制冷设备在综合能源系统中的故障应对策略研究

王科宁 张庆超 张惠莲 高翔

摘要：制冷系统本身有一个数字键控系统和一个自动控制系统。当制冷系统中各设备出现故障，如压缩机短路或节流阀堵塞时，系统本身会检测到故障，并根据返回的流量、温度、压力等参数的变化进行报警，并根据参数进行自优化控制，等待人工处理和修复。在包括制冷设备在内的常规能源系统中，当制冷设备出现故障时，通常会开启容量较小的制冷设备或备用设备，以保证能源供应。目前，故障诊断与处理的研究相对成熟。本文主要分析了综合能源系统中制冷设备的故障响应策略。

关键词：综合能源系统;多能转供;混合动态仿真;制冷设备故障

引言

随着时代的发展，未来的能源将逐渐从单一的能源供应体系向综合能源体系转变。综合能源系统包含多种能源转换设备，可以填补制冷设备出现故障时的冷却不足。目前，对综合能源系统的研究大多集中在系统的规划、控制和评价指标上。故障条件下综合能源系统的能源优化研究很少。这是因为综合能源系统包含各种其他形式的能源系统，它们的故障处理方法是不同的。此外，间歇性能源、储能设备、复杂非线性设备模型、子系统时空尺度、设备和负荷特性等问题使得综合能源系统模型极其复杂。由于模型的复杂性，大多数综合能源系统的仿真将非线性模型简化为线性模型，忽略了时间尺度等一些耦合细节，采用能源中枢模型进行稳态算法仿真。然而，稳态算法仿真不能准确描述系统的实际运行情况，因此仿真结果的指导意义有限。

1、故障数据获取

制冷设备在根据经验深入分析制冷系统的工作原理后，可能会产生更多类型的缺陷，为随机故障组合研究选择了6种较为典型的简单故障类型，形成同时故障，选择的6种典型故障类型如下：①压缩机排气阀板损坏，出现这些故障时，实际排气量 ②制冷剂不足，一般有制冷剂短缺的两个原因，一是出厂前制冷剂填充不正确，二是阀门或焊缝脱落导致制冷剂泄漏;③循环水泵不转动，这种故障可能导致压缩机进排气温度迅速升高，同时冷凝器的冷却效果会急剧降低;④冷却水流量太小，冷却塔水量过大或冷却塔内部布置不当，冷却水流量可能太小。⑤膨胀阀打开时，制冷设备出现故障时流通的制冷剂很少;⑥过滤器堵塞，过滤网用于过滤灰尘和金属碎片等。使用寿命太长，无法锁定。实验对象是制冷量55千瓦的制冷機组，介绍了基于原设备的制冷设备故障模拟和参数测试组件，通过测试收集故障数据。各缺陷的实现方法如下：①压缩机进气排气阀片损坏，在压缩机进气道和排气阀之间建立侧通道，安装针阀或计量阀作为流量调节装置②制冷剂不足，应先清空系统，然后通过逐步添加对不同程度制冷剂进行故障模拟;③循环水泵不转动，可通过断开水泵控制电路模拟循环水泵故障;④冷却水流量太小，可通过降低冷却水阻隔阀的分流流量或开度来改变冷却水流量;⑤膨胀阀打开时，在电磁阀和蒸发器之间放置手动调节阀，打开模拟膨胀阀;⑥滤清器堵塞，可模拟滤清器堵塞造成的故障，用厚纸堵塞滤清器表面的一定比例进入中间组织孔。

2、制冷设备故障介绍

2.1系统故障

中央空调系统主要以压缩机为主要工作部件。在操作过程中，系统依靠压缩机的工作状态来执行冷却功能。系统停机时，制冷剂不能在系统中循环，导致节水过程、蒸发过程等停滞不前，并且不能改变制冷剂的状态，因此该系统失去了相应的效率。此时，可使用压力装置对系统进行监控，测量封闭容器在异常状态下的高压值和低压值，即封闭容器中的高压值低于系统正常运行期间的压力。在测量低压值时，低压区将逐渐变成真空，因为制冷剂不能形成循环。造成这种现象的主要原因是膨胀阀或封闭阀体形成堵塞区，堵塞液体。为了进一步确认堵塞部分，可以吹阀门体部分，如果气体不能通过阀门体进入，则表示系统堵塞。此时，工作人员需要更换存储模块，以确保系统正常运行。导致系统故障的原因还包括制冷代理问题。当制冷剂泄漏或不足时，系统运行过程中蒸发现象没有相应的产生条件，因此液体不能转化为气体，系统不能吹相应的冷空气。为此，工作人员必须测试该系统，并检查是否存在泄漏点。如果有泄漏点，则必须及时修理，并在将系统注入冷却系统之前进行真空处理。如果系统中没有露点，则需要对注入制冷剂后设备的运行状况进行稳定分析，以确保系统设备正常运行。

