制冷机故障诊断研究.doc
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制冷机故障诊断研究,79页共计24017字摘要本文通过试验的方法研究了制冷机制冷剂循环的四种常见故障：制冷剂量不足、干燥过滤器堵塞、膨胀阀堵塞、压缩机进气阀堵塞。找到了它们各自的特征，并给出了故障程度和故障现象之间的定量关系。本文还研究了进风干球温度、冷却水流量、冷却水进水温度对制冷机制冷剂循环的作用规律，给出了其定量关系式。并在此基础上...
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79页共计24017字
摘 要
本文通过试验的方法研究了制冷机制冷剂循环的四种常见故障：制冷剂量不足、干燥过滤器堵塞、膨胀阀堵塞、压缩机进气阀堵塞。找到了它们各自的特征，并给出了故障程度和故障现象之间的定量关系。本文还研究了进风干球温度、冷却水流量、冷却水进水温度对制冷机制冷剂循环的作用规律，给出了其定量关系式。并在此基础上，用分离变量法建立了制冷机制冷剂循环正常工况数学模型。本文的工作为实现制冷机故障在线诊断提供了科学的依据和实现的方法。
第一章 绪论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
§1.1 制冷机故障诊断研究概况••••••••••••••••••••••••••1
§1.2 本文研究内容和途径••••••••••••••••••••••••••••••1
§1.2.1 制冷系统故障的分类••••••••••••••••••••••••••1
§1.2.2 研究的内容••••••••••••••••••••••••••••••••••2
§1.2.3 研究的途径••••••••••••••••••••••••••••••••••3
§1.2.4 研究的意义••••••••••••••••••••••••••••••••••3
§1.3 几点说明••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
第二章 试验台介绍•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4
§2.1 进风系统••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4
§2.2 冷却水循环系统••••••••••••••••••••••••••••••••••5
§2.3 制冷机••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
§2.4 测点的布置及传感器的安装••••••••••••••••••••••••6
§2.5 数据采集系统••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
§2.6 试验台调试••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
§2.6.1 热电偶••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
§2.6.2 压力传感器••••••••••••••••••••••••••••••••••8
§2.6.3 风量••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
§2.6.4 水量••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
§2.6.5 制冷机••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
第三章 制冷剂不足引起的故障•••••••••••••••••••••••••••••••9
§3.1 故障产生的原因••••••••••••••••••••••••••••••••••9
§3.2 试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
§3.3 试验结果•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
§3.4 试验结果分析•••••••••••••••••••••••••••••••••••13
§3.5 结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••19
第四章 通畅性故障••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20
§4.1 故障产生的原因•••••••••••••••••••••••••••••••••20
§4.2 干燥过滤器堵塞•••••••••••••••••••••••••••••••••21
§4.2.1 故障原因•••••••••••••••••••••••••••••••••••21
§4.2.2 部分堵塞•••••••••••••••••••••••••••••••••••21
§4.2.2.1 试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••21
§4.2.2.2 试验结果•••••••••••••••••••••••••••••••22
§4.2.2.3 试验结果分析•••••••••••••••••••••••••••25
§4.2.2.4 结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••28
§4.2.3 全部堵塞•••••••••••••••••••••••••••••••••••29
§4.2.3.1 试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••29
§4.2.3.2 试验结果•••••••••••••••••••••••••••••••29
§4.2.3.3 试验结果分析•••••••••••••••••••••••••••31
§4.2.3.4 结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••33
§4.3 膨胀阀堵塞•••••••••••••••••••••••••••••••••••••34
§4.3.1 故障的原因•••••••••••••••••••••••••••••••••34
§4.3.2 试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••34
§4.3.3 试验结果•••••••••••••••••••••••••••••••••••35
§4.3.4 试验结果分析•••••••••••••••••••••••••••••••37
§4.3.5 结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••39
§4.4 进气阀堵塞•••••••••••••••••••••••••••••••••••••40
§4.4.1 故障原因•••••••••••••••••••••••••••••••••••40
§4.4.2 试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••40
§4.4.3 试验结果•••••••••••••••••••••••••••••••••••41
§4.4.4 试验结果分析•••••••••••••••••••••••••••••••44
§4.4.5 结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••47
第五章 外界条件的影响••••••••••••••••••••••••••••••••••••47
§5.1 冷却水进水温度的影响•••••••••••••••••••••••••••48
§5.1.1 试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••48
§5.1.2 试验结果•••••••••••••••••••••••••••••••••••49
