沙陆，丹佛斯制冷事业部中国区培训经理，亦为制冷空调行业资深专家。2001年毕业于西安交通大学，主攻压缩机专业。2006年底应邀加入丹佛斯中国，之前一直在空调厂家从事机组设计研发工作。作为丹佛斯制冷亚太区培训中心的创办人之一，沙老师一直致力于公司内外部的培训教学工作，同时要兼顾丹佛斯经销商、客户和业内高校的技术交流活动。正所谓天将降大任于斯人也，2013年起，沙老师承担起了更多的外部培训工作。
第2弹
压缩机故障类型4 - 排气温度过高：
压缩机的吸气过热度应该控制在一个合理的范围，对于直膨系统来说理论上应该在5K到15K之间，对于满液系统来说，理论上应该在1.5K到5K之间，过低的过热度会导致回液甚至液击，过高的过热度会导致压缩机过热。
吸气过热度是由压缩机的吸气压力和吸气温度来决定的，在冷库行业中，系统低压相对空调行业普遍偏低，尤其工程现场进行调试，没有经过前期严格的试验认证过程，过热度很难保证，非常容易出现低压过低，从而过热度偏大，最终导致压缩机过热的现象。综合来讲，冷库行业导致压缩机过热的原因有以下几种：
1、 压缩机选型问题
2、 冷凝机组本身设计问题
3、工程现场安装调试问题
我们先来看压缩机选型的问题：
压缩机选型除了在某设计工况下的制冷量大小等参数之外，另一个非常重要的参考依据就是运行范围图，如下图1和图2所示：同样10Hp大小的空调压缩机和冷冻压缩机有各自的允许运行范围，在左上角的部分。
图1 10Hp空调涡旋压缩机R22冷媒运行范围图
冷库的案例：
假设冷库的库温需要维持在零下10度，蒸发侧换热温差10K， 冷凝侧采用风冷，冷凝温度控制在50度以下，我们试着来看看压缩机运行的位置， 在图1中，当蒸发温度在零下20度时，冷凝温度如果达到50度时，明显超出压缩机的允许运行范围， 结果一定是压缩机过热。
图2 10Hp冷冻涡旋压缩机R404A冷媒运行范围
同样在图2中，蒸发温度零下20度，冷凝温度50度则在允许运行范围以内，正常匹配和调试的冷库就不会发生压缩机过热的现象。
另外一个选型压缩机阶段发生的问题实际上是指冷媒选择的错误，相对R22来说，R404A更加是和于低温应用。两者的区别有如下这几点：
综合以上两个方面，选型压缩机阶段对于冷媒的类型的选择，压缩机允许运行范围的选择，这两个选择如果发生问题最容易导致压缩机过热。而这两个选择发生错误往往是因为价格的原因，很明显， 空调涡旋压缩机比冷冻涡旋压缩机价格低，R22制冷剂的系统相对R404A的系统成本低，价格的差异在冷库市场引起的结果就是， 压缩机过热成为冷库应用中压缩机坏掉的第一大原因。
第二个导致压缩机过热的原因是冷凝机组本身的设计问题，在冷库行业，市场上最常见的是冷凝机组厂家仅仅生产分体的冷凝机组，对于蒸发侧往往不涉及，同时，由于技术力量的缺乏，试验设备的欠缺，尤其对于成本控制方面的考虑，冷凝机组的设计很大程度上依赖于经验，尤其是冷凝器的散热面积，翅片的片形，翅片的间距，风量，冷媒分配等技术细节，很多厂家的设计得不到保证，最终存在很大的可能性，冷凝器散热能力不够。当冷库达到库温，机组运行在高环境温度下的时候，很容易导致高压偏高，压缩机过热。
第三个导致压缩机过热的原因是工程现场安装调试过程中的一些错误的操作导致的，有这几个方面：
系统不够清洁，脏污堵塞节流结构导致低压侧过热度偏高，高压压力偏高，回油效果差，压缩机电机冷却不足，最终过热。
系统抽真空不足，没有达到理想的真空度要求，导致有残余空气留存，在冷凝器中占据一定的冷凝面积，导致散热不足，最终导致系统高压偏高，压缩机过热。
焊接过程不够严谨，有泄露的可能，如果是微小的泄露，在工程现场往往很难当时发现，机组运转一段时间之后，冷媒泄露造成的问题开始逐渐显现，低压偏低，最终导致压缩机过热。
除了这三个主要的原因之外，其他的可能性还有，如热力膨胀阀的选型，管路的设计，回油以及油分的选择等等，甚至随着机组长年运转导致冷凝器换热能力下降油品质下降等因素，也会导致压缩机过热。
