熱交換問題導致空調制冷或制熱不良的故障分析與維修

熱交換問題導致空調制冷/熱不良，基本可以分為熱交換器本身問題，以及熱交換能力差。熱交換器在空調中主要指:冷凝器、蒸發(fā)器。熱交換器本身問題--熱交換器換熱面積不夠大;熱交換問題--熱交換器 臟堵、風機***或轉速變慢。本文是筆者總結的近些年的實際維修經(jīng)驗，與同行分享。

一、熱交換器種類

1.風冷型熱交換器

指通過風機來強迫兩器與空氣進行熱交換的換熱方式。在家用壁掛式分體空調中常見室外熱交換器使用軸流風扇(如圖1所示)，而室內熱交換器采用貫流風扇(如圖2所示)，對由紫銅和鋁翅片組成的熱交換器進行強迫熱交換。家用柜式空調、天井空調等內機熱交換器為了提高送風壓頭，一般采用離心風扇(如圖3所示)。

熱交換器主要在蛇(U )形盤狀的紫銅管外鑲嵌間隔均勻的鋁翅片組成(如圖4所示)，通過鋁翅片可以提高其熱交換器面積與效率。另外，為了提高熱交換器的耐用程度以及清洗的便利性，部分廠家的空調翅片有上一層親水膜，例如，常見有天藍色的(如圖5所示)，還有個別廠家鍍了金色作的鈦涂層等，這樣既提高了抗腐蝕能力，又延長其使用壽命。

2.水冷型熱交換器在

一些商用的大型柜式空調中，為了提高其換熱效果，節(jié)約翅片管式熱交換器的制造材料及成本，往往更多采用水冷式熱交換器。例如殼管式、套管式、板式等都是水冷式熱交換器主要的換熱器件，如圖6~圖8所示，其工作原理都是冷媒與水道各自分開而且又非直接接觸式的緊密相連，通過水的媒介作用來進行熱交換。

水冷式熱交換器使用材料相對較省，造價便宜，但是需要有一整套的系統(tǒng)為其服務，安裝較風冷型麻煩，但熱交換效果和穩(wěn)定性比風冷型好。

二、熱交換器及熱交換問題導致制冷/熱不良

熱交換器本身問題導致制冷/熱不良，屬于比較常見的故障。例如，熱交換器在海邊或鹽分比較重的地方導致翅片風化霉爛、熱交換器換熱面積不足等都會導致制冷/熱效果差現(xiàn)象。而熱交換器鋁翅片污堵、內機過濾網(wǎng)堵塞、內外風機轉速異常等也會形成熱交換問題而導致制冷/熱不良。在實際檢修過程中要注意區(qū)分。
1.熱交換器腐蝕嚴重
這里說的熱交換器腐蝕主要是指，鑲嵌在紫銅管上的鋁翅片由于受到環(huán)境濕度、咸度粉塵、化學侵蝕以及長期高溫暴曬等的影響導致其翅片腐蝕、老化，嚴重時用手捏鋁翅片可變成粉末，說明翅片風化得厲害，這種情況有可能出現(xiàn)空調高壓壓力過高，或壓縮機過電流的保護現(xiàn)象。遇到這種空調，要盡量選擇帶有涂層的室外熱交換器，例如清水膜.鈦金涂層的翅片等，以提高機器的抗腐蝕性和耐用性。
2.熱交換器管材問題
(1)管材材質問題
隨著目前能源的緊張，金屬材料價格波動較大，相應的空調制造和維修成本增加。有些廠家為了降***造成本，會使用鐵管通過表面鍍銅水的操作來替換外機的部分管路，其結果就是熱交換能力變差，尤其在高負荷狀態(tài)下高低壓壓力都會變高、蒸發(fā)溫度也變高，導致制冷/熱效果差，而且管路耐壓、抗腐蝕性能也不理想。
(2)管材管徑、長度問題
早期的空調室外熱交換器大部分采用約直徑10mm紫銅管來盤制，近些年大量使用內螺紋紫銅管來改善熱交換效率，部分廠家把直徑10mm紫銅管降為直徑7mm，甚至更小，把外機的雙排熱交換器改為1.5排或者單排，明顯縮短了紫銅管的長度，加工工藝也就更容易了，但是在高溫或者寒冷天氣，熱交換能力相應變差，導致制冷/熱不良。
(3)翅片結構問題

