一、引言船用空调系统是确保船舶内部环境舒适的重要设备。然而在实际运行过程中会出现各种各样的故障，在我最近几年所服务过的大龄船舶中，生活区空调制冷效果较差，船员房间温度拉不下来，成为了一个普遍存在的现象。主要原因在于其蒸发器结霜的现象时有发生，这不仅影响空调的制冷效果，还可能导致系统效率下降，甚至损坏设备。一般而言，船舶空调装置多采用吸气回流法进行压缩机流量的调节，根据吸气压力变化，使压缩机加、卸载，可卸载实现33％～100％甚至是更大范围的流量调节；而蒸发器，一般采用两个热力膨胀阀同时调节一个蒸发器的供液，必要时切换成一个，以实现蒸发器中制冷剂流量的大范围调节，使之与压缩机的制冷剂流量相匹配。但是，由于空调系统运行工况复杂多变，对于那些投入运行时间较长的大龄船舶来说，其空调系统的重要组成部分如压缩机、膨胀阀及蒸发器等部件，在系统降温工况运行时可能会出现各种原因导致系统不配，从而出现蒸发器结霜、压缩机缸头结霜、压缩机启停频繁等故障。本文结合几条服务过的大龄船舶蒸发器结霜的原因进行分析，并提出相应的故障排除方法，供同行参考。二、故障现象安顺轮中央空调使用中一直效果不佳，在中东地区房间温度高达35℃左右，膨胀阀出口到蒸发器的管路结霜，严重到整个蒸发器都结霜，其回气压力仅1.5公斤左右，还有一个严重的现象就是整个空调间已经被风机拉成了负压，造成开空调间的门都要花很大的力气才能打开。起初，怀疑膨胀阀调节不当，导致供液不足、蒸发压力过低、管壁结霜、吸气过热度低。但经反复调节膨胀阀的弹簧预紧力，发现吸气过热度并无变化。三、结霜原因分析蒸发器结霜的原因总的来说就是蒸发器换热不好，制冷剂的冷量没有被热空气全部带走。大概分为两大方面：一是蒸发器前部结霜，即膨胀阀后开始结霜，二是蒸发器后部结霜，即压缩机回气口向蒸发器方向结霜。

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蒸发器大面积结霜1.蒸发器前部结霜原因分析：（1）空调系统冷剂不足。由于制冷剂不足会导致制冷剂流经第一个可膨胀空间就开始膨胀，我们大多数看见的膨胀阀后端结霜往往就是由于冷剂不够造成的，过少的制冷剂不会利用到全部蒸发器面积，只会在蒸发器局部形成低温，部分区域由于制冷剂少而急剧膨胀造成局部温度过低，出现蒸发器结霜现象，局部结霜以后由于在蒸发器表面形成了隔热层而该区域换热量低，制冷剂膨胀便转移到其他区域，逐渐出现整个蒸发器结霜，严重的还将导致压缩机回气结霜；（2）膨胀阀被堵塞、膨胀阀损坏或开度过小。长期运转的系统，一些杂物系统垃圾会逐渐堆积在膨胀阀进口，使膨胀阀不能正常工作或降低冷剂的流量而造成蒸发压力降低，同理如果膨胀阀损坏也会控制失常使流量减少，蒸发压力降低。（3）空调系统过滤器堵塞。如果空调系统的过滤器被灰尘或杂质堵塞，会导致制冷剂流经过滤器时就产生节流效应，使节流后的压力低于正常值，引起高压管至膨胀阀及蒸发器结霜，一般哪里开始结霜就是堵在哪里。2.蒸发器后部结霜原因分析：（1）蒸发器不能正常吸收热量，蒸发器破损及脏污的问题。蒸发器翅片破损腐蚀严重，翅片表面或间隙脏污堵塞严重，蒸发器内空气流动不畅，内部温度分布不均，蒸发器产生的冷量无法被带走，表象为回气管路压力正常或偏低，使蒸发压力降低进而从压缩机进口至蒸发器方向产生结霜，时间长后整个蒸发器全部结霜，最后出现低压，一般大龄船舶都会存在这样的问题（2）蒸发风机风量不足，造成蒸发器换热不好。包括出回风风筒堵塞，过滤网脏堵、风机运转异常、风机叶片弯曲部分脏污等，造成蒸发器表面冷空气不能被及时带走，蒸发器表面温度低，引起结霜，同时蒸发压力降低，蒸发温度降低。（3）外部温度过低，空调制冷温度一般不会低于20度，在低温环境下制冷会造成蒸发器换热不足蒸发压力低，在炎热地区此故障可以不考虑。（4）膨胀阀后的二次节流，蒸发器内部出现管道弯折或者杂物堵塞，造成二次节流，节流后的部分出现蒸发压力降低，蒸发温度下降。（5）压缩机不停机或者能量调节机构不能减载，造成过度制冷。如压缩机能量调节机构损坏，在吸气压力低于压力开关动作值时不能减缸，低压管路的压力就会被拉的很低，直至低压停车，这会造成蒸发器内蒸发压力降低，制冷剂流经蒸发器后仍然不能完全汽化，蒸发温度降低，液态冷剂流经蒸发器后造成蒸发器结霜，此故障还会伴随压缩机启停频繁；（6）冷剂过多，许多人认为冷剂过多蒸发压力上升不会产生结霜，但冷剂过多了以后，多余的冷剂基本都是以液态形式存在冷凝器后段至膨胀阀前的管路里，此时系统循环变慢，液态过冷度增加，膨胀阀开度减小，蒸发温度降低，这类结霜多数结在蒸发器后部分及压缩机回气管路上，所以冷剂过多的话回气温度一般都是负值的，甚至过热度都为负值。四、故障排除根据故障现象及以上分析，从明显的容易解决的故障入手，采取下列措施解决蒸发器结霜的问题。1.清洗蒸发器及风机叶片。由于蒸发器的翅片是铝制的，比较脆弱，老龄船舶由于锈蚀更脆弱，不能使用较硬的刷子进行清洁，可以采用空气清洗枪配合水进行清洗，清洁之后效果比较明显且蒸发器翅片不容易受伤，详见下图。