压缩机过热会导致油的粘度下降，影响润滑的效果，当温度高到一定程度，油会发生积炭，就是我们常说的碳化，液体油发生不可逆的物理变化，焦化在压缩腔排气阀片或者阀座侧，进一步恶化摩擦，最终导致堵转甚至电机烧毁。如下图所示是丹佛斯涡旋压缩机遭遇过热故障模式的实物照片。
图3 涡旋压缩机过热烧毁故障图片
压缩机故障类型5 - 压缩比过高：
压缩比过高的故障发生在热泵行业较多，尤其是粮食烘干行业，低压偏低的同时，由于高冷凝温度的需求，高压比较高，对于压缩机来说，高低压力同时作用在压缩腔，方向相反，由于过度摩擦最终造成作用面磨损，导致压缩机高温甚至卡缸的过程。
发生高压缩比的外在现象和高排气温度非常类似，可以通过压缩机排气管安装高排气温度保护来实现一定的防止作用。如下图所示，是压缩机的运行范围图，在左上角红色线附近的区域，是压缩机压缩比最大的区域，但是这个区域不是高压最高的区域，也不是低压最低的区域，所以通过系统的高低压保护来实现防止，是不可能的，这个区域最明显的特征就是压缩机的高温过热，还有过载，所以可以通过高温排气保护来防止。
压缩比的概念可以参考沙老师课堂其他章节，有专门叙述。
图4 10Hp冷冻涡旋压缩机R404A冷媒运行范围
过高的压缩比导致压缩机坏掉的图片如下所示，涡旋压缩机的定涡旋盘和壳体固定在一起，上面承受高压的压力，动涡旋盘下面是轴承支架，下方承受低压压力，中间的运动部件运动的同时，承受两侧压力，当压差和压比过高时，涡旋盘啮合的部分容易发生过度摩擦最终导致中间部分率先卡死。或者动涡旋盘和轴承支架的摩擦面率先发生磨损。
图5 涡旋压缩机高压缩比烧毁实物
高压缩比发生的原因和上面高排气温度导致压缩机过热的原因基本是一样的。
压缩机故障类型6 - 系统污染：
污染是由于系统中存在外来的不兼容物质而引起的故障。系统污染是影响系统可靠性和压缩机寿命的主要因素之一，这个问题可能导致压缩机出现一系列的机械或电气故障。有三种污染:
1、板换冻坏之后的水污染。
2、水蒸汽污染。
3、 其他杂质。
板换冻坏在空调行业中是一种常见的故障模式，尤其是模块机，使用背靠背式的板式换热器，两路制冷系统共用一路水系统，通常的板换防冻的水温度传感器安装的位置是在板换的出水口的位置，同时用作水温度控制，正常进出水温度一般是12度和7度，防冻保护温度一般是4度左右。当两路制冷系统中的一路系统根据负荷停止工作，而另一路仍在工作的时候，闲置的制冷回路中没有真正发生制冷，出水温度和入水一样保持12度，而另一路工作的制冷系统需要将水温降低至2度，这样两路水混合在一起，才能达到目标水温7度，这样的工作状态，总出水口的防冻保护设置4度已经失去意义，工作的那一路制冷系统很容易在板换内部造成局部达到水的冻点，发生局部冻裂，最终水进入制冷系统，导致压缩机烧掉。如下图所示：
图6 水进入压缩机污染
板换防止冻坏有如下建议：
水流量开关。
出水温度保护。
丹佛斯混双系统板换，内置防冻保护测点。
水换热温差保护。
系统过低的蒸发压力保护。
水蒸气污染主要是由于压缩机吸排气口暴露在空气中的时间过长，空气中的水分进入到压缩机的油池内部，和油混合溶解在一起，在长期高温高压的作用下，形成弱酸，随着制冷剂一起进入系统循环，弱酸腐蚀系统中的铜制阀件和铜管，将铜带到压缩机中，并最终镀化到压缩机的摩擦面。就是所谓的“镀铜”现象。近些年随着冷媒替换原来越多，R22制冷剂逐渐被其他冷媒替换，过程中，润滑油也从矿物油逐渐替换成为吸水性更强的酯类油或者醚类油，水蒸气污染发生的可能性更大，需要我们严格控制工艺过程，减少压缩机暴露空气中的时间，同时安装吸水能力强的干燥过滤器，严格控制抽真空的真空度也非常重要。
图7 水蒸气污染导致镀铜现象
其他杂质污染主要来源于焊接过程的残渣，未加氮气保护，未进行清洁，换热器工艺造成的杂质，管路清洗不足，长期运行磨损的铁屑，所有这些金属杂质有可能会直接对电机造成损伤导致对地短路或者相件短路，也有可能随着制冷剂进入压缩腔，对压缩机构造成硬性损伤，或者进入轴承，造成损伤甚至抱轴。
防止杂质污染的主要手段在于机组厂商和工程商的“内功”，对于工艺制造水平和现场施工的水平有关，也和系统中是否有高效率过滤器相关，也有很少的关系和压缩机本身的设计是否能够防止杂质简单伤害有关。
