谷忠凱，李進，曹建，王磊

（1.沈陽地鐵集團有限公司運營分公司，遼寧 沈陽 110000；2.山東朗進科技股份有限公司，山東 濟南 250000；3.沈陽朗進科技有限公司，遼寧 沈陽 110000）

在以氟利昂為冷媒介質(zhì)的制冷系統(tǒng)中，主要由4大機件組成，即壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器。冷凝器與蒸發(fā)器在功能上，都是將溫度不同的流體介質(zhì)實現(xiàn)相互換熱的設(shè)備，因此統(tǒng)稱為換熱器。在軌道車輛空調(diào)行業(yè)中，多使用翅片管換熱器。

換熱器作為制冷系統(tǒng)中的主要換熱部件，其換熱性能將直接影響整套制冷系統(tǒng)的制冷量?？照{(diào)管路、換熱器生產(chǎn)焊接過程中本身會產(chǎn)生一些雜質(zhì)或碳黑，生產(chǎn)前的清洗工藝往往無法徹底清洗干凈，且由于空調(diào)機組安裝在開放環(huán)境中，環(huán)境中的雜質(zhì)容易進入其中，而在運轉(zhuǎn)過程中，壓縮機等部件也會因為磨損而產(chǎn)生雜質(zhì)。隨著空調(diào)使用年限的增加，各種雜質(zhì)會在管路中部分位置聚集而堵塞管路?？照{(diào)管路一旦堵塞，制冷劑在空調(diào)系統(tǒng)中的循環(huán)無法順利進行，空調(diào)機組的制冷制熱功能將會受到影響，甚至?xí)?dǎo)致機組故障而停機。因此，對空調(diào)管路及換熱器進行清洗顯得尤為重要。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)壓縮機線圈燒毀或冷媒泄漏等情況，換熱器中會殘留大量變質(zhì)冷凍機油及污物，如焊渣、銅綠、灰塵、溶解水、酸性物質(zhì)等，針對這種情況，行業(yè)中多使用高壓氮氣進行吹除，但由于這些油污有較強的附著性，會以油膜的形式附著在換熱器內(nèi)壁上，難以完全清除。這些物質(zhì)會隨壓縮機工作進入壓縮機，從而使壓縮機冷凍機油變質(zhì)，造成燒毀壓縮機等問題，因此要想徹底解決換熱器內(nèi)壁污染情況，從經(jīng)濟角度出發(fā)需要一套最佳的清洗方案。

1 空調(diào)換熱器清洗技術(shù)發(fā)展

發(fā)展初期，空調(diào)管路的清洗采用的方法為機械法，利用清潔球在管路中的運動清洗管道。后來，發(fā)展為使用吸出裝置來吸出內(nèi)部的雜質(zhì)和污垢，或通過振動的方式清除內(nèi)部雜質(zhì)。在專利《空調(diào)裝置的內(nèi)部管道清潔》中提到，空調(diào)管道端頭設(shè)置吸出裝置，通過吸出空氣的方式清洗管道，雜質(zhì)隨著吸出空氣從管道壁上脫落，在管道外壁實現(xiàn)分離，從而可以循環(huán)利用吸出空氣；汽車空調(diào)的清洗則在汽車冷卻系統(tǒng)中安裝震動膠墊，通過震動的形式去除管壁上的污垢，但是該清洗方法難以對非直線管道系統(tǒng)徹底清理，且部分清洗有一定破壞性。

目前階段，考慮到清洗效果，人們多采用化學(xué)清洗劑對換熱器進行清洗?；瘜W(xué)清洗通常分為循環(huán)法和浸泡法，化學(xué)清洗是通過采用化學(xué)藥劑的作用，使被清洗設(shè)備中的沉積物稀釋溶解、疏松、脫落或剝離。循環(huán)法則是一種使用最為廣泛的方法，利用清洗劑水槽和循環(huán)水泵等設(shè)備，形成閉合回路來清洗管路，沉積層等不斷受到新鮮清洗液的化學(xué)作用和沖刷作用而溶解和脫落。浸泡法適用于一些難以清洗的制冷設(shè)備，這些設(shè)備不適合采用循環(huán)法，主要采用浸泡的方法對系統(tǒng)管路進行清洗。

考慮到經(jīng)濟性和清洗效率，軌道車輛空調(diào)換熱器多采用循環(huán)法進行換熱器清洗。首先是將空調(diào)系統(tǒng)中的冷媒回收，然后利用特殊的清洗液進行清潔，冷媒回收充注機和空調(diào)清洗機是獨立的2種設(shè)備，本文主要針對使用清洗劑清洗空調(diào)換熱器的方案及最終的清洗效果進行探討研究。

