某冷库制冷系统调试技巧

陈建平，黄劲松，史雪菲，牛新朝，黄广峰

（中机十院国际工程有限公司，北京，100083）

近年来，我国冷链物流市场规模快速增长，国家骨干冷链物流基地、产地销地冷链设施建设稳步推进，冷链装备水平显著提升。利用制冷系统的排气热给制冷系统融霜是较为节能的一种融霜方式，目前已普遍采用。对于小型制冷系统，当采用直接膨胀供液时，热气融霜须设置一路热气融霜管路及融霜回液管路，还须设置压差调节阀以保证融霜回液顺利进入供液管路进行制冷。

小型直膨供液制冷系统的调试主要包括：制冷机组；冷风机；热力膨胀阀；控制系统等。笔者在配合某冷库施工及调试过程中，根据业主反馈的施工方相关施工质量问题及系统试运行故障，结合自身设计，借鉴刘义军［1］、苏之勇等［7］关于热力膨胀阀的安装及调试技巧，总结归纳出一些氟利昂直接膨胀制冷系统的调试技巧，对制冷系统的调试具有一定的指导意义。

1 项目介绍

广东某项目冷库冷间占地面积约880 m2，共设2间，库温均为-20 ℃～-18 ℃。单间冷间尺寸（长×宽×高）约为22 m×20 m×10 m。库内存货方式采用穿梭车货架，单间冷间库容量约为 605 t，单间冷间日允许最大进货量为50 t，进货初始温度≤-10 ℃，降温终了温度为-20 ℃，降温时间为22 h。

1.1 制冷系统

1）制冷系统采用氟利昂R507A制冷剂，直接膨胀供液。

2）冷凝方式采用蒸发式冷凝。

3）冷库内采用氟吊顶式冷风机进行强制对流换热。

4）冷风机融霜方式采用自动/手动可切换热氟融霜，每次同时最多融霜1台冷风机。

5）制冷系统控制可实现全自动和手动双模式控制。

1.2 冷风机

单间冷间设备负荷约为54.6 kW，考虑冷风机结霜导致换热效率降低因素，单间冷间选配3台型号为DD-120的氟吊顶式冷风机。在蒸发温度-28 ℃，冷间温度-20 ℃，结霜厚度为1 mm时，单台冷风机制冷量约为21 kW。

1.3 制冷机组

制冷系统总机械负荷约为95.2 kW。选配一台型号为6GE-34Y×3的三机头并联活塞式制冷机组。在冷凝温度+35 ℃，蒸发温度-28 ℃，吸气过热10 K的工况下，制冷机组制冷量约为99.5 kW， 输入功率约为56.5 kW，COP值为1.76。如图1所示。

图1 制冷机组选型

1.4 冷凝器

制冷系统冷凝负荷约为312 kW，选配一台型号为SWL-320的蒸发式冷凝器，冷凝温度+35 ℃，其标准散热量为320 kW。

2 调试问题及故障分析

2.1 问题

制冷系统施工完毕，业主冷库正常进出货，系统带负荷进行调试试运行，发现存在如下问题：

1）制冷机组压缩机运行过程中声音异常，吸气端机头结霜严重，如图2所示。

图2 制冷机组压缩机机头结霜图

2）冷风机无法正常融霜。

3）冷库降温房间温度最低仅为-9 ℃，无法达到设计要求的-20 ℃。

4）施工方修改上述问题后，冷风机正常融霜时，水盘结冻。

2.2 故障分析

冷库调试试运行出现上述问题后，施工方将问题归结为设计不当。经我方核查，不存在设计错误。经业主与我方了解，施工前期，施工方采购热氟融霜相关阀门时向我方咨询阀门如何采购、热氟融霜控制程序如何设定等问题。业主初步判定为施工方施工及调试不当导致上述问题，并另请第三方检测机构对制冷系统进行检测，检测结果为：压缩机吸气端机头结霜，压缩机排气端手感冰凉，且其中一个压缩机已不能正常启动。判定为制冷系统回液导致机头结霜，并窜液至压缩机排气端，对压缩机造成液击，损坏了其中的一台压缩机。