目前主流的空調翅片主要采用直片，如圖9所示，而一些一級能效比的高端機則采用更復雜的開窗翅片，如圖10所示。采用開窗翅片的熱交換面積明顯比直片的大，制造工藝復雜，成本也更高，但是即使在惡劣天氣熱交換效率也很高，制冷/熱都理想。另外，熱交換器翅片的疏密程度對熱交換面積也會產(chǎn)生較大影響，同樣影響制冷/熱效果。

3.熱交換器翅片污堵

空調使用一段時間后，由于內外熱交換器都是采用風扇強迫換熱方式，所以翅片表面會積聚灰塵、毛絮、油泥等，尤其安裝在粉塵大油煙多的環(huán)境下會嚴重影響熱交換效率。夏季制冷時，如果外機的熱交換器翅片臟堵會導致冷凝壓力、冷凝溫度變高，蒸發(fā)溫度也變高，制冷效果變差;如果內機的翅片臟堵則導致蒸發(fā)溫度變低、低壓側壓力偏低，內風機送風距離變短，氣流循環(huán)量變少，制冷效果變差。同理，冬季制熱時制熱效果不理想。

4.室內熱交換器過濾網(wǎng)臟堵

在實際維保過程中，經(jīng)常會遇見內機過濾網(wǎng)嚴重臟堵，導致制冷/熱不良的問題。尤其在- -些人流量大毛絮多的地方，嚴重時會出現(xiàn)蒸發(fā)器有結霜的現(xiàn)象，因此定期對熱交換器的過濾網(wǎng)進行清洗，既可確保一定的氣流循環(huán)量，又能保障健康的空調使用環(huán)境。
5.內外風機轉速異常

空調室內外的風機主要是強迫空氣與熱交換器進行熱交換。如果電機或控制電路異常，就會導致電機運轉速度變慢，從而影響熱交換能力變差，，造成制冷/熱不良。目前，室內風扇電機主要有:6線PG電機，如圖11所示，用于定頻空調或者3級能效的變頻空調中;5線直流電機，如圖12所示，主要用于變頻空調。

室外風扇電機主要有:交流風機、5線直流風機以及3線直流風機，如圖13~圖15所示。交流風機轉速變慢主要有:電容老化容量衰減，或者軸承異響卡滯;直流風機一般是由內機電控板或者電機本身原因導致(5線直流電機內部有驅動電路板，而3線直流電機內部沒有電路板。從使用角度來看，目前新款的三線電機抗高溫能力更強，而5線電機由于內部有電路板，長期高溫容易導致元件老化變質，縮短使用壽命)。

6.外機安裝位置不當
外機安裝的周邊有障礙物或者散熱不良，容易導致氣流短路，從而造成制冷/熱不佳，這種現(xiàn)象在目前的高層住宅中屢見不鮮，工程商為了整棟樓的美觀，往往設置了專門的空調外機安裝位置，由于地方狹小且外部還有格柵擋風造，從而成氣流短路散熱不好，這時需與物業(yè)溝通對格柵進行部分拆除，以疏導排風，利于散熱，提高外機的熱交換能力。
7.檢修實例
例1:一臺三菱電機1HP壁掛式直流變頻R410a冷媒分體空調，制冷/熱不良。分析檢修:上門檢修，開機制冷/熱模式，效果差。該機子使用R410a冷媒，夏季時測量其低壓側運行壓力為12bar，開始以為用戶維修過機子加多冷媒所致，咨詢用戶得知該機子使用近10年，一直未修過，近些年發(fā)現(xiàn)炎熱的時候制冷效果差，但是陰雨、刮風天氣機子制冷效果還是可以。觀察外機冷凝器翅片已經(jīng)嚴重堵死，雖然外風機運轉，但沒法正常對流，熱交換效果肯定差，導致冷凝壓力升高，司時蒸發(fā)壓力也高，制冷效果固然不理想由于機子使用年限長，業(yè)主要求把該機子拆卸后移到客房安裝，回收冷媒、拆卸機子及做好接頭密封后，在衛(wèi)生間使用“滌塵”翅片清洗劑進行徹底的化學清洗，如圖16所示，清洗完畢，在客房安裝好空調開機運行，炎熱夏季壓縮機高頻運行時壓力為9.5bar( 未額外添加R410a冷媒)，通過清洗外機冷凝器后壓力由12bar下降至9.5bar ，說明熱交換恢復正常，而且制冷效果較好。

