储液器压力过高 (CO2)
CO2 增压系统中储液器压力上升:闪发气阀、天气炎热时闪发气体量大、中温压缩机及传感器。
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在 CO2 增压系统中,闪发气阀把气体释放到中温 (MT) 压缩机的吸气侧,使储液器保持在中间压力。Danfoss 将闪发气阀 (CCM) 描述为一种电动阀,可在高压膨胀后将储液器中间压力保持在安全水平;其设计工作压力为 90 bar,最大压差为 50 bar [1]。如果闪发气体无法及时排走,储液器压力就会上升;停机期间,随着制冷剂升温,压力会持续上升 [2]。
请先确认故障
将控制器中的储液器压力与压力表及设定点进行比较。观察压力几分钟:闪发气体阀保持关闭时压力是否上升?如果压力接近安全阀设定压力,请先启动压缩机或备用冷却装置,且切勿关闭通往安全阀的阀门。
逐步排查
流程图
原因,可能性从高到低排序
此顺序为大致排序,基于现场常见故障。在更换任何部件之前,请务必进行测量。
- 1流程图 A
闪发气阀或其控制工作不正常。
处理方法: 检查控制信号和阀门位置。对于步进电机阀(如 Danfoss CCM):测量相电阻(CCM:每组线圈 52 Ω ±10 %),并将阀门驱动至参考位置(全关)[1]。将储液器传感器读数与压力表进行比较。
🛠 如何操作?分步说明
只有具备资质的人员方可对制冷和电气系统进行作业。请遵循制造商手册及当地法规;以下步骤仅为指导,不能替代培训。
检查电子膨胀阀
电子膨胀阀 (EEV) 的性能取决于其传感器、电缆和驱动器。在怀疑阀门本身有问题之前,请按此顺序检查这些部件。
- 读取驱动器报警和阀门开度. 在驱动器或服务工具上读取报警日志、过热度设定值、实测过热度和阀门开度 (%)。记录阀门是否卡在 0% 或 100%,或者是否存在波动( hunting)。
✓ 检查: 您知道驱动器测量了什么,以及它正尝试对阀门执行什么操作。
- 检查传感器. 将吸气压力传感器与同一位置的校准压力表进行比较,并将吸气温度传感器与旁边的参考温度计进行比较。检查传感器是否紧固在干净的管道上并已绝缘。
✓ 检查: 两项读数均在传感器的公差范围内与参考值一致;否则请先修复传感器。
- 隔离并测量线圈. 隔离驱动电源,锁定并确认无电。断开阀门插头,测量每个绕组的电阻(对于典型的双极步进电机,有两个绕组),以及每个绕组与阀体之间的电阻。
✓ 检查: 各绕组读数相同且与阀门数据表一致;与阀体之间无连接。OL 表示绕组断路。
- 检查电缆和连接器. 检查电缆是否有损坏,连接器是否有水分、腐蚀或针脚松动。检查电缆长度和屏蔽是否符合阀门制造商的限制。
✓ 检查: 电缆完好,连接器干燥且紧固,且电缆在规定长度范围内。
- 手动驱动阀门. 重新连接并接通电源。使用服务工具将阀门设置为手动模式,在观察吸气压力和过热度的同时,分步将阀门从关闭向开启方向移动。不要将其开得太大而导致液体进入压缩机。在 CO2 系统中,严禁将液体封在关闭的 EEV 和另一个关闭的阀门之间。
✓ 检查: 吸气压力和过热度随每一步操作而变化;若无反应,则表示阀门卡死或驱动器输出失效。
- 恢复至参考位置和自动模式. 让驱动器将阀门初始化到其参考(关闭)位置,并将其恢复为自动模式。如果驱动器具有在断电时关闭阀门的备份模块,请检查其状态。
✓ 检查: 阀门在无报警的情况下复位,且在自动模式下过热度稳定在设定值。
检查 CO2 高压阀和闪气阀
在跨临界 CO2 (R744) 系统中,高压阀控制气冷器压力,闪气旁通阀控制接收器压力。阀门、驱动器或传感器故障会导致制冷量不足、高压跳机或安全阀开启。
- 准备 CO2 压力测量. 使用额定压力高于高压侧 PS 的压力表和软管(见铭牌;通常高于 100 bar),佩戴护目镜和手套。切勿关闭阀门导致液态 CO2 被封闭在其中:升温时压力会迅速升高。CO2 在低洼和封闭空间会取代氧气,因此请检查气体检测器和通风系统是否正常工作。
