热交换问题导致空调制冷或制热不良的故障分析与维修

维修家电

热交换问题导致空调制冷/热不良，基本可以分为热交换器本身问题，以及热交换能力差。热交换器在空调中主要指:冷凝器、蒸发器。热交换器本身问题--热交换器换热面积不够大;热交换问题--热交换器 脏堵、风机不转或转速变慢。本文是笔者总结的近些年的实际维修经验，与同行分享。
        一、热交换器种类
        1.风冷型热交换器
       
               指通过风机来强迫两器与空气进行热交换的换热方式。在家用壁挂式分体空调中常见室外热交换器使用轴流风扇(如图1所示)，而室内热交换器采用贯流风扇(如图2所示)，对由紫铜和铝翅片组成的热交换器进行强迫热交换。家用柜式空调、天井空调等内机热交换器为了提高送风压头，一般采用离心风扇(如图3所示)。
       
       
               热交换器主要在蛇(U )形盘状的紫铜管外镶嵌间隔均匀的铝翅片组成(如图4所示)，通过铝翅片可以提高其热交换器面积与效率。另外，为了提高热交换器的耐用程度以及清洗的便利性，部分厂家的空调翅片有上一层亲水膜，例如，常见有天蓝色的(如图5所示)，还有个别厂家镀了金色作的钛涂层等，这样既提高了抗腐蚀能力，又延长其使用寿命。
       
       
        2.水冷型热交换器在
               一些商用的大型柜式空调中，为了提高其换热效果，节约翅片管式热交换器的制造材料及成本，往往更多采用水冷式热交换器。例如壳管式、套管式、板式等都是水冷式热交换器主要的换热器件，如图6~图8所示，其工作原理都是冷媒与水道各自分开而且又非直接接触式的紧密相连，通过水的媒介作用来进行热交换。
       
       
       
               水冷式热交换器使用材料相对较省，造价便宜，但是需要有一整套的系统为其服务，安装较风冷型麻烦，但热交换效果和稳定性比风冷型好。
        二、热交换器及热交换问题导致制冷/热不良
               热交换器本身问题导致制冷/热不良，属于比较常见的故障。例如，热交换器在海边或盐分比较重的地方导致翅片风化霉烂、热交换器换热面积不足等都会导致制冷/热效果差现象。而热交换器铝翅片污堵、内机过滤网堵塞、内外风机转速异常等也会形成热交换问题而导致制冷/热不良。在实际检修过程中要注意区分。
1.热交换器腐蚀严重
        这里说的热交换器腐蚀主要是指，镶嵌在紫铜管上的铝翅片由于受到环境湿度、咸度粉尘、化学侵蚀以及长期高温暴晒等的影响导致其翅片腐蚀、老化，严重时用手捏铝翅片可变成粉末，说明翅片风化得厉害，这种情况有可能出现空调高压压力过高，或压缩机过电流的保护现象。遇到这种空调，要尽量选择带有涂层的室外热交换器，例如清水膜.钛金涂层的翅片等，以提高机器的抗腐蚀性和耐用性。
2.热交换器管材问题
(1)管材材质问题
        随着目前能源的紧张，金属材料价格波动较大，相应的空调制造和维修成本增加。有些厂家为了降低制造成本，会使用铁管通过表面镀铜水的操作来替换外机的部分管路，其结果就是热交换能力变差，尤其在高负荷状态下高低压压力都会变高、蒸发温度也变高，导致制冷/热效果差，而且管路耐压、抗腐蚀性能也不理想。
(2)管材管径、长度问题
       早期的空调室外热交换器大部分采用约直径10mm紫铜管来盘制，近些年大量使用内螺纹紫铜管来改善热交换效率，部分厂家把直径10mm紫铜管降为直径7mm，甚至更小，把外机的双排热交换器改为1.5排或者单排，明显缩短了紫铜管的长度，加工工艺也就更容易了，但是在高温或者寒冷天气，热交换能力相应变差，导致制冷/热不良。
(3)翅片结构问题
       
       目前主流的空调翅片主要采用直片，如图9所示，而一些一级能效比的高端机则采用更复杂的开窗翅片，如图10所示。采用开窗翅片的热交换面积明显比直片的大，制造工艺复杂，成本也更高，但是即使在恶劣天气热交换效率也很高，制冷/热都理想。另外，热交换器翅片的疏密程度对热交换面积也会产生较大影响，同样影响制冷/热效果。
       
        3.热交换器翅片污堵
               空调使用一段时间后，由于内外热交换器都是采用风扇强迫换热方式，所以翅片表面会积聚灰尘、毛絮、油泥等，尤其安装在粉尘大油烟多的环境下会严重影响热交换效率。夏季制冷时，如果外机的热交换器翅片脏堵会导致冷凝压力、冷凝温度变高，蒸发温度也变高，制冷效果变差;如果内机的翅片脏堵则导致蒸发温度变低、低压侧压力偏低，内风机送风距离变短，气流循环量变少，制冷效果变差。同理，冬季制热时制热效果不理想。
        4.室内热交换器过滤网脏堵
                在实际维保过程中，经常会遇见内机过滤网严重脏堵，导致制冷/热不良的问题。尤其在- -些人流量大毛絮多的地方，严重时会出现蒸发器有结霜的现象，因此定期对热交换器的过滤网进行清洗，既可确保一定的气流循环量，又能保障健康的空调使用环境。
5.内外风机转速异常
       