§5.1.3 试验结果分析•••••••••••••••••••••••••••••••51
§5.1.4 结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••55
§5.2 冷却水流量的影响•••••••••••••••••••••••••••••••55
§5.2.1 试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••55
§5.2.2 试验结果•••••••••••••••••••••••••••••••••••56
§5.2.3 试验结果分析•••••••••••••••••••••••••••••••58
§5.2.4 结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••61
§5.3 进风干球温度的影响•••••••••••••••••••••••••••••61
§5.3.1 试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••61
§5.3.2 试验结果•••••••••••••••••••••••••••••••••••62
§5.3.3 试验结果分析•••••••••••••••••••••••••••••••65
§5.3.4 结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••69
§5.4 建立制冷剂循环正常工况数学模型•••••••••••••••••69
第六章 结论与展望••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••71
关键词：制冷机 制冷剂循环 故障
参考文献：
1、ASHRAE Transactions, 1992
2、柯仁，机械行业设备故障诊断工作十年回顾，设备管理与维修，1993.3
3、黄昭毅，总结十年诊断技术发展历程迎接赶超世界的新时代，设备管理与维修1993.3
4、全国第三届旋转机械故障诊断学术会议概况，风机技术，1992.4
5、Hanson.M.L.Spectral Compressor Vibration Analysis, NTIS No:DE89002800/IIDM
6、邢万坤，压缩机性能的微机测试方法，压缩机技术，1994.1
7、解国珍，如何判别冷凝器出口外工质的过冷与饱和状态，制冷学报，1989.4
8、高甫生，空调机组热工特性分析，制冷学报，1984.4
9、P.B.Usoro, HVAC System Fault Diagnosisand Energy Optimization
Using State-Space and Modern Control Theory, Final Report.NTISNO:
PB87-137832/IIDM
10、徐善祥，基于专家知识的往复式压缩机在线故障诊断系统，压缩机技术，1994.5
11、耿世彬，程宝义，暖通分布式微机控制系统的通信研究，工程兵学院学报，1993.2
12、张庆海，应用MOVILOG及MOVISCOPE诊断风机故障，设备管理与维修，1993.3
13、董云庭，主成分法在设备故障分析中的应用，设备管理与维修，1993.9
14、杨忠，模糊逻辑在故障分析中的应用，振动、测试与诊断，1993.9
15、吴蒙，人工神经网络和机械故障诊断，振动工程学报，1993.6
16、杨叔子，机械设备诊断的理论、技术与方法，振动工程学报，1992.9
17、林高平，利用压缩机缸盖振动信号识别缸内压力，压缩机技术，1994.5
18、张培红，空调系统运行中的故障诊断专家系统，设备管理与维修，1994.9
19、张安华，灰色预测模型及其在故障预测中的应用，设备管理与维修，1994.9
20、邵毅敏，智能化轴承在线监测系统，设备管理与维修，1993.4
21、徐福民，对设备故障定义的见解，设备管理与维修，1994.7
22、全国暖通94年会议文集，资料集
23、冯玉琪，实用空调制冷设备维修大全，电子工业出版社，1992
24、史殿魁，流程泵的故障树
25、Shi-bin Geng, Compression Water Chiller On-Line Fuzzy Fault Diagnosis System, Tsinghua-HVAC-’95
26、王晋生，程宝义，缪小平，耿士彬，表冷器（水冷）任意工况的直接计算法，江苏省暖通空调制冷1995年学术交流年会论文资料集
摘 要
本文通过试验的方法研究了制冷机制冷剂循环的四种常见故障：制冷剂量不足、干燥过滤器堵塞、膨胀阀堵塞、压缩机进气阀堵塞。找到了它们各自的特征，并给出了故障程度和故障现象之间的定量关系。本文还研究了进风干球温度、冷却水流量、冷却水进水温度对制冷机制冷剂循环的作用规律，给出了其定量关系式。并在此基础上，用分离变量法建立了制冷机制冷剂循环正常工况数学模型。本文的工作为实现制冷机故障在线诊断提供了科学的依据和实现的方法。
第一章 绪论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
§1.1 制冷机故障诊断研究概况••••••••••••••••••••••••••1
§1.2 本文研究内容和途径••••••••••••••••••••••••••••••1
§1.2.1 制冷系统故障的分类••••••••••••••••••••••••••1
§1.2.2 研究的内容••••••••••••••••••••••••••••••••••2
§1.2.3 研究的途径••••••••••••••••••••••••••••••••••3
§1.2.4 研究的意义••••••••••••••••••••••••••••••••••3
§1.3 几点说明••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
第二章 试验台介绍•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4
§2.1 进风系统••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4
§2.2 冷却水循环系统••••••••••••••••••••••••••••••••••5
§2.3 制冷机••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
§2.4 测点的布置及传感器的安装••••••••••••••••••••••••6
§2.5 数据采集系统••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
§2.6 试验台调试••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
§2.6.1 热电偶••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
§2.6.2 压力传感器••••••••••••••••••••••••••••••••••8
§2.6.3 风量••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
§2.6.4 水量••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
§2.6.5 制冷机••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
第三章 制冷剂不足引起的故障•••••••••••••••••••••••••••••••9
§3.1 故障产生的原因••••••••••••••••••••••••••••••••••9
§3.2 试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
§3.3 试验结果•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
§3.4 试验结果分析•••••••••••••••••••••••••••••••••••13
§3.5 结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••19
