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【故障】封閉式制冷壓縮機總是過熱保護跳閘，什么原因？

2023.01.12 河北

壓縮機過熱保護是指是為了保護壓縮機電機不被燒毀，當電機溫度或壓縮機自身溫度超過一定值時，通過內置或外置的一些保護裝置來斷開壓縮機的工作電源，從而達到保護壓縮機的作用。

制冷壓縮機從系統中吸取低溫低壓氣態(tài)冷媒后直接進入壓縮機的殼腔內，吸入的冷媒先對電機進行冷卻，后進行壓縮。因此，吸入制冷劑蒸氣過熱度的大小，是壓縮機是否過熱的重要原因。

排氣溫度過熱的原因主要有以下幾種：回氣溫度高、電機加熱量大、壓縮比高、冷凝壓力高、制冷劑選擇不當。

1. 回氣溫度高

回氣溫度高低是相對于蒸發(fā)溫度為而言的。為了防止回液，一般回氣管路都要求20°C的回氣過熱度。如果回氣管路保溫不好，過熱度就遠遠超過20°C?；貧鉁囟仍礁?，氣缸吸氣溫度和排氣溫度就越高。回氣溫度每升高1°C，排氣溫度將升高1～1.3°C。

2. 電機加熱

對于回氣冷卻型壓縮機，制冷劑蒸氣在流經電機腔時被電機加熱，氣缸吸氣溫度再一次被提高。電機發(fā)熱量受功率和效率影響，而消耗功率與排量、容積效率、工況、摩擦阻力等密切相關。

回氣冷卻型半封壓縮機，制冷劑在電機腔的溫升范圍大致在15~45°C之間?？諝饫鋮s（風冷）型壓縮機中制冷制不經過繞組，因而不存在電機加熱問題。

3. 壓縮比過高

排氣溫度受壓縮比影響很大，壓縮比越大，排氣溫度就越高。降低壓縮比可以明顯降低排氣溫度，具體方法包括提高吸氣壓力和降低排氣壓力。

吸氣壓力由蒸發(fā)壓力和吸氣管路阻力決定。提高蒸發(fā)溫度，可以有效提高吸氣壓力，迅速降低壓縮比，從而降低排氣溫度。

一些用戶偏面地認為，蒸發(fā)溫度越低冷度速度越快，這種想法其實有很多問題。降低蒸發(fā)溫度雖然可以增加冷凍溫差，但壓縮機的制冷量卻減小了，因此冷凍速度不一定快。何況蒸發(fā)溫度越低，制冷系數就越低，而負荷卻有增加，運轉時間延長，耗電量會增大。

降低回氣管路阻力也可以提高回氣壓力，具體方法包括及時更換臟堵的回氣過濾器、盡可能縮小蒸發(fā)管和回氣管路的長度等。

此外，制冷劑不足也是吸氣壓力低的一個因素。制冷劑漏失后要及時補充。實踐表明，通過提高吸氣壓力來降低排氣溫度，比其他方法更簡單有效。

排氣壓力過高的主要原因是冷凝壓力太高。冷凝器散熱面積不足、積垢、冷卻風量或水量不足、冷卻水或空氣溫度太高等均可導致冷凝壓力過高。選擇合適的冷凝面積、維持充足的冷卻介質流量是非常重要的。

高溫和空調壓縮機設計的運轉壓縮比較低，用于冷凍后壓縮比成倍提高，排氣溫度很高，而冷卻跟不上，造成過熱。因該避免超范圍使用壓縮機，并使壓縮機工作在可能的最小壓比下。在一些低溫系統中，過熱是壓縮機故障的首要原因。

4. 反膨脹與氣體混合

吸氣行程開始后，滯留在氣缸余隙內的高壓氣體會有一個反膨脹過程。反膨脹后氣體壓力恢復到吸氣壓力，用于壓縮這部分氣體而消耗的能量在反膨脹中就損失掉了。余隙越小，一方面反膨脹引起的功耗越小，另一方面吸氣量越大，壓縮機能效比因此大大增加。

反膨脹過程中，氣體與閥板、活塞頂部和氣缸頂部的高溫面接觸吸熱，因而反膨脹結束時氣體溫度不會降低到吸氣溫度。

反膨脹結束后，正真的吸氣過程才開始。氣體進入氣缸后一方面與反膨脹氣體混合，溫度升高；另一方面，混合氣體從壁面上吸熱升溫。

因此壓縮過程開始時的氣體溫度比吸氣溫度高。但由于反膨脹過程和吸氣過程非常短暫，實際的溫升很非常有限，一般不足5°C。

反膨脹是由氣缸余隙引起的，是傳統活塞式壓縮機無法回避的缺點。閥板排氣孔中的氣體排不出，就會有反膨脹。

5. 壓縮溫升與制冷劑種類

不同的制冷劑的熱物理性質不同，經歷同樣的壓縮過程后排氣溫度升高量不同。因此對于不同的制冷溫度，應該選用不同的制冷劑。

結論與建議

壓縮機在使用范圍內正常運轉不應該有電機高溫和排汽溫度過高等過熱現象。壓縮機過熱是一個重要的故障信號，表明制冷系統存在較嚴重的問題，或者壓縮機的使用和維護不當。

如果壓縮機過熱的根源在于制冷系統，只能從改進制冷系統設計和維護方面著手解決問題。換一臺新壓縮機上去不能從根本上消除過熱問題。

來源：船舶講武堂

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