2.2制冷故障

冷却能力的故障主要是由于未能满足实际使用需求，即实际冷却温度无法达到工作人员设定的目标。造成这种现象的原因有很多，包括冷却不足、过度冷却和散热器遭到破坏。当冷却质量不足时，密闭容器中气体-液体的转换速率降低，在恒压状态下，低压值将低于预设参数值，此时系统内的水流噪声将增加。当制冷质量太大时，系统中的循环压力会增大。冷凝装置在恒压条件下不能将大量液体转化为气体，会引起溢出现象，使气体液体与循环系统共存，从而降低散热效果，导致冷却质量下降。当散热器损坏时，例如风扇表面脏，发动机转速不足时，实际散热效果会降低，使冷却系统无法满足实际的应用需求。为应对这些问题，技术人员应定期对系统进行检测，使用压力检测装置测量系统，以获得液体含量的价值。如果液体含量不足，技术人员必须及时注入液体。如果液体含量很高，就要取出来检测散热器时，技术人员应定期检测散热器的清洁度，测量风扇转速，并采取相应措施解决该问题，以确保冷却系统的安全运行。

3、空调制冷不足故障检修实例分析

3.1冷凝装置故障

中央空调运行时间长、负荷高，系统内部部件自然磨损会降低冷却效果，实际检测后，空调冷却器达到负荷运行状态的临界点，系统供热和制冷转换单元之间效率低下空调系统的实际运行参数比正常运行参数少35%。在这种情况下，冷凝装置中的传动装置通常会出现问题，例如杂质沉积、碎石等。在传输管里。如果技术人员在施工过程中无法清洁空调管道，则在运行管道内的杂质将随空气回流进入系统，此时，在水、碎石、杂质等的推动下。会进入冷凝器内，从而导致冷凝器有些堵塞。如果工作人员不及时进行清洁，该系统将被堵塞，无法被有效的供暖和制冷系统所取代，从而降低了系统的效率。对于这种缺陷，技术人员应使用专用工具清洁冷凝装置中的管，同时应确保工具的钢特性低于管，以防止管损坏。去除管内杂质后，应使用高压灭火器对管内进行二次清洗，清除管内残留的杂质。

3.2制冷剂泄漏

在空调系统的长期运行状态下，制冷效果显着降低。在设备维修过程中，工作人员发现贮器中制冷剂的液面高度低于基准值。在对蒸发装置进行详细检查后，发现该装置含有泄漏点。出现这种情况的原因是，当设备在通电过程中产生的振动周期与螺栓部件的固有周期相匹配，且螺栓在共振影响下发生位移时，会出现共振现象。对于这种现象，必须加强螺栓，例如，将螺栓表面绕着粗材料带扭转，以增加螺栓直径，并在粗材料带的弹性作用下，增加螺纹与螺栓本体的一致性。在固结结束时，应在维护链上施用肥皂水，以检查其密封性。

结束语

简而言之，中央空调制冷系统的应用为大楼的运作提供了基本保护，但如果长期运行和负荷很大，系统的各个组成部分将面临严重的破坏问题，从而增加空调制冷系统失灵的可能性为确保系统运行的完整性，技术人员应根据系统的运行特点定期检测和维护系统，并逐步检查部件，以确保设备在一定周期内的运行符合参数要求，从而确保系统本身的运行。

参考文献：

[1]禹法文，陈焕新，李绍斌，等.基于主元分析法的多联机系统压缩机排气温度传感器故障检测与诊断[J].制冷技术，2017，37（4）：29-33.

[2]倪健斌，余晓明，陈丽娜.某商场中央空调系统现场测试及故障分析[J].制冷技术，2006，26（4）：33-36.

[3]袁玥，陈焕新，石书彪，等.基于主成分分析和神经网络相结合的制冷剂充注量故障诊断[J].制冷技术，2017，37（6）：45-50.

[4]肖坤，李绍斌，谭泽汉，等.基于决策树算法的多联机制冷剂泄漏在线故障诊断[J].制冷技术，2018，38（6）：12-18.

[5]丁新磊，李绍斌，谭泽汉，等.基于优化神经网络的空调系统未知类型故障诊断[J].制冷技术，2018，38（5）：7-13.