✓ 检查: 压力表的额定压力高于系统 PS,且机房气体检测器显示正常。
- 将传感器与压力表进行对比. 连接控制器服务工具并读取气冷器压力、接收器压力和气冷器出口温度。将每个压力传感器与同一位置的校准压力表进行对比。
✓ 检查: 每个传感器的读数与压力表的误差在传感器数据表规定的精度范围内。
- 检查高压阀. 在气冷器出口温度变化时,通过服务工具观察阀门开度 (%) 和气冷器压力。将压力与控制器计算的设定值进行对比。检查驱动器是否有报警,并在手册允许的情况下手动驱动阀门,通过听觉或触觉检查是否有动作。
✓ 检查: 气冷器压力跟随控制器的设定值,且阀门开度变化平稳,无波动或报警。
- 检查闪气旁通阀. 将接收器压力与调试文档中的设定值进行对比。观察负载变化时阀门的开度。
✓ 检查: 接收器压力保持在设定值附近,且低于接收器安全阀的设定压力。
- 检查气冷器风扇控制. 检查随着出口温度升高,气冷器风扇速度是否加快,以及控制传感器读数是否正确(与接触式温度计对比)。
✓ 检查: 风扇速度随气冷器出口温度变化,且传感器读数与参考温度计一致。
- 检查泄压路径并记录. 检查每个可由阀门关闭的管段是否都设有压力泄放装置,且安全阀出口畅通无阻。记录读数、报警情况及任何修正措施。
✓ 检查: 没有管段在没有泄压装置的情况下封锁液体,且读数已记录。
使用参考标准检查传感器
温度或压力传感器读数错误会导致控制器调节错误:如过热度错误、除霜错误或误报。在更改设置或更换部件之前,请将其与校准过的参考标准进行比较。
- 将参考标准安装在传感器旁边. 使用导热膏和绝热材料,将校准过的温度计探头固定在同一根管道或同一气流中的温度传感器旁边。对于压力传感器,将校准过的压力表连接到电路中同一位置的服务端口。连接制冷剂电路时,请佩戴护目镜和手套。
✓ 检查: 参考读数在几分钟内保持稳定。
- 与控制器读数进行比较. 在读取参考标准的同时,从控制器显示屏或服务工具中读取传感器的实时值。
✓ 检查: 偏差在传感器或控制器制造商给出的公差范围内(对于温度传感器,通常在 1 K 左右)。
- 检查偏移量和传感器类型. 在控制器参数列表中,检查传感器类型(例如 NTC, PT1000, 0–10 V, 4–20 mA)、压力范围和任何校准偏移量是否与安装的传感器匹配。在更改任何内容之前,请记录原始值。
✓ 检查: 控制器中的传感器类型、范围和偏移量与传感器数据表一致。
- 测量传感器电阻. 断开并锁定控制器,断开传感器,并在参考仪器显示传感器处温度时,用万用表测量其电阻。与制造商的电阻表进行比较。PT1000 在 0 °C 时读数为 1000 Ω;冰水浴可提供一个简单的 0 °C 检查点。
✓ 检查: 电阻与参考温度的表值相符;OL 或 0 Ω 表示传感器或电缆断路或短路。
- 检查传感器的位置和安装. 检查管夹或保护套管:确保金属与金属紧密接触,使用了导热膏,对周围空气进行了绝缘,且位置正确(例如:位于蒸发器出口,不在风扇气流中)。
✓ 检查: 传感器牢固地安装在正确点并已绝缘。
- 重新连接并确认. 重新连接传感器,恢复电源,并再次将读数与参考值进行比较。如果传感器超出公差范围,请更换一个同类型的传感器。
✓ 检查: 控制器与参考值在公差范围内一致。
- 读取驱动器报警和阀门开度. 在驱动器或服务工具上读取报警日志、过热度设定值、实测过热度和阀门开度 (%)。记录阀门是否卡在 0% 或 100%,或者是否存在波动( hunting)。
- 2流程图 C
闪发气体量超过了阀门或压缩机的处理能力。
处理方法: 检查气体冷却器压力设定值,以及气体冷却器及其风机是否正常工作。如果问题反复出现,请重新评估容量,例如采用并联压缩。
🛠 如何操作?分步说明