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2.检查、清洁各船员房间房门的回风栅格窗。由于此小窗会透光，有些船员不懂得空调回风循环的原理，晚上睡觉不喜欢光亮，通常都是直接关了，甚至有些船员会把此小窗直接封住，需要跟他们解释每个房间房门下的栅格小窗是中央空调的回风口，房间风筒出来的风都是从此小窗出房间，再经过每个楼层的回风口至中央空调的回风总口的，让他们保持常开并清理里面滤网上的积灰即可，如果大家都关着或者封死，就会造成回风不足，蒸发器换热效果差，房间温度反而升高。

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3.虽然清洁了蒸发器及风机叶片，但是制冷效果还是较差，房间温度并没有明显改善，由于空调间已经被风机拉成了负压，每次开门都要花很大的力气，证明空调风机蒸发器箱体存在很大的破损漏风，造成了风机从回风风筒里吸风不良，几乎从空调间在吸风，另外检查发现本轮空调风筒系统新风挡板已经锈蚀烂坏了，本身回风就效果差，再加上新风挡板损坏，加之生活区外面新风挡板也是损坏的，风机会从新风口吸进很大一部分新风进来，这样虽然蒸发器换热效果不一定差，但是回风效果差，还是解决不了房间温度高的状况，为解决以上问题，割除了损坏的蒸发器箱体，重新用钢板更换破损的箱体，焊补箱体其他漏风的部位，详见下图，完成后开启风机测试是否存在其他漏风的地方，所有漏风处都做了密封处理并封掉了新风风筒，其效果甚佳，空调间的门在风机运行的状态下已经能够很轻松的开关，且此时房间温度已经大幅度下降，蒸发器虽然不会大面积结霜了，但是时不时还是会结霜。 

