1.1制冷系統(tǒng)雜質的來源
家用電冰箱的制冷系統(tǒng)是由壓縮機,冷凝器,蒸發(fā)器,毛細管及管道件等組成,制冷系統(tǒng)內雜質的來源主要有以下幾方面:1)壓縮機,管道件在金加工以及焊接過程中含有未清洗干凈的鐵屑和油脂;2)在試漏或充注制冷劑的過程中,鐵屑和水分進入管道;3)電冰箱長期運行,殘留在管道系統(tǒng)中的水分引起管壁銹蝕而產生碎屑。
1.2制冷系統(tǒng)雜質特點與分析
1.2.1壓縮機
壓縮機在金加工,與制冷管路焊接等過程中都可能產生金屬碎屑,而壓縮機內部殘留的碎屑會在高速旋轉的曲軸推動下,隨著潤滑油一起循環(huán)流動,這樣可能會因為鐵屑的卡入而造成壓縮機內部電機堵轉。引起家用電冰箱臟堵的碎屑主要來自壓縮機排氣消音腔及周圍區(qū)域殘留的鐵屑,這部分鐵屑可以直接進入排氣管,冷凝管,一旦通過過濾器,鐵屑就會在毛細管內形成阻塞。
為了降低材料成本和控制噪聲,排氣消音器與汽缸座鑄造在一起的結構設計方式,越來越多地被壓縮機廠家所采用。這種結構的缺點在于消音腔是翻砂鑄造出來的空腔,相對封閉,不易清洗,加工碎屑容易留存其中。固定壓縮機內部排氣管的螺紋孔通常采用盲孔結構,容易留存金屬碎屑。所以壓縮機的制造過程須要花費大量的時間對金屬碎屑進行控制和清除,特別在一些容易留存金屬碎屑的特殊位置(清洗必須進行嚴格的管控)。
1.2.2制冷管道件
1)單層鋼管的應用
目前單層鋼管已廣泛應用于家用電冰箱管道件的制作。單層鋼管是由冷軋鋼帶經過360成型對焊而成的有縫鋼管。對焊過程中會產生珠狀的微小顆粒粘貼在鋼管內壁上,在鋼管減徑拉拔以及機械彎曲的加工過程中,這些微小顆??赡馨l(fā)生脫落,在家用電冰箱制冷系統(tǒng)內隨著制冷劑和潤滑油的流動,在毛細管處形成堵塞。
2)管道件的加工
家用電冰箱制冷管道件在諸如下料,擴口,清圖4單層鋼管制管形成的鐵屑毛刺等加工過程中會產生碎屑,這些碎屑會或多或少殘留于管道件中。而管道件是家用電冰箱制冷系統(tǒng)的重要組成部分,這也是制冷系統(tǒng)產生臟堵的原因之一。碎屑在放大鏡下呈卷曲狀,具體放大圖見圖5.另外,通常用于管道件擴口,冷拔,拉制加工使用的潤滑油在低溫條件下黏度變大,甚至發(fā)生凝結而堵塞毛細管。對于這類加工中使用的潤滑油要嚴格控制,不能進入管道內部,管口殘留的潤滑油則必須使用專用清洗劑進行清潔。
3)管道件的焊接
在管道件的加工和家用電冰箱制冷系統(tǒng)的密封過程中,焊接是不可缺少的工序之一,如用于蒸發(fā)器制作的單層鋼管,在焊接中內壁會生成Fe3O4,焊接過燒時Fe3O4會起皮脫落而形成碎屑。
1.2.3試漏或充注制冷劑
家用電冰箱在使用氮氣試漏或充注制冷劑時,也存在進入鐵屑和水分的可能。盛裝氮氣,制冷劑的鋼瓶,包括輸送氣體的鋼管,在做密閉性試驗或安全耐壓試驗時多數采用水壓法,安檢后的鋼管內部容易銹蝕,產生鐵屑。
1.2.4家用電冰箱長期運行
在家用電冰箱長期運行過程中,殘留在管道系統(tǒng)中的水分引起管壁銹蝕,銹蝕區(qū)域的鐵屑剝落后可能堵塞毛細管。
2家用電冰箱制冷系統(tǒng)臟堵問題的診斷
家用電冰箱制冷系統(tǒng)發(fā)生臟堵時,制冷系統(tǒng)的壓差變大,蒸發(fā)器的入口溫度降低,但隨著制冷劑流量的迅速下降,蒸發(fā)器的后半部分制冷劑的干度上升,發(fā)生過熱,此時壓縮機可能會連續(xù)運行,電冰箱冷凍室溫度可能會更低,冷藏室溫度上升,冷藏后背結冰不均。根據管道堵塞程度的不同,壓縮機的功率下降程度有所不同,但有些系統(tǒng)內的微小顆粒過多,使運動副的摩擦力變大,反而使電冰箱功率呈現上升趨勢。
家用電冰箱發(fā)生臟堵的部位往往發(fā)生在毛細管的入口,將故障電冰箱的過濾器進行剖檢,可能會發(fā)現不同尺寸的碎屑分布在過濾器的板網或網布上,將這些碎屑倒出進行放大觀察,根據以上介紹甄別出引發(fā)質量問題的根源,判斷在哪個環(huán)節(jié)的控制發(fā)生了問題,并有針對性地采取措施。
需要補充的是,壓縮機汽缸體的材料為灰口鑄鐵,灰口鑄鐵的基體上會有以石墨形態(tài)存在的碳,在顯微鏡下觀察灰口鑄鐵的加工碎屑與鋼管內氧化物的顏色非常接近,容易誤認為是蒸發(fā)器,冷凝器過燒殘留的雜質。通過觀察和比較,它們之間還是存在明顯的區(qū)別:金加工產生的鐵屑較為堅硬,而蒸發(fā)器過燒產生的氧化皮容易被碾碎成更細的粉末。
3一種可能的解決方案
3.1解決方案的原理
形成家用電冰箱臟堵的成因盡管有很多,但碎屑成分多數是能夠被磁體吸附的鐵磁材料。
即便鐵管銹蝕形成的少量鐵銹不能被永磁體吸附,但通過試驗筆者發(fā)現,從鋼管內壁剝落下來的鐵銹,往往帶有可以被吸附的鐵核,所以多數鐵銹也是能夠被永磁體吸附的。
常見的磁性材料有鍶,鋇鐵氧體,釹鐵硼等,這些材料的居里點多在500#以上,只要位置設計得恰當,很容易避免高溫引起消磁等不利影響。
3.2新型磁性過濾器的應用
過濾器不僅能夠有效降低家用電冰箱發(fā)生臟堵的幾率,而且可以解決電冰箱電磁閥閥芯卡死的問題。因為電冰箱中使用的電磁閥本身帶有2片磁鋼,管道內的鐵屑容易在閥芯附近積存,嚴重的致使閥芯卡死。使用新型磁性過濾器后,可以有效吸附可能進入閥芯的鐵屑,避免電磁閥打不開,不換向,發(fā)生卡死現象。
4結束語
家用電冰箱制冷系統(tǒng)臟堵是一種發(fā)生比率極高的制冷故障,盡管形成臟堵的原因很多,但通過對家用電冰箱制冷系統(tǒng)雜質來源與特點的分析,確定家用電冰箱臟堵問題的根源,尋找一種可能的解決方案,為家用電冰箱質量水平的提升指明了方向。
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