只有具备资质的人员方可对制冷和电气系统进行作业。请遵循制造商手册及当地法规;以下步骤仅为指导,不能替代培训。
检查 CO2 高压阀和闪气阀
在跨临界 CO2 (R744) 系统中,高压阀控制气冷器压力,闪气旁通阀控制接收器压力。阀门、驱动器或传感器故障会导致制冷量不足、高压跳机或安全阀开启。
- 准备 CO2 压力测量. 使用额定压力高于高压侧 PS 的压力表和软管(见铭牌;通常高于 100 bar),佩戴护目镜和手套。切勿关闭阀门导致液态 CO2 被封闭在其中:升温时压力会迅速升高。CO2 在低洼和封闭空间会取代氧气,因此请检查气体检测器和通风系统是否正常工作。
✓ 检查: 压力表的额定压力高于系统 PS,且机房气体检测器显示正常。
- 将传感器与压力表进行对比. 连接控制器服务工具并读取气冷器压力、接收器压力和气冷器出口温度。将每个压力传感器与同一位置的校准压力表进行对比。
✓ 检查: 每个传感器的读数与压力表的误差在传感器数据表规定的精度范围内。
- 检查高压阀. 在气冷器出口温度变化时,通过服务工具观察阀门开度 (%) 和气冷器压力。将压力与控制器计算的设定值进行对比。检查驱动器是否有报警,并在手册允许的情况下手动驱动阀门,通过听觉或触觉检查是否有动作。
✓ 检查: 气冷器压力跟随控制器的设定值,且阀门开度变化平稳,无波动或报警。
- 检查闪气旁通阀. 将接收器压力与调试文档中的设定值进行对比。观察负载变化时阀门的开度。
✓ 检查: 接收器压力保持在设定值附近,且低于接收器安全阀的设定压力。
- 检查气冷器风扇控制. 检查随着出口温度升高,气冷器风扇速度是否加快,以及控制传感器读数是否正确(与接触式温度计对比)。
✓ 检查: 风扇速度随气冷器出口温度变化,且传感器读数与参考温度计一致。
- 检查泄压路径并记录. 检查每个可由阀门关闭的管段是否都设有压力泄放装置,且安全阀出口畅通无阻。记录读数、报警情况及任何修正措施。
✓ 检查: 没有管段在没有泄压装置的情况下封锁液体,且读数已记录。
清洁冷凝器或气冷器
冷凝器或气冷器脏污会提高冷凝压力、增加功耗并增加高压跳闸的风险。请对其进行清洁,理顺翅片并确保空气能够自由流动。
- 清洁前测量. 在系统运行状态下,记录冷凝压力(CO2 系统记录气冷器出口温度)和进风温度,以便随后观察清洁效果。
✓ 检查: 压力和空气温度已记录。
- 隔离并锁定. 断开冷凝机组和风扇的电源,锁定并标记隔离开关,并在风扇电机接线端确认无电。否则风扇可能会自动启动。在屋顶作业时,请使用防坠落保护装置。
✓ 检查: 风机接线端子电压为 0 V 且风机已停止运行。
- 清除松散污垢. 使用软刷沿翅片方向刷除进风侧的叶子和绒毛。从出风侧(逆正常气流方向)吹气或冲洗,使污垢被推出而非推入。
✓ 检查: 盘管表面无松散污垢。
- 使用盘管清洗剂和水清洗. 保护风机电机和电气部件免受水侵害。使用适用于翅片材质的盘管清洗剂,遵循其安全数据表(佩戴手套和护目镜),并用低压水逆正常气流方向冲洗。严禁使用高压清洗机,否则会压扁翅片。
✓ 检查: 冲洗水变清且翅片未受损。
- 理顺翅片并检查间距. 使用间距合适的翅片梳理工具将弯曲的翅片理直。检查进风口或出风口是否有遮挡,并确保热空气不会循环回进风口(如墙壁、积雪或其他设备)。
✓ 检查: 翅片已理直,且设备周围的净距离符合安装说明。
- 重启并对比. 移除挂锁,恢复电源并让系统稳定。将冷凝压力和进风温度与清洁前的值进行对比。
✓ 检查: 在相似的空气温度下,冷凝温度较低。
检查冷凝器或蒸发器风机电机
风机停止运行、运行缓慢或反转会导致冷凝侧压力过高,或蒸发侧压力过低并结霜。请检查电源、控制信号、电机以及风机本身。
- 在设备运行时观察并倾听. 在安全距离外观察风机:它是否在运行?转速如何?方向是否正确(空气流经盘管的方向是否与外壳上的箭头或手册所示一致)?倾听是否有轴承异响,并检查是否有结冰、污垢或叶片损坏。
