机房是数据处理中心,有大量的交换机、路由器、磁介质等电子设备,这些设备工作会产生大量的热,然而这些设备对环境温湿度、洁净度有一定的要求,各项数值保持在规定范围内,才能保障机房在良好的环境下运行,机房的制冷系统一旦存在问题,就会出现诸多问题,针对机房制冷系统常出现的故障的归纳,给出及时解决的办法。

一、导致机房制冷系统故障发生的起因

(1)机房停电的处理

遇到机房停电,最主要的工作是防止再次来电时压缩机与氨泵误动作,造成压力过高。处理原则是将压缩机的氨泵处于停机状态,恢复供电时重新进行开机操作。

(2)停水的原因及造成的危害

机房空调制冷系统停水的主要原因是冷却水泵故障、水冷却塔或冷却水系统堵塞。

由于机房空调制冷系统的冷凝器和压缩机缸盖需要用冷却水冷却,停水时压缩机温度和冷凝压力将急剧上升。如不及时处理,轻则损坏压缩机,重则造成压力容器破坏、制冷剂泄漏。

(3)超压的原因及造成的危害

超压通常表现为压缩机棑气压力或冷凝压力过高,其主要原因是停水、压缩机排气阀或止回阀故障。

防止超压的保护器件是高压控制器,为防止超压造成事故,高压控制器不允许私调乱动。

超压将使压缩机排气温度升高、润滑油炭化,可能使压缩机损坏、压力容器破坏、制冷剂泄漏。

(4)安全阀渗漏的原因与判断

安全阀不能正常关闭称为渗漏,主要发生于压缩机,其原因主要有以下三条:

①长期没有校验;

②起跳后密封面进入异物;

③安全阀自身质量不好。

压缩机安全阀发生渗漏时,排气压力低于正常值、吸气压力高于正常值、排气温度高于正常值。

压力容器安全阀发生渗漏时,阀体和出口处有凝露或结霜。

(5)压缩机湿冲程的原因

压缩机湿冲程的原因是中间冷却器、低压循环贮液器、氨液分离器等容器的液位过高,压缩机吸入氨液。有以下情况之一的,可以认为发生湿冲程:

①压缩机发出“当、当”声响,此为发生严重湿冲程;

②排气温度急剧下降,此为不严重湿冲程;

③机体凝露或结霜,但无“当、当”声响,此为不严重湿冲程。

(6)轴封泄漏的原因

轴封泄漏主要有以下几个原因:

①轴封橡胶圈老化;

②轴封固定环与活动环装配不当或轴封质量缺陷;

③轴封缺油。

(7)压缩机曲轴箱温度过高的原因

如压缩机曲轴箱温度超过70℃,属于曲轴箱温度过高,造成压缩机曲轴箱温度过高的原因主要有:

①润滑油过脏或变质;

②压缩机高低压窜气;

③油冷却器断水或冷却效果差。

压缩机曲轴箱温度过高会造成压缩机排气温度过高、轴承烧毁等故障。

二、机房不够冷的原因是系统有问题

从运行维护的角度看,影响空调制冷效果的具体因素有蒸发温度、膨胀阀开启度、冷凝压力等几个方面。

(1)制冷系统的蒸发温度:

蒸发器内制冷的蒸发温度应该比空气温度低,这样机房的热量才会传给制冷剂,而这个温差,是结合空调的投资成本,及制冷工作时能耗费用而综合决定的。在机房空调中,这个温差一般为12C°到14C°,如果由于种种不良因素的影响,不能很好的保证这个温差,则运行能耗就会增加。通过计算,制冷系统中蒸发器的制冷剂,蒸发温度降低1C°,要生产同样的冷量,耗电量增加4%左右。

(2)膨胀阀开启度不对:

膨胀阀开启度过大或过小会导致制冷剂流量过大或过小,使膨胀阀的工作状态偏离最佳工况,引起制冷效率降低,严重时甚至导致设备损坏,造成不必要的浪费。因此,须定期测量膨胀阀过热度,根据过热度调整膨胀阀开启度。过热度为蒸发器出口温度t1与蒸发器出口压力所对应的温度t2这两个读数的差。膨胀阀过热度应在一定范围之内,如果超出正常范围则需要进行调整。