根据第三方现场检测情况及业主提供的视频及照片资料，经我方分析，本项目制冷系统故障有：

1）制冷系统制冷剂充注量未过少，系统调试时未进行开启度调整，膨胀阀开启度过大，供液量过多导致制冷系统回液，从而导致压缩机运行异响且吸气端机头结霜。

2）制冷系统回液（-28 ℃）并窜液至压缩机排气端，导致排气端排气温度过低，进而影响制冷系统的热气融霜。

3）因上述故障，制冷系统无法正常运行，导致冷库温度无法实现设计的降温要求。

4）冷风机融霜接水盘未按设计要求配置电加热防冻，且制冷系统融霜程序设定不当，融霜结束未给融霜水排放留出延迟时间直接进行制冷，导致水盘结冻。

2.3 故障解决措施

我方针对现场问题及故障分析后，及时向业主反馈，并提出相应解决措施：

1）适当关小膨胀阀开启度至压缩机机头吸气端微凉结露即可，并用测温枪测量压缩机排气端温度，应为66.4 ℃左右，如图1所示。

2）冷风机融霜接水盘敷设电加热管，并调整制冷系统融霜程序。

3 系统调试技巧

3.1 调试前的准备工作

制冷系统试运行前，应准备如下工作：

1）电源电压的检查，确保供电电压值在380 V±10 %正确无误。

2）制冷系统各阀门通、断情况，系统高低压力情况检查。

3）检查曲轴箱油面，如油面低于规定要求时，应及时加油。

4）检查控制系统各相关控制参数设定值是否正确无误。

5）制冷系统排污及真空试验结束后，更换制冷机组供液过滤芯及回气过滤芯。

6）蒸发式冷凝器集水池充水完毕。

7）冷风机风扇确保正转。

8）制冷剂首次充注时，应充注至图3贮液器中间视液镜位置。

图3 制冷机组贮液器

3.2 调试试运行

调试前各项准备工作就绪后，制冷系统开机调试试运行，运行过程中要注意：

1）用测温枪测量压缩机机头及排气管温度，可能会因地域及季节不同，温度会有所降低。正常排气温度如图1所示温度为66.4 ℃左右。若排气温度过高且持续时间较长，排气压力高，一要检查贮液器制冷剂充注量是否过多。若充注过多，则须抽出多余的制冷剂；二要核查系统中是否有不凝性气体。若有不凝性气体，则须在系统较高部位排空不凝性气体，直至冷凝压力≤15.55 bar，并适当向系统补充制冷剂。

2）系统冷凝温度为+35 ℃，排气压力表表压约为15.55 bar。若排气压力过低，检查贮液器制冷剂充注量是否不足。若不足，检查系统是否泄漏，修补漏点并补充制冷剂。

3）热力膨胀阀的调整：倾听热力膨胀阀是否有制冷剂流动声，观察膨胀阀后的管路是否有正常的结露和结霜现象。

热力膨胀阀的调整工作［1］，必须在制冷装置正常运行状态下进行。由于蒸发器表面无法放置测温计，可以利用压缩机的吸气压力，作为蒸发器内的饱和压力，查表得到近似蒸发温度。用测温计测出回气管的温度，与蒸发温度对比来校核过热度。调整中，过热度太小（供液量太大），调节杆按顺时针方向转动半圈或一圈（即增大弹簧力，减少阀门开启度）时，制冷剂流量减少；调节杆螺纹一次转动的圈数不宜过多（调节杆螺纹转动一圈，过热度大约改变l～2 ℃），经多次调整，直至满足要求为止。

由于实际工作中的热力膨胀阀感温系统存在着一定的热惰性，形成信号传递滞后，运行基本稳定后方可进行下一次调整。可根据经验调节办法来调整，转动调节杆螺纹改变阀的开度，使蒸发器回气管外刚好能结霜或结露。对蒸发温度低于0 ℃的制冷装置，若结霜后用手摸，有一种将手粘住的阴冷的感觉，此时开度适宜；对蒸发温度在0 ℃以上的，则可以视结露情况判断。

4）系统蒸发温度为-28 ℃，吸气过热为10 ℃。吸气压力是否在1.31 bar～2.39 bar范围。若吸气压力过低，一要核实系统制冷剂是否不足，若不足，则补充制冷剂；二要检查供液管路干燥过滤器是否堵塞，若堵塞，更换供液过滤芯；三要检查吸气过滤器是否堵塞，若堵塞，更换吸气过滤芯。

5）核实蒸发式冷凝器的风扇和循环水泵，是否根据冷凝压力大小先后启动。

6）上述步骤无误后，运行时，制冷机组排气端应是发烫状态，吸气端应是微凉结露状态。

7）如图3所示，满负荷运行时，应确保贮液器液位在下方视液镜位置；制冷系统停机时，应确保贮液器液位在中间视液镜位置。若制冷剂不足，则向制冷系统补充。若贮液器液位在最上方视液镜位置，则制冷剂充注量过多，须抽出多余的制冷剂，防止制冷系统因制冷剂过多导致压力过高。

8）制冷压缩机（机组）应逐台带负荷试运 转［2］，每台压缩机（机组）最后一次连续运转时间不宜少于24 h，每台压缩机（机组）累积运转时间不宜少于48 h，各项运转参数符合设计文件和设备技术文件的规定。

9）土建冷库试运转降温［3］时，必须缓慢地逐步降温。冷间室温在4 ℃以上时，每天降温不超过3 ℃，室温在-4 ℃～4 ℃时，每天降温不超过2 ℃。当冷间温度降至4 ℃时，应暂停降温，冷间维持在4 ℃时5 d～7 d，室温降至-4 ℃以下时，每天降温不超过3 ℃，直至达到设计温度。

10）制冷系统试运行合格后，再次更换制冷机组供液过滤芯及回气过滤芯。

4 结束

语施工方按我方意见进行整改后，制冷系统降温和融霜均正常运行，且融霜排水顺畅，制冷系统最终顺利运行。

制冷系统的初运行和调试，切勿以为按设计图纸施工后不经调试就能顺利运行。施工方技术人员应具备制冷、电气、控制等专业知识，并有丰富的调试经验，能够应对调试中出现的故障，及时解决，防止调试不当导致设备损坏造成损失。