第四章 通畅性故障••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20
§4.1 故障产生的原因•••••••••••••••••••••••••••••••••20
§4.2 干燥过滤器堵塞•••••••••••••••••••••••••••••••••21
§4.2.1 故障原因•••••••••••••••••••••••••••••••••••21
§4.2.2 部分堵塞•••••••••••••••••••••••••••••••••••21
§4.2.2.1 试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••21
§4.2.2.2 试验结果•••••••••••••••••••••••••••••••22
§4.2.2.3 试验结果分析•••••••••••••••••••••••••••25
§4.2.2.4 结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••28
§4.2.3 全部堵塞•••••••••••••••••••••••••••••••••••29
§4.2.3.1 试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••29
§4.2.3.2 试验结果•••••••••••••••••••••••••••••••29
§4.2.3.3 试验结果分析•••••••••••••••••••••••••••31
§4.2.3.4 结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••33
§4.3 膨胀阀堵塞•••••••••••••••••••••••••••••••••••••34
§4.3.1 故障的原因•••••••••••••••••••••••••••••••••34
§4.3.2 试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••34
§4.3.3 试验结果•••••••••••••••••••••••••••••••••••35
§4.3.4 试验结果分析•••••••••••••••••••••••••••••••37
§4.3.5 结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••39
§4.4 进气阀堵塞•••••••••••••••••••••••••••••••••••••40
§4.4.1 故障原因•••••••••••••••••••••••••••••••••••40
§4.4.2 试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••40
§4.4.3 试验结果•••••••••••••••••••••••••••••••••••41
§4.4.4 试验结果分析•••••••••••••••••••••••••••••••44
§4.4.5 结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••47
第五章 外界条件的影响••••••••••••••••••••••••••••••••••••47
§5.1 冷却水进水温度的影响•••••••••••••••••••••••••••48
§5.1.1 试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••48
§5.1.2 试验结果•••••••••••••••••••••••••••••••••••49
§5.1.3 试验结果分析•••••••••••••••••••••••••••••••51
§5.1.4 结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••55
§5.2 冷却水流量的影响•••••••••••••••••••••••••••••••55
§5.2.1 试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••55
§5.2.2 试验结果•••••••••••••••••••••••••••••••••••56
§5.2.3 试验结果分析•••••••••••••••••••••••••••••••58
§5.2.4 结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••61
§5.3 进风干球温度的影响•••••••••••••••••••••••••••••61
§5.3.1 试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••61
§5.3.2 试验结果•••••••••••••••••••••••••••••••••••62
§5.3.3 试验结果分析•••••••••••••••••••••••••••••••65
§5.3.4 结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••69
§5.4 建立制冷剂循环正常工况数学模型•••••••••••••••••69
第六章 结论与展望••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••71
关键词：制冷机 制冷剂循环 故障
参考文献：
1、ASHRAE Transactions, 1992
2、柯仁，机械行业设备故障诊断工作十年回顾，设备管理与维修，1993.3
3、黄昭毅，总结十年诊断技术发展历程迎接赶超世界的新时代，设备管理与维修1993.3
4、全国第三届旋转机械故障诊断学术会议概况，风机技术，1992.4
5、Hanson.M.L.Spectral Compressor Vibration Analysis, NTIS No:DE89002800/IIDM
6、邢万坤，压缩机性能的微机测试方法，压缩机技术，1994.1
7、解国珍，如何判别冷凝器出口外工质的过冷与饱和状态，制冷学报，1989.4
8、高甫生，空调机组热工特性分析，制冷学报，1984.4
9、P.B.Usoro, HVAC System Fault Diagnosisand Energy Optimization
Using State-Space and Modern Control Theory, Final Report.NTISNO:
PB87-137832/IIDM
10、徐善祥，基于专家知识的往复式压缩机在线故障诊断系统，压缩机技术，1994.5
11、耿世彬，程宝义，暖通分布式微机控制系统的通信研究，工程兵学院学报，1993.2
12、张庆海，应用MOVILOG及MOVISCOPE诊断风机故障，设备管理与维修，1993.3
13、董云庭，主成分法在设备故障分析中的应用，设备管理与维修，1993.9
14、杨忠，模糊逻辑在故障分析中的应用，振动、测试与诊断，1993.9
15、吴蒙，人工神经网络和机械故障诊断，振动工程学报，1993.6
16、杨叔子，机械设备诊断的理论、技术与方法，振动工程学报，1992.9
17、林高平，利用压缩机缸盖振动信号识别缸内压力，压缩机技术，1994.5
18、张培红，空调系统运行中的故障诊断专家系统，设备管理与维修，1994.9
19、张安华，灰色预测模型及其在故障预测中的应用，设备管理与维修，1994.9
20、邵毅敏，智能化轴承在线监测系统，设备管理与维修，1993.4
21、徐福民，对设备故障定义的见解，设备管理与维修，1994.7
22、全国暖通94年会议文集，资料集
23、冯玉琪，实用空调制冷设备维修大全，电子工业出版社，1992
24、史殿魁，流程泵的故障树
25、Shi-bin Geng, Compression Water Chiller On-Line Fuzzy Fault Diagnosis System, Tsinghua-HVAC-’95
26、王晋生，程宝义，缪小平，耿士彬，表冷器（水冷）任意工况的直接计算法，江苏省暖通空调制冷1995年学术交流年会论文资料集