(3)制冷系统的冷凝压力:

当冷凝器换热不良时,冷凝压力就会升高,此时冷却效率会降低。为达到同样的冷却量,耗电量就会上升。冷凝压力每升高9.8Pa(1Kgf/平方厘米),耗电量增加6%-8%.杂物及尘埃粘在冷凝器翅片上,导致空气不能大流量通过冷凝器,热阻增大,导致冷凝效果下降,冷凝压力会升高。如果冷却系统配置偏小的冷凝器,换热能力不够,会导致冷凝压力过高。

三、各种异物对机房空调制冷系统的影响及防止措施

在制冷系统中,制冷剂含有各种异物如:水份、不凝缩气体、冷冻油、金属屑、油脂、纤维、尘埃等,这些异物对制冷设备影响很大。所以大家必须知道由于异物存在所引起的不良现象及排除方法。

(1)水份的影响

系统内的水份,对设备有极坏的影响,一般水份和制冷剂互相作用腐蚀金属,同时使润滑油乳化,在低压部分小通道处,有时水分能冷冻堵塞通道等,所以氨制冷剂含水量应≤4%.如果氟利昂系统中有水分,不仅会产生冰堵,还会使系统不能正常工作。

(2)防止水分进入系统措施

①用空气作气密试验时,应尽量用干燥气体且不燃气体,如碳酸气或氮气等;

②选择合乎标准的制冷剂;

③选择合乎标准的冷冻油;

④系统中不得有泄漏处,特别在真空时,防止空气侵入;

⑤拆卸机器时最好使机房处于干燥,防止蒸气侵入机内。

(3)不凝缩气体的影响

系统内的不凝缩气体,大部分时由空气侵入和油在高温下分解的气体产生的,由于系统内不凝缩气体的存在,使冷凝压力升高,排气温度上升,减少了制冷能力,增加了功率消耗,特别是在以氨作为制冷剂时,由于不凝缩气体存在往往会引起爆炸,因此要经常注意系统内不凝缩气体的放空工作。一般均通过空气分离器进行放空气。当无此设备时,在压缩机停止运转后,向冷凝器供水,冷凝器中的氨气被凝成液体,不凝缩气体聚集在设备的上方,可通过放空阀放掉。

(4)防止不凝缩气体进入系统的措施

①充入制冷剂前,应使系统达到高真空;

②设备拆卸安装后,应进行抽真空;

③排气温度不应超过1500C;

④系统严防渗漏。

⑤冷冻油的影响

氨系统中压缩机排出气体所带的润滑油,虽然经过油分离器进行分离,但仍有部分油进入中间冷却器、冷凝器、贮液器和蒸发器等,由于设备中有油,在设备内表面产生油膜增加热阻,使热交换恶化,影响设备的性能,又因液体制冷剂与油的比重不同,一般油积存在设备的下部,在吸入管道上若有凹凸处时,油集聚在凹处,使气体通路变窄,增加气体流动阻力,在一定压力差作用下,油会突然返至压缩机内,造成液击事故。另外当排气温度过高,油质恶化,在压缩机气阀周围容易炭化、积炭会妨碍气阀的工作等,所以操作人员应定期将制冷设备中的油放出,经常清洗压缩机的排气阀。

氟利昂系统中一般氟与油互溶,需采取措施使润滑油带回压缩机中。

上述提到的异物在系统中容易堵塞节流阀或其它狭窄通道,使制冷剂的循环中断,机器处于空转状态;异物被机器吸入时,会污染润滑油,使机器磨损加剧,异物若落在密封面上,会破坏机器或系统的密封,轻者少量漏油漏气,严重时不能工作。

5 因此在设备安装时,应注意如下事项:

① 应全部清除设备和管路中的铁屑、尘埃泥沙、氧化物等;

② 清除各种设备内的积水;

③ 清除机器内部为防锈所涂的油脂及其它异物等;