✓ 检查: 确认风机是停止、运行缓慢、噪音大还是反转。
- 检查电源和控制信号. 在风机启动指令激活时,测量电机接线端子或 EC 风机连接器的电压。对于 EC 风机,还需测量控制信号(0–10 V 或 PWM),并读取风机电子元件上的状态灯或故障代码。检查控制器中的风机延迟设置和温控器:被刻意停止运行的风机并非故障。
✓ 检查: 电源电压在铭牌额定范围内,且控制信号要求风机运行;否则故障在前端(接触器、保险丝、控制器输出、接线)。
- 隔离、锁定并确保风机无法启动. 关闭并锁定隔离开关,使用经过测试的双极电压测试仪确认电路已断电,并等待风机完全停止。请记住,当信号恢复时,EC 风机可能会自动重启,且在气流中空转的风机可能会产生电压。
✓ 检查: 电机端子电压为 0 V,且叶片被堵塞或静止。
- 手动转动风扇并进行机械检查. 手动转动叶轮:它应能自由且均匀地旋转,无刮擦声、无轴向间隙或轴承粗糙感。检查叶片是否牢固地安装在轴上且无裂纹,以及防护罩和盘管是否无冰、无污垢和无松散物体。
✓ 检查: 风扇旋转自由且安静,叶片无损坏;若电机运转沉重或粗糙,则必须更换。
- 测量电机(交流电机). 在断开电机连接的情况下,测量端子之间的绕组电阻,并将各绕组之间以及与数据表进行对比;测试运行电容(参见电容指南)。使用绝缘测试仪测量对地绝缘电阻——绝不能在连接风扇电子设备或 EC 电机时进行。检查电机在冷态时内部热保护是否闭合。
✓ 检查: 绕组在应一致的地方相等且与数据表相符,绝缘电阻远高于电气法规要求的限值,且冷态时热保护闭合。
- 恢复连接,运行并测量电流. 根据照片重新连接,安装防护罩和盖板,移除锁具并启动。测量每相的运行电流并与铭牌对比,检查旋转方向和气流。
✓ 检查: 风扇在正确方向上平稳运行,电流等于或低于铭牌值,且压力趋于稳定(冷凝器的高压下降,蒸发器的吸气压力上升且冰层消融)。
- 准备 CO2 压力测量. 使用额定压力高于高压侧 PS 的压力表和软管(见铭牌;通常高于 100 bar),佩戴护目镜和手套。切勿关闭阀门导致液态 CO2 被封闭在其中:升温时压力会迅速升高。CO2 在低洼和封闭空间会取代氧气,因此请检查气体检测器和通风系统是否正常工作。
- 3
- 4
- 5流程图 D
储液器传感器或设定值故障,或高压阀故障。
处理方法: 检查控制器中的传感器和设定值,并确认高压阀正在进行调节控制。
🛠 如何操作?分步说明
只有具备资质的人员方可对制冷和电气系统进行作业。请遵循制造商手册及当地法规;以下步骤仅为指导,不能替代培训。
检查 CO2 高压阀和闪气阀
在跨临界 CO2 (R744) 系统中,高压阀控制气冷器压力,闪气旁通阀控制接收器压力。阀门、驱动器或传感器故障会导致制冷量不足、高压跳机或安全阀开启。
- 准备 CO2 压力测量. 使用额定压力高于高压侧 PS 的压力表和软管(见铭牌;通常高于 100 bar),佩戴护目镜和手套。切勿关闭阀门导致液态 CO2 被封闭在其中:升温时压力会迅速升高。CO2 在低洼和封闭空间会取代氧气,因此请检查气体检测器和通风系统是否正常工作。
✓ 检查: 压力表的额定压力高于系统 PS,且机房气体检测器显示正常。
- 将传感器与压力表进行对比. 连接控制器服务工具并读取气冷器压力、接收器压力和气冷器出口温度。将每个压力传感器与同一位置的校准压力表进行对比。
✓ 检查: 每个传感器的读数与压力表的误差在传感器数据表规定的精度范围内。
- 检查高压阀. 在气冷器出口温度变化时,通过服务工具观察阀门开度 (%) 和气冷器压力。将压力与控制器计算的设定值进行对比。检查驱动器是否有报警,并在手册允许的情况下手动驱动阀门,通过听觉或触觉检查是否有动作。
✓ 检查: 气冷器压力跟随控制器的设定值,且阀门开度变化平稳,无波动或报警。
- 检查闪气旁通阀. 将接收器压力与调试文档中的设定值进行对比。观察负载变化时阀门的开度。