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4.本轮常年航行在中东地区，且以上空调维修工作都安排在12月份，此时中东地区不会太热，以这样的工况暂时足够使用，但是在炎热的夏天不足以维持使用，我以前服务过的船也是航行在此海域，遂决定利用不太热的时候继续维修空调系统。在没检查膨胀阀前，膨胀阀出口管路至蒸发器仍然结霜，属于供液不足所致。此时制冷剂在经过膨胀阀后便全部汽化，因此制冷剂在蒸发器内的过热度应比较大。实际上当时测量空调运行参数为：P吸=0.25 MPa，t吸=10℃，P排=1.7 MPa，t排 = 60℃。查制冷剂R417A饱和温度与饱和压力表得到R417A在绝对压力为0.25MPa时的饱和温度是t。=﹣13.18℃，因此压缩机吸气过热度是△t= t吸﹣t。=10℃﹣(﹣13.18℃)= 23 K。可见，吸气过热度已经明显超出了设计值，吸气压力明显过低。通过蒸发器结霜部位及以上数据，首先判断产生的原因可能是膨胀阀开度过小，导致管路中制冷剂流量不足，经拆检发现两个膨胀阀并不是开度过小，而是都被系统的垃圾及破损的垫片堵住了膨胀阀芯，清理了垃圾装复后，系统重新运行后发现膨胀阀后的管路不再结霜。这也证明了我们的判断，膨胀阀出口管路结霜的原因是膨胀阀芯被堵后节流导致制冷剂供液不足，蒸发压力(蒸发温度)过低而结霜。再次检测此时空调的运行参数为：P吸=0.38 MPa (对应的饱和温度为﹣6.5℃)，t吸=7℃，P排=1.85 MPa，t排 = 65℃。吸气过热度△t= t吸﹣t。=7℃﹣(﹣6.5℃)= 13.5 K。可见吸气过热度稍大一点但并不太大，这说明膨胀阀所控制的蒸发器的流量是合适的。另外还要检查膨胀阀的开度及其是否能够正常使用，有的膨胀阀的温包毛细管由于长期运转中的抖动会磨破，很难被发现。

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5.对能量调节装置进行检查，首先手动缓慢关小压缩机吸气截止阀，使吸气压力变为0.25Mpa左右，明显低于压缩机卸载的动作值0.30Mpa即可，运行一段时间后，用手摸三组气缸表面的温度，发现差别不大，用听棒紧听缸盖表面也听不出不同的运转声音，同时观察压缩机电流的变化，发现压缩机电流忽高忽低，由此判断可能压缩机减缸运行不稳定。停压缩机拆检能量调节装置，顺便拆检、清洗压缩机冷冻机油的吸口滤器，检查去执行元件的油路是畅通的，外部的电磁阀没有损坏，其卸载活塞正常无卡阻，机械方面不存在问题，检查电路在拆检电磁阀继电器时发现继电器内部在运行的时候会接触不良，时而工作时而不工作，解体打磨其触点装复后试运行，能量调节工作立刻恢复正常，运行中压缩机电流比较稳定。本船的能量调节装置比较简单，曾经碰到有一种压缩机的能量调节装置比较复杂，但大体故障有以下几个方面：能量调节阀不工作；卸载元件卡阻；电磁阀控制继电器接触不良（电磁阀控制型卸载机构）；液压控制继动器粘结卡阻（液压继动器控制型卸载机构），去动力元件(执行元件)的油路堵塞或外部调节杆损坏。五、结论至此为止安顺轮空调大致恢复正常。中东地区天气比较炎热，生活区温度大体可以控制在26℃左右。总而言之关于船用空调蒸发器结霜，可以从如下两个方向分析：从膨胀阀逐渐向蒸发器方向结霜，同时吸气压力过低，吸气过热度偏大，一般是由于高压侧供液不足或节流造成的，沿此方向观察分析；从压缩机回气口逐渐向蒸发器方向结霜，且吸气压力过低，但是吸气过热度并不太大，一般是由于蒸发器不能正常吸收热量，造成蒸发温度过低，管壁结霜，沿此方向观察分析。同样的故障现象，原因可能并不相同，我们在实际管理中，应认真仔细观察，多问问之前发生的故障、前人做过哪些维修保养工作以及维修效果，分析现象和运行数据，切不可无目的的盲目拆检和维修，需结合系统控制原理反复试验，查阅资料，仔细研究分析，才能少走弯路准确找出故障原因，从而选择消除故障的正确方法。由于本人水平有限，如有不足之处欢迎互相探讨指正，谢谢！作者：安顺轮轮机长：邰 祥   2024-09-01 本站仅提供存储服务，所有内容均由用户发布，如发现有害或侵权内容，请点击举报。