④ 对于新安装的设备,应经常清洗系统中的氨气过滤器、氨液过滤器、以及压缩机各级的吸气过滤网、油过滤器、曲轴箱等。

四、机房空调低压报警原因和故障维修

数据中心机房低压报警是我们在日常维护中经常碰到的问题。尤其是在冬季和刮风的季节中经常遇到。总结起来主要有以下几个原因:

(1)恒温恒湿精密空调低压保护设定值不正确。正确的低压保护设定值应设定在2bar左右,若设定值不对则产生低压报警。

(2)机房专用空调充氟的量不够。冬天气温低时,可能发生类似情况。如果查明原因的确是缺氟时,应向系统补充氟利昂制冷剂。

(3)恒温恒湿精密空调空气过滤网太脏。过滤网太脏不及时更换,易产生低压告警。更换时注意应按照箭头指示码放,不能装反了。

(4)机房专用恒温恒湿精密空调膨胀阀故障。热力膨胀阀失灵或开启度小,引起供液不足;造成低压告警。应加大热力膨胀阀的开启度或者更换膨胀阀。

(5)机房专用恒温恒湿精密空调系统中有泄漏。用氮气进行试压检漏,充气压力应≥1.4MPa,并且要从系统的高、低压部分同时允入氮气,直至平衡为止。系统充入氮气后,在24h保压的时间内应无泄漏。如24h内气温变化较大,由于气体的热胀冷缩特性,压力会有微小变化,应属正常;如果压力变化值超标,那么应检查漏点,主要查以下几处:

①与机房专用恒温恒湿精密空调压缩机相连螺母处;

②与室外机相连的单向阀处;

③室外机与压力开关连接处;

④储液罐上的单向阀处;

⑤管道和盘管等处。

数据中心机房专用恒温恒湿精密空调试压检漏完成后,放掉系统内的氮气,用双连压力表连接吸排气阀门,打开真空泵及吸排气阀门抽真空,时间不少于90min,直至系统真空度无限接近760mmHg.

机房专用恒温恒湿精密空调抽真空结束后,静态从排气阀处(高压端)直接注入氟利昂液体,观察低压表,使之上升至6~7kg/cra2处,关闭排气阀,开机从吸气阀处(低压端)补充氟利昂气体,直至视液镜内气泡刚刚消除时停止充注。这时双连表的低压指示应在0.4~0.5MPa,高压表的指示应为1.5~1.8MPa.

若机房专用恒温恒湿精密空调高压高而低压低,则为管道堵塞。堵塞处管道前后有明显的温差,甚至结霜。可能发生堵塞的地方及处理方法如下:

(1)发生堵塞的地方在液镜上方的电磁阀处。首先判断在机房专用恒温恒湿精密空调压缩机开启时是否有24V电送到电磁阀处。检查方法为:卸掉电磁阀顶端螺钉,测量其接线柱对应插头有无24V,如果没有,则为控制线路故障,反之则为电磁阀损坏,需更换电磁阀。

(2)机房专用恒温恒湿精密空调发生堵塞的地方在干燥过滤器。关闭空调电源(此时制冷电磁阀为关闭状态),将储液罐处三通阀顺阀杆方向顺时针旋到底(阀杆旋进去),此时储液罐与管道不通,旋开干燥过滤器连接螺母,更换干燥过滤器。

(3)机房专用恒温恒湿精密空调管道内堵,尤其是管道焊接处有堵焊。焊接处前后有温差,管道前后的压力差别很大,此时需重新焊管,重新抽真空,充氟。

(4)以上几种种情况均正常的前提下,可判断为机房专用恒温恒湿精密空调膨胀阀堵维修:

①机房专用恒温恒湿精密空调冰堵,用热毛巾敷之,则低压端压力回升,需放氟,重新抽真空,再加氟,最好更换干燥过滤器。

②机房专用恒温恒湿精密空调脏堵,需更换膨胀阀。

③保护器失灵造成控制精度不够。修理、更换低压压力控制器。

④低压延时继电器设定不正确或低压启动延时太短。重新机房专用恒温恒湿精密空调设定低压延时时间。

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