✓ 检查: 接收器压力保持在设定值附近,且低于接收器安全阀的设定压力。
- 检查气冷器风扇控制. 检查随着出口温度升高,气冷器风扇速度是否加快,以及控制传感器读数是否正确(与接触式温度计对比)。
✓ 检查: 风扇速度随气冷器出口温度变化,且传感器读数与参考温度计一致。
- 检查泄压路径并记录. 检查每个可由阀门关闭的管段是否都设有压力泄放装置,且安全阀出口畅通无阻。记录读数、报警情况及任何修正措施。
✓ 检查: 没有管段在没有泄压装置的情况下封锁液体,且读数已记录。
使用参考标准检查传感器
温度或压力传感器读数错误会导致控制器调节错误:如过热度错误、除霜错误或误报。在更改设置或更换部件之前,请将其与校准过的参考标准进行比较。
- 将参考标准安装在传感器旁边. 使用导热膏和绝热材料,将校准过的温度计探头固定在同一根管道或同一气流中的温度传感器旁边。对于压力传感器,将校准过的压力表连接到电路中同一位置的服务端口。连接制冷剂电路时,请佩戴护目镜和手套。
✓ 检查: 参考读数在几分钟内保持稳定。
- 与控制器读数进行比较. 在读取参考标准的同时,从控制器显示屏或服务工具中读取传感器的实时值。
✓ 检查: 偏差在传感器或控制器制造商给出的公差范围内(对于温度传感器,通常在 1 K 左右)。
- 检查偏移量和传感器类型. 在控制器参数列表中,检查传感器类型(例如 NTC, PT1000, 0–10 V, 4–20 mA)、压力范围和任何校准偏移量是否与安装的传感器匹配。在更改任何内容之前,请记录原始值。
✓ 检查: 控制器中的传感器类型、范围和偏移量与传感器数据表一致。
- 测量传感器电阻. 断开并锁定控制器,断开传感器,并在参考仪器显示传感器处温度时,用万用表测量其电阻。与制造商的电阻表进行比较。PT1000 在 0 °C 时读数为 1000 Ω;冰水浴可提供一个简单的 0 °C 检查点。
✓ 检查: 电阻与参考温度的表值相符;OL 或 0 Ω 表示传感器或电缆断路或短路。
- 检查传感器的位置和安装. 检查管夹或保护套管:确保金属与金属紧密接触,使用了导热膏,对周围空气进行了绝缘,且位置正确(例如:位于蒸发器出口,不在风扇气流中)。
✓ 检查: 传感器牢固地安装在正确点并已绝缘。
- 重新连接并确认. 重新连接传感器,恢复电源,并再次将读数与参考值进行比较。如果传感器超出公差范围,请更换一个同类型的传感器。
✓ 检查: 控制器与参考值在公差范围内一致。
- 准备 CO2 压力测量. 使用额定压力高于高压侧 PS 的压力表和软管(见铭牌;通常高于 100 bar),佩戴护目镜和手套。切勿关闭阀门导致液态 CO2 被封闭在其中:升温时压力会迅速升高。CO2 在低洼和封闭空间会取代氧气,因此请检查气体检测器和通风系统是否正常工作。
制造商手册中的检查项目 (7)
制造商为其自身产品给出的数值和检查项目;它们适用于所提及的产品。
- Hussmann泵送CO2系统:高压步骤为约31.7 barg(460 psig)时报警,470 psig时泵停止,490 psig时支路电磁阀关闭,机械开关在38.6 barg(560 psig)时动作;请对每一项进行测试。[3]
- Castel 3030E/3061E R744高压安全阀:在设定值+10%时全升程,根据系列不同,在低于设定值15–30%时重新关闭;阀门一旦排放过就应更换,因为它可能不再密封。[4]
- Danfoss AK-PC 782B 搭配 ICAD/ICM 阀:调试或维修后阀输出端仍处于手动覆盖状态(在 AK-PC 782B 中,手动设置将一直保持直到设回 Auto),或 ICAD 执行器供电电压过低:在执行器接线盒处测量 24 V DC,根据电缆长度应至少为 21–24 V,最高 26.4 V,并检查是否设置了阀门尺寸参数。[5]
