制冷設備在綜合能源系統中的故障應對策略研究

王科寧 張慶超 張惠蓮 高翔

摘要：制冷系統本身有一個數字鍵控系統和一個自動控制系統。當制冷系統中各設備出現故障，如壓縮機短路或節流閥堵塞時，系統本身會檢測到故障，并根據返回的流量、溫度、壓力等參數的變化進行報警，并根據參數進行自優化控制，等待人工處理和修復。在包括制冷設備在內的常規能源系統中，當制冷設備出現故障時，通常會開啟容量較小的制冷設備或備用設備，以保證能源供應。目前，故障診斷與處理的研究相對成熟。本文主要分析了綜合能源系統中制冷設備的故障響應策略。

關鍵詞：綜合能源系統;多能轉供;混合動態仿真;制冷設備故障

引言

隨著時代的發展，未來的能源將逐漸從單一的能源供應體系向綜合能源體系轉變。綜合能源系統包含多種能源轉換設備，可以填補制冷設備出現故障時的冷卻不足。目前，對綜合能源系統的研究大多集中在系統的規劃、控制和評價指標上。故障條件下綜合能源系統的能源優化研究很少。這是因為綜合能源系統包含各種其他形式的能源系統，它們的故障處理方法是不同的。此外，間歇性能源、儲能設備、復雜非線性設備模型、子系統時空尺度、設備和負荷特性等問題使得綜合能源系統模型極其復雜。由于模型的復雜性，大多數綜合能源系統的仿真將非線性模型簡化為線性模型，忽略了時間尺度等一些耦合細節，采用能源中樞模型進行穩態算法仿真。然而，穩態算法仿真不能準確描述系統的實際運行情況，因此仿真結果的指導意義有限。

1、故障數據獲取

制冷設備在根據經驗深入分析制冷系統的工作原理后，可能會產生更多類型的缺陷，為隨機故障組合研究選擇了6種較為典型的簡單故障類型，形成同時故障，選擇的6種典型故障類型如下：①壓縮機排氣閥板損壞，出現這些故障時，實際排氣量 ②制冷劑不足，一般有制冷劑短缺的兩個原因，一是出廠前制冷劑填充不正確，二是閥門或焊縫脫落導致制冷劑泄漏;③循環水泵不轉動，這種故障可能導致壓縮機進排氣溫度迅速升高，同時冷凝器的冷卻效果會急劇降低;④冷卻水流量太小，冷卻塔水量過大或冷卻塔內部布置不當，冷卻水流量可能太小。⑤膨脹閥打開時，制冷設備出現故障時流通的制冷劑很少;⑥過濾器堵塞，過濾網用于過濾灰塵和金屬碎片等。使用壽命太長，無法鎖定。實驗對象是制冷量55千瓦的制冷機組，介紹了基于原設備的制冷設備故障模擬和參數測試組件，通過測試收集故障數據。各缺陷的實現方法如下：①壓縮機進氣排氣閥片損壞，在壓縮機進氣道和排氣閥之間建立側通道，安裝針閥或計量閥作為流量調節裝置②制冷劑不足，應先清空系統，然后通過逐步添加對不同程度制冷劑進行故障模擬;③循環水泵不轉動，可通過斷開水泵控制電路模擬循環水泵故障;④冷卻水流量太小，可通過降低冷卻水阻隔閥的分流流量或開度來改變冷卻水流量;⑤膨脹閥打開時，在電磁閥和蒸發器之間放置手動調節閥，打開模擬膨脹閥;⑥濾清器堵塞，可模擬濾清器堵塞造成的故障，用厚紙堵塞濾清器表面的一定比例進入中間組織孔。