        空调室内外的风机主要是强迫空气与热交换器进行热交换。如果电机或控制电路异常，就会导致电机运转速度变慢，从而影响热交换能力变差，，造成制冷/热不良。目前，室内风扇电机主要有:6线PG电机，如图11所示，用于定频空调或者3级能效的变频空调中;5线直流电机，如图12所示，主要用于变频空调。
       
               室外风扇电机主要有:交流风机、5线直流风机以及3线直流风机，如图13~图15所示。交流风机转速变慢主要有:电容老化容量衰减，或者轴承异响卡滞;直流风机一般是由内机电控板或者电机本身原因导致(5线直流电机内部有驱动电路板，而3线直流电机内部没有电路板。从使用角度来看，目前新款的三线电机抗高温能力更强，而5线电机由于内部有电路板，长期高温容易导致元件老化变质，缩短使用寿命)。
       
       
       
6.外机安装位置不当
       外机安装的周边有障碍物或者散热不良，容易导致气流短路，从而造成制冷/热不佳，这种现象在目前的高层住宅中屡见不鲜，工程商为了整栋楼的美观，往往设置了专门的空调外机安装位置，由于地方狭小且外部还有格栅挡风造，从而成气流短路散热不好，这时需与物业沟通对格栅进行部分拆除，以疏导排风，利于散热，提高外机的热交换能力。
7.检修实例
         例1:一台三菱电机1HP壁挂式直流变频R410a冷媒分体空调，制冷/热不良。分析检修:上门检修，开机制冷/热模式，效果差。该机子使用R410a冷媒，夏季时测量其低压侧运行压力为12bar，开始以为用户维修过机子加多冷媒所致，咨询用户得知该机子使用近10年，一直未修过，近些年发现炎热的时候制冷效果差，但是阴雨、刮风天气机子制冷效果还是可以。观察外机冷凝器翅片已经严重堵死，虽然外风机运转，但没法正常对流，热交换效果肯定差，导致冷凝压力升高，司时蒸发压力也高，制冷效果固然不理想由于机子使用年限长，业主要求把该机子拆卸后移到客房安装，回收冷媒、拆卸机子及做好接头密封后，在卫生间使用“涤尘”翅片清洗剂进行彻底的化学清洗，如图16所示，清洗完毕，在客房安装好空调开机运行，炎热夏季压缩机高频运行时压力为9.5bar( 未额外添加R410a冷媒)，通过清洗外机冷凝器后压力由12bar下降至9.5bar ，说明热交换恢复正常，而且制冷效果较好。
       
        例2:一台HAR出口转内销的壁挂式定频R32冷媒分体空调，制冷/热不良。分析检修:HAR品牌是出口转内销的空调，1.5HP(使用R32冷媒的定频空调)。业主反映该机制冷/热效果都不好，但天气凉快一些制冷效果好些，遇到炎热天气效果不理想。开始以为外机热交换器脏堵，检查发现比较干净。测量低压侧运行压力为11.8bar， 明显偏高，用户反映机子安装好后一直没有 维修过，也没有额外加过冷媒。细看后发现该机子制冷量是3500W ，也就是1.5HP ，而整个外机体积比较小，并且仅使用了一排(单层)的热交换翅片管路，见图1所示，用手去摸冷凝器冷媒出口的过滤器是“热”的，而正常应该是“温”的，估计该机是散热不良所致。
       为了确定是否因外机热交换不良导致制冷效果差问题，运行期间使用自来水对着外机的翅片管进行喷淋，结果制冷效果马上好转，而且低压侧运行压力下降至9.6bar，说明确定是外机的热交换器热交换面积不够(也就是俗称的缩水)所致，正常情况这种小主机应该使用两(双)排热交换翅片管路才能保证其散热效果，见图5所示。
       通过与用户沟通，目前最简单、有效的办法就是更换高转速的外风机，通过外风机的高转速来加强其的对流换热能力，最终顺利修复。
       提示:目前有一些小企业生产的空调，为了节约成本，往往会减配热交换器面积，这样遇到比较炎热或者严寒天气时，由于热交换器面积有限，就会出现制冷/热效果差的问题。最理想的解决办法当然是更换热交换器，但实际不可能这样进行维修，成本太高，目前比较可行而且相对较廉价的处理方式就是更换高转速的外风机、大倾角的轴流扇叶来解决，通过多台类似机子的处理，确实可行，就是噪声比原来稍大。
               另外，关于空调在环境咸度较大或者海边使用时，建议购买翅片带亲水膜的空调，这样可以提高其抗腐蚀的能力。笔者也检修过多台在海上轮船上使用的空调，因咸度太大，使用5年左右，结果外机热交换器风化霉烂，整个铝翅片用手一摸就变粉末的严重程度，导致制冷/热不良案例，此处不再叙述。
               例3:一台格兰仕大一匹壁挂式R22冷媒定频分体空调，制冷/热不良。分析检修:该机是使用R22冷媒的定频空调，使用过程中发现制冷效果比较差，夏季时，正常额定电流为铭牌上标注的3.8A，而实际测量时达到了4.7A，明显过大，咨询用户，安装至今一直未加过冷媒，测量其低压侧运行压力6.8bar，比正常的4.5bar-6.0bar高，内机过滤网用户已清洗过，外机冷凝器翅片比较干净，未见明显污物，但是用手放在外机的出风口上发现风很烫，而且出风很弱，初步怀疑外风机及控制问题。
               通过细查发现是由外风机运行电容容量严重衰减所致，标注是2uF/450V，如图17所示，实际测量仅有0.6uF/450V，明显比正常值小，导致外风机运转速度变慢，外风机外壳很烫且电流也较大，更换2uF/450V电容后，故障排除。