例2:一臺HAR出口轉內銷的壁掛式定頻R32冷媒分體空調，制冷/熱不良。分析檢修:HAR品牌是出口轉內銷的空調，1.5HP(使用R32冷媒的定頻空調)。業(yè)主反映該機制冷/熱效果都不好，但天氣涼快一些制冷效果好些，遇到炎熱天氣效果不理想。開始以為外機熱交換器臟堵，檢查發(fā)現(xiàn)比較干凈。測量低壓側運行壓力為11.8bar， 明顯偏高，用戶反映機子安裝好后一直沒有 維修過，也沒有額外加過冷媒。細看后發(fā)現(xiàn)該機子制冷量是3500W ，也就是1.5HP ，而整個外機體積比較小，并且僅使用了一排(單層)的熱交換翅片管路，見圖1所示，用手去摸冷凝器冷媒出口的過濾器是“熱”的，而正常應該是“溫”的，估計該機是散熱不良所致。
為了確定是否因外機熱交換不良導致制冷效果差問題，運行期間使用自來水對著外機的翅片管進行噴淋，結果制冷效果馬上好轉，而且低壓側運行壓力下降至9.6bar，說明確定是外機的熱交換器熱交換面積不夠(也就是俗稱的縮水)所致，正常情況這種小主機應該使用兩(雙)排熱交換翅片管路才能保證其散熱效果，見圖5所示。
通過與用戶溝通，目前最簡單、有效的辦法就是更換高轉速的外風機，通過外風機的高轉速來加強其的對流換熱能力，最終順利修復。
提示:目前有一些小企業(yè)生產(chǎn)的空調，為了節(jié)約成本，往往會減配熱交換器面積，這樣遇到比較炎熱或者嚴寒天氣時，由于熱交換器面積有限，就會出現(xiàn)制冷/熱效果差的問題。最理想的解決辦法當然是更換熱交換器，但實際不可能這樣進行維修，成本太高，目前比較可行而且相對較廉價的處理方式就是更換高轉速的外風機、大傾角的軸流扇葉來解決，通過多臺類似機子的處理，確實可行，就是噪聲比原來稍大。

另外，關于空調在環(huán)境咸度較大或者海邊使用時，建議購買翅片帶親水膜的空調，這樣可以提高其抗腐蝕的能力。筆者也檢修過多臺在海上輪船上使用的空調，因咸度太大，使用5年左右，結果外機熱交換器風化霉爛，整個鋁翅片用手一摸就變粉末的嚴重程度，導致制冷/熱不良案例，此處不再敘述。

例3:一臺格蘭仕大一匹壁掛式R22冷媒定頻分體空調，制冷/熱不良。分析檢修:該機是使用R22冷媒的定頻空調，使用過程中發(fā)現(xiàn)制冷效果比較差，夏季時，正常額定電流為銘牌上標注的3.8A，而實際測量時達到了4.7A，明顯過大，咨詢用戶，安裝至今一直未加過冷媒，測量其低壓側運行壓力6.8bar，比正常的4.5bar-6.0bar高，內機過濾網(wǎng)用戶已清洗過，外機冷凝器翅片比較干凈，未見明顯污物，但是用手放在外機的出風口上發(fā)現(xiàn)風很燙，而且出風很弱，初步懷疑外風機及控制問題。

通過細查發(fā)現(xiàn)是由外風機運行電容容量嚴重衰減所致，標注是2uF/450V，如圖17所示，實際測量僅有0.6uF/450V，明顯比正常值小，導致外風機運轉速度變慢，外風機外殼很燙且電流也較大，更換2uF/450V電容后，故障排除。