2、制冷設備故障介紹

2.1系統故障

中央空調系統主要以壓縮機為主要工作部件。在操作過程中，系統依靠壓縮機的工作狀態來執行冷卻功能。系統停機時，制冷劑不能在系統中循環，導致節水過程、蒸發過程等停滯不前，并且不能改變制冷劑的狀態，因此該系統失去了相應的效率。此時，可使用壓力裝置對系統進行監控，測量封閉容器在異常狀態下的高壓值和低壓值，即封閉容器中的高壓值低于系統正常運行期間的壓力。在測量低壓值時，低壓區將逐漸變成真空，因為制冷劑不能形成循環。造成這種現象的主要原因是膨脹閥或封閉閥體形成堵塞區，堵塞液體。為了進一步確認堵塞部分，可以吹閥門體部分，如果氣體不能通過閥門體進入，則表示系統堵塞。此時，工作人員需要更換存儲模塊，以確保系統正常運行。導致系統故障的原因還包括制冷代理問題。當制冷劑泄漏或不足時，系統運行過程中蒸發現象沒有相應的產生條件，因此液體不能轉化為氣體，系統不能吹相應的冷空氣。為此，工作人員必須測試該系統，并檢查是否存在泄漏點。如果有泄漏點，則必須及時修理，并在將系統注入冷卻系統之前進行真空處理。如果系統中沒有露點，則需要對注入制冷劑后設備的運行狀況進行穩定分析，以確保系統設備正常運行。

2.2制冷故障

冷卻能力的故障主要是由于未能滿足實際使用需求，即實際冷卻溫度無法達到工作人員設定的目標。造成這種現象的原因有很多，包括冷卻不足、過度冷卻和散熱器遭到破壞。當冷卻質量不足時，密閉容器中氣體-液體的轉換速率降低，在恒壓狀態下，低壓值將低于預設參數值，此時系統內的水流噪聲將增加。當制冷質量太大時，系統中的循環壓力會增大。冷凝裝置在恒壓條件下不能將大量液體轉化為氣體，會引起溢出現象，使氣體液體與循環系統共存，從而降低散熱效果，導致冷卻質量下降。當散熱器損壞時，例如風扇表面臟，發動機轉速不足時，實際散熱效果會降低，使冷卻系統無法滿足實際的應用需求。為應對這些問題，技術人員應定期對系統進行檢測，使用壓力檢測裝置測量系統，以獲得液體含量的價值。如果液體含量不足，技術人員必須及時注入液體。如果液體含量很高，就要取出來檢測散熱器時，技術人員應定期檢測散熱器的清潔度，測量風扇轉速，并采取相應措施解決該問題，以確保冷卻系統的安全運行。

3、空調制冷不足故障檢修實例分析

3.1冷凝裝置故障

中央空調運行時間長、負荷高，系統內部部件自然磨損會降低冷卻效果，實際檢測后，空調冷卻器達到負荷運行狀態的臨界點，系統供熱和制冷轉換單元之間效率低下空調系統的實際運行參數比正常運行參數少35%。在這種情況下，冷凝裝置中的傳動裝置通常會出現問題，例如雜質沉積、碎石等。在傳輸管里。如果技術人員在施工過程中無法清潔空調管道，則在運行管道內的雜質將隨空氣回流進入系統，此時，在水、碎石、雜質等的推動下。會進入冷凝器內，從而導致冷凝器有些堵塞。如果工作人員不及時進行清潔，該系統將被堵塞，無法被有效的供暖和制冷系統所取代，從而降低了系統的效率。對于這種缺陷，技術人員應使用專用工具清潔冷凝裝置中的管，同時應確保工具的鋼特性低于管，以防止管損壞。去除管內雜質后，應使用高壓滅火器對管內進行二次清洗，清除管內殘留的雜質。

3.2制冷劑泄漏

在空調系統的長期運行狀態下，制冷效果顯著降低。在設備維修過程中，工作人員發現貯器中制冷劑的液面高度低于基準值。在對蒸發裝置進行詳細檢查后，發現該裝置含有泄漏點。出現這種情況的原因是，當設備在通電過程中產生的振動周期與螺栓部件的固有周期相匹配，且螺栓在共振影響下發生位移時，會出現共振現象。對于這種現象，必須加強螺栓，例如，將螺栓表面繞著粗材料帶扭轉，以增加螺栓直徑，并在粗材料帶的彈性作用下，增加螺紋與螺栓本體的一致性。在固結結束時，應在維護鏈上施用肥皂水，以檢查其密封性。

結束語

簡而言之，中央空調制冷系統的應用為大樓的運作提供了基本保護，但如果長期運行和負荷很大，系統的各個組成部分將面臨嚴重的破壞問題，從而增加空調制冷系統失靈的可能性為確保系統運行的完整性，技術人員應根據系統的運行特點定期檢測和維護系統，并逐步檢查部件，以確保設備在一定周期內的運行符合參數要求，從而確保系統本身的運行。

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