – это правило работы системы охлаждения. В некоторых системах возможно установить манометр для измерения давления хладагента только на линии всасывания, а на линии нагнетания – невозможно. В этом случае можно оценить значение и вариации давления нагнетания, зная лишь значение и вариации давления всасывания.

4. Влияние изменения температуры в холодильном контуре
Температура испарения непосредственно связана с давлением всасывания, а температура конденсации – с давлением нагнетания (что следует из уравнений состояния газа). Поэтому при анализе взаимозависимости давлений всасывания и нагнетания можно получить соотношения, описывающие взаимное влияние температуры испарения и температуры конденсации.
Температуры нагнетания и всасывания хладагента в компрессоре связаны между собой. Чем выше одна из этих температур, тем выше и другая, и наоборот. Температура, при которой происходит всасывание хладагента в компрессор, связана с циркуляцией хладагента в системе – чем больше скорость циркуляции, тем ниже температура всасывания, а чем меньше поток, тем температура всасывания выше. Температура нагнетания и хладагента из компрессора и температура конденсации также связаны между собой. Чем выше одна из этих температур, тем выше и другая, и наоборот.

5. Влияние изменения температуры поверхности элементов холодильного контура
Температура компонентов холодильного контура при их нормальной работе должна оставаться в определенных пределах. Если температура выходит за допустимый диапазон, значит, произошла какая-то неполадка, которая может быть вызвана неисправностью компонентов или неправильной регулировкой. Необходимо выяснить причину неполадки и своевременно устранить ее. Температуру поверхности элементов холодильного контура обычно нельзя непосредственно измерить термометром, она оценивается различными способами – касанием рукой, по работе системы и т.п.
(1) Влияние изменения температуры кожуха компрессора и линии нагнетания
При работе системы на охлаждение (в летнем режиме) температура нагнетания хладагента из компрессора достаточно высока. Но она не должна превышать 130оС. Если повышена температура всасывания в компрессор, то повышается и температура нагнетания. В результате этого поток хладагента может помешать нормальной работе пластины клапана, что снизит производительность компрессора и может даже привести к его поломке. Если температура нагнетания понижена, это означает, что понижена и температура всасывания. Это можно определить по тому, что трубы линии нагнетания не обжигают руки при касании. Понижение температуры нагнетания может быть вызвано попаданием в компрессор жидкого хладагента или малым количеством рабочего вещества в системе. Попадание жидкости в компрессор вызывает гидравлический удар и повреждение клапанов. Работа при недостатке рабочего вещества препятствует охлаждению двигателя и вызывает повышенный износ изолирующих материалов.
(2) Влияние изменения температуры труб конденсатора
Конденсатор с воздушным охлаждением: обычно передняя половина труб конденсатора (примыкающая к линии нагнетания) очень горячая, и температура на этом участке медленно понижается по мере удаления от линии нагнетания. Температура задней половины конденсатора существенно ниже, поскольку хладагент здесь переходит в жидкое состояние, достигая температуры конденсации и даже еще более переохлаждаясь. Возможны два типа нарушений температурного режима в конденсаторе. В первом случае даже передняя часть труб конденсатора не горячая, а температура задней части трубы равна температуре окружающего воздуха. Это может быть вызвано попаданием в компрессор жидкого хладагента или малым количеством хладагента в системе. Во втором случае вся поверхность конденсатора очень горячая. Такое повышение температуры происходит при избыточном поступлении хладагента в конденсатор, при недостаточной вентиляции конденсатора или высокой температуре внешнего охлаждающего воздуха.
(3) Температура жидкостной линии
Обычно жидкостная линия холодильного контура теплая на ощупь. При нарушении работы холодильного контура она может стать горячей. Это бывает вызвано повышением температуры конденсации, избытком циркулирующего в системе хладагента, или слабым отводом тепла от конденсатора.
(4) Температура фильтра
Причины повышения температуры фильтра те же, что и у жидкостной линии. Однако температура фильтра может оказаться и пониженной, если фильтр частично засорен примесями к хладагенту. В этом случае поток хладагента через фильтр снижается. Если температура фильтра равняется температуре окружающей среды, значит, он полностью забит и хладагент вообще не проходит сквозь него.
(5) Температура линии всасывания
При нормальной работе системы трубки линии всасывания должны быть холодными на ощупь и на них конденсируется влага. Возможны два типа нарушений линии всасывания. В первом случае труба очень холодная и на кожухе компрессора конденсируется много влаги из воздуха.
Это происходит в том случае, если хладагент испаряется в испарителе не полностью. При этом в компрессор засасывается жидкость и возможен гидравлический удар, повреждающий клапаны. Во втором случае трубки линии всасывания теплые, на них не конденсируется вода, а кожух компрессора очень горячий на ощупь. Это вызвано недостаточным количеством хладагента, проходящего через холодильный контур, и приводит к повышению температуры нагнетания и уменьшению холодопроизводительности системы.

6. Влияние изменения температуры испарителя
(1) температура капиллярной трубки
При нормальной работе системы капиллярная трубка должна быть холодной на ощупь и на ней конденсируется влага, слышен звук протекающей по ней жидкости. Возможны два типа нарушений работы капилляра. В первом случае трубка очень холодная и на ней конденсируется влага, слышен очень громкий звук. Такой звук возникает при протекании по капиллярной трубке газа (воздуха). Это вызвано недостаточным количеством хладагента, проходящего через холодильный контур. Во втором случае капиллярная трубка не холодная и на ней не конденсируется влага, и не слышно звука течения жидкости. Это означает, что трубка забита и по ней не течет хладагент.
(2) температура испарителя
При нормальной работе системы поверхность испарителя должна быть очень холодной на ощупь и с него должны постоянно капать капли конденсата. Перепад температуры между входом в испаритель и выходом из него весьма велик: 12–14С.
Если испаритель не холодный, на нем почти или совсем не конденсируется влага и слышен громкий звук потока хладагента через испаритель, а перепад температуры между входом в испаритель и выходом из него очень мал – значит, через испаритель проходит недостаточное количество хладагента.

7. Влияние температуры окружающей среды
(1) температура воздуха, обдувающего внешний блок (воздуха на улице)
Если температура воздуха на улице выше допустимой (обычно 35С), то система охлаждение не может нормально работать: повышается температура конденсации и температура нагнетания хладагента из компрессора. В результате холодопроизводительность системы снижается. При внешней температуре выше 40С система перегревается и может сработать предохранитель электрического контура, выключающий питание компрессора. Работа при повышенной внешней температуре снижает срок службы кондиционера.
(2) температура воздуха в помещении
Температура в помещении, где расположен внутренний блок кондиционера, не должна превышать 30С. Если испаритель долгое время работает при температуре выше 30С, тепловая нагрузка возрастает, повышается температура конденсации и температура нагнетания. В результате может сработать предохранитель электрического контура, выключающий питание компрессора.

8. Система, работающая на обогрев (тепловой насос)
В режиме теплового насоса (обогрев помещения) кондиционер работает аналогично обычному режиму охлаждения, только направление цикла меняется на противоположное (испарение во внешнем блоке и конденсация во внутреннем). Чтобы убедиться, что кондиционер нормально работает в режиме теплового насоса, проверьте работу реверсивного клапана и электромагнитного клапана. Если реверсивный клапан неисправен, кондиционер не сможет работать в режиме теплового насоса. Чаще всего, неисправные компоненты кондиционера приходится не ремонтировать, а заменять на новые.
HVAC