艾美康冷水機組故障分析和維護

趙蕾，叢中華，李宏鵬

首都醫科大附屬北京佑安醫院 醫學工程中心，北京 100069

冷水機組是超導型核磁共振（MR）系統的重要配套設備，可為MR系統中的氦壓機提供冷卻水。它通過水循環系統向機內水箱注入水，通過冷水機組制冷系統將水冷卻，再由水泵將低溫冷卻水送出，冷卻水經過氦壓機，帶走氦壓機熱量，使氦壓機溫度在一個穩定的范圍內。一旦冷水機組發生故障，氦壓機溫度過高，必然導致MR系統無法正常工作[1]。因此，了解冷水機組的工作原理，對出現故障的冷水機組及時維修保養，是保證MR系統正常運行的重要工作。我院MR系統配套使用的是艾美康冷水機組。本文就冷水機組的工作原理和維修實例及保養建議做一簡單介紹。

1 冷水機組的工作原理

冷水機組一般包括[2]水循環系統、制冷劑循環系統和智控系統3部分。制冷劑循環系統又包括壓縮機、蒸發器（俗稱制冷螺旋管）、冷凝器（俗稱室外機）、鼓風機、液態制冷劑（氟利昂-22）儲存罐、恒溫膨脹閥、壓力表等。

氦壓機的熱量由冷水機組中的循環水帶走，循環水中的熱量被蒸發器中的液態制冷劑吸收，這時，液態的制冷劑變為氣態，被壓縮機吸入并壓縮。經過壓縮的氣態制冷劑通過冷凝器，將其在工作過程中吸收的全部熱量（包括從蒸發器和制冷壓縮機中以及在管道內所吸收的熱量），傳遞給周圍介質（鼓風機抽來的空氣）帶走，使得高壓過熱的制冷劑重新凝結成液體，再通過膨脹閥節流后變成低溫低壓制冷劑，進入蒸發器，用于吸收循環水中的熱量，最終達到冷卻氦壓機的目的[3]。

此外，冷水機組可通過智控系統中的溫度傳感器來感知蒸發器進出口處的循環水溫度，以決定是否啟動制冷，保證循環水溫處于6～14 ℃范圍內。

2 冷水機組的維修實例及分析

2.1 故障一

2.1.1 故障現象

1號冷水機組顯示屏上閃爍報警代碼H1，同時，1號壓縮機停機，蒸發器出水口溫度顯示為26 ℃，超出循環水正常溫度范圍。

2.1.2 故障分析

此報警代碼即1號壓縮機排氣口壓力過高。考慮當時初春氣候導致空中柳絮較多，懷疑冷水機組的室外機進風口堵塞，導致制冷劑熱量無法正常散發，造成壓縮機壓力過高，停機報警。因此，檢查室外機，發現其進風口已被絮狀物完全堵塞。于是使用水泵對室外機的進風口進行沖洗，使風口保持通暢，故障解除。

2.1.3 維護建議

季節交替時期應定期清洗室外機進風口，保持進風口通暢。如有可能，將室外機安裝在遠離塵土和絮狀物的環境中。

2.2 故障二

2.2.1 故障現象

冷水機組1號壓縮機停機，2號壓縮機工作，冷水機組顯示屏上無報警代碼，但顯示蒸發器出水口溫度為32 ℃。

2.2.2 故障分析

1號壓縮機停機，2號壓縮機雖處于工作狀態，但對循環水的降溫效果不佳。檢查2號壓縮機壓力表，發現2號壓縮機壓力偏低，同時，1號壓縮機壓力偏高。于是，檢查冷凝器、制冷管路及配件有無堵塞，排除因冷凝器、制冷管路或配件堵塞導致兩臺壓縮機壓力異常。檢查冷凝風機運轉是否正常，排除因其運轉異常導致的壓力過高。在檢查制冷管路中，發現在管路的中間位置，有一處極小的破損點，導致2號壓縮機制冷劑泄漏。因此，懷疑2號壓縮機中制冷劑泄露導致的2號制冷系統熱交換能力不足。同時，1號壓縮機長時間高壓運轉，造成1號壓縮機因壓力過高而自保護。

于是，將2號制冷循環系統管路破損處進行修復，并灌注足量的制冷劑氟利昂-22。同時，將1號壓縮機內的制冷劑放出一部分，使1號壓縮機壓力處于正常值范圍。隨后，重新開機，設備正常運行。