- Hussmann 建议闪发罐压力在运行中绝不超过约 41 bar (600 psig);如果超过,请检查闪发气体旁路和高压阀的设定值。在 Hillphoenix Advansor 上,接收器压力在设定值(通常为 34–38 barg)周围的波动不应超过约 ±1.4 bar (±20 psi)。[6]
- Hillphoenix CO2One 冷凝机组:CO2 冷凝机组接收器压力高:检查闪发气体阀及其机构和前置过滤器、设定值和报警,以及并行压缩机(如果配备)是否运行。对于气冷冷凝器压力高,还应检查气冷冷凝器出口温度探头并清洗高压阀及其过滤器。[7]
- Danfoss Optyma iCO2 冷凝机组:在接通电源时,步进电机驱动的高压阀和 receiver 阀在初始化时应发出可听到的咔哒声;如果没有任何声音,则表明电磁线圈、电缆或驱动器出现问题。在 Danfoss Optyma iCO2 上,线圈在 20 °C 时的电阻约为 46 ohm。[8]
- Danfoss AK-PC 782A 跨临界 CO2 机组:检查热回收或空调负载是否处于激活状态:两者都会增加 receiver 中的闪发气体。当 receiver 压力进入上限区间时,Danfoss AK-PC 782A 会取消空调,限制热回收,并最终分步降低 MT 容量。[9]
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本文涉及的术语
来源
- Danfoss – CCM electrically operated valves for CO2 (article; technical brochure DKRCC.PD.VK1.A1.02, 2010)
- Danfoss – The story of intrinsic standstill security (CO2 case story, 2013)
- Hussmann – Pumped liquid CO2 secondary refrigeration, installation & operation manual, P/N 0516803_D (June 2024)
- Castel – GoGreen Technical Handbook (R744 products), Handbook 2023
- Danfoss – Testing and startup guide AK-PC 782B, BC479936513201en-000101 (2024.02), p. 6 (5. digital input verification)
- Hussmann – Transcritical CO2 Rack Installation & Operation, PN 3182569_G | Hillphoenix – Advansor CO2 Booster – Installation, Start-Up and Operation manual, Hussmann: p. 32 | Hillphoenix: p. A-15–A-16
- Hillphoenix – CO2One Condensing Unit Installation and Operation Manual, Section 6 Troubleshooting, item I, p. 53
- Danfoss – Application Guidelines Optyma iCO2 condensing units, AB399636244436en-000301, Spare parts list; 11 (error A17) p. 52
- Danfoss – User Guide pack controller AK-PC 782A, BC245386497365en-001201, p. 131