2.2.3 維護建議

定期檢測壓縮機壓力，若發現壓力異常，及時尋找原因。若因壓力制冷劑泄露導致的壓力偏低，必須及時檢查有無泄露點，若有泄露點，及時修復后，灌注足量制冷劑，以保證壓縮機壓力處于正常工作狀態[4]。

2.3 故障三

2.3.1 故障現象

氦壓機停止工作，兩套冷水機組的顯示屏上分別閃爍報警代碼A1、A2，冷水機組顯示屏均顯示蒸發器進水溫度 52 ℃。

2.3.2 故障分析

此報警代碼為防凍報警，即告知蒸發器出水口傳感器測得的水溫度低于設定值。而此時為春末初夏，冷水機組安裝在室內，且冷水機組蒸發器進水溫度很高，排除蒸發器出水口溫度過低導致的故障報警。同時，檢查發現，1、2號壓縮機均已停機，由此可知，是冷水機組的壓縮機自保護停機，導致水冷機組的循環水溫過高，造成氦壓機過熱停機。

首先檢查室外機，排除因室外機堵塞導致的壓縮機壓力過高造成自保護。隨后，檢查蒸發器進水口和出水口傳感器以及冷水機組水泵的工作狀態均正常。懷疑是水路過濾網堵塞導致水循環異常，水流過低造成壓縮機自保護。故拆開進水口過濾網，發現過濾網上附著大量類似軟塑料片的物質，清除后并將過濾網沖洗干凈，安裝到位，將冷水機組重新開機，系統正常運行，氦壓機工作正常。

事后清潔冷水機組進水口和出水口的過濾網及氦壓機的水循環系統的過濾網，以保證水循環系統的整體正常運行，從而保證氦壓機正常工作。

2.3.3 維護建議

定期對水循環系統的所有水路管路進行清洗，以免因水循環異常而造成冷水機組故障。

2.4 故障四

2.4.1 故障現象

1號冷水機組顯示屏上閃爍報警代碼A1，顯示屏顯示蒸發器進水口水溫為23 ℃，超出循環水正常溫度范圍。

2.4.2 故障分析

此報警代碼顯示為凍結報警，即告知蒸發器出水口傳感器測得的水溫度低于設定值。檢測發現，此時，1號冷水機蒸發器進水口傳感器測得的水溫為23 ℃，一號冷水機組蒸發器出水口傳感器測得的水溫為2 ℃，而蒸發器出水口水溫設定的最低溫度值為4 ℃，由此可判斷是1號冷水機組蒸發器出水口溫度過低導致的報警。壓縮機壓力正常，冷水機組的換熱效率也是事先設定好的，此時為夏末初秋，室內溫度在25 ℃左右。水路過濾網已定期清洗，無堵塞現象；檢查水路管路，也無泄露現象。因此，懷疑是蒸發器進水口的傳感器出現故障，誤測得進水溫度過高，導致制冷系統制冷過度，從而造成出水溫度過低，引起報警。

為了驗證此推測的準確性，將兩個傳感器的接線端子調換位置，之后，冷水機組顯示屏上的報警消失，證明是蒸發器進水口傳感器出現故障。更換此傳感器后，將傳感器接線端子按要求位置重新連接，冷水機組運行正常，無報警出現。

3 總結

通過總結在使用和維修過程中遇到的困難，建議冷水機組安裝時，應與其他設備保持一定距離，這樣有利于機器散熱，也為日后的維修預留出通道[5-6]。維護保養冷水機組時，還應定期檢查冷水機組內水箱水量，若水量超過正常值就要及時釋放水量。若水量達不到正常值就要及時補充水量，并同時檢查水路有無泄露點，一旦發現泄露點，必須及時修復。

[1]盧珠鈴.冷水機的工作原理及維護保養[J].中國醫學裝備,2010,7(8):48-49.

[2]唐慶順.超導型核磁共振關鍵設備—冷水機組與BCC氦氣壓縮機的工作原理與維修[J].核電子學與探測技術,1994,5(14):378-380.

[3]杜立志,陳友明,張泠.冷水機組性能檢測與診斷方法研究[D].長沙:湖南大學,2012.

[4]鄭超瑜,肖賦,陳武.冷水機組故障診斷新模型[J].建筑科學,2012,28(12):104-107.

[5]安翔,降龍浩,楊惠.冷水機組故障診斷軟件的開發[J].煤氣與熱力,2007,27(4):70-73.

[6]劉相艷,谷波,黎遠光.基于并行感知器的制冷系統故障診斷分析[J].上海交通大學學報,2005,34(8):1234-1239.