2 清洗方案

2.1 工作原理

通過利用R141b清洗劑的特性，搭建完整的循壞清洗系統(tǒng)，對換熱器內(nèi)壁進行循環(huán)沖洗，使油污等污物溶解在清洗劑中，通過自吸泵帶動制冷劑的流動將包含雜質(zhì)在內(nèi)的異物沖出換熱器，再經(jīng)由水箱的過濾層過濾，往復(fù)循環(huán)沖洗，可將污染的換熱器管路內(nèi)壁進行徹底清潔。

2.2 設(shè)備

表1 相關(guān)設(shè)備

2.3 材料與耗材

表2 相關(guān)材料與耗材

2.4 R141b清洗劑的特點

R141b是一種高純度無色透明液體，無異臭，其特點如下。

（1）溶解性：高的KB值，具有選擇性的溶解性，使油污極易溶解。

（2）滲透性：低的表面張力，具有極高的流動性。

（3）可靠性：對各種材料有很高的適應(yīng)性。

（4）速干性：優(yōu)良的干燥性，不易出現(xiàn)斑點等。

（5）節(jié)能性：較低的沸點，較低的汽化熱，易揮發(fā)無殘留。

（6）安全性：沒有閃點，屬于非可燃性液體，安全可靠。

（7）再生性：可通過蒸餾再生，大幅度減少工業(yè)廢物量。

3 操作流程

3.1 準備階段

（1）將待清洗內(nèi)壁的換熱器，先進行表面清潔。

（2）將清洗所用的相關(guān)設(shè)備，利用軟管逐一進行連接。自吸泵出液端接入待清洗換熱器的進口，出端接入過濾循環(huán)水箱，過濾循環(huán)水箱的出端接入自吸泵的進液端。并檢查清洗管路的氣密性良好，如圖1所示。

圖1 設(shè)備連接圖

（3）取適量的R141b清洗劑，倒入循環(huán)水箱內(nèi)。

3.2 清洗階段

（1）接通自吸泵電源，打開開關(guān)。

（2）觀察清洗系統(tǒng)管路有無泄漏情況，如有，進行問題查找，重新連接。

（3）使清洗系統(tǒng)循環(huán)約30min，每隔5min觀察1次過濾水箱中清洗劑的顏色，待清洗劑顏色無明顯變化后，關(guān)閉電源。

（4）將過濾水箱中的清洗劑倒入回收桶內(nèi)。

（5）重新倒入干凈的清洗劑，并重復(fù)上述操作，直至過濾循環(huán)水箱中的清洗劑顏色透明無雜質(zhì)為止。

（6）將使用后的清洗劑沉淀、過濾后，重復(fù)利用。

（7）將清洗后的換熱器拆下，利用高壓氮氣將換熱器中殘留的清洗劑進行吹除。

（8）將換熱器放入烘干房進行烘干。

4 清洗效果

在清洗過程中，油污等雜質(zhì)溶解在清洗劑中，隨清洗劑循環(huán)排出換熱器內(nèi)壁。筆者選取了2臺軌道車輛空調(diào)機組進行換熱器清洗，并對清洗前后清洗劑的渾濁程度，以及空調(diào)的制冷能力進行對比。

清洗前后清洗劑的渾濁程度，如圖2所示。

圖2 清洗劑前后對比圖

在對使用后的清洗劑進行沉淀處理的過程中，可看出換熱器內(nèi)的雜質(zhì)主要為油污以及銅綠，如圖3所示。

圖3 清洗出的污物

清洗前后換熱器管口的清潔情況，如圖4所示，可看出清洗后，換熱器管口的清潔程度有較大改善。

圖4 換熱器清洗前后對比

將換熱器清洗前后的空調(diào)機組安裝入焓差實驗室中，通過焓差試驗對比制冷量數(shù)據(jù)如下表3所示，清洗后空調(diào)制冷量提升了4%左右。

表3 清洗前后制冷量對比

5 結(jié)語

在軌道車輛空調(diào)行業(yè)中，多使用全封閉渦旋壓縮機制冷系統(tǒng)，在系統(tǒng)制造及維修過程中，會產(chǎn)生制冷系統(tǒng)管路內(nèi)部污染，換熱器內(nèi)部存在大量殘留臟污的情況，如不及時處理，將影響整套制冷系統(tǒng)正常工作。

在以往的維修過程中，對這些問題大多數(shù)僅用高壓氮氣進行吹除，不能徹底清除臟污，而更換整套換熱器，又存在較高成本問題。使用清洗劑進行循環(huán)清洗的方案，不僅清理效果好，提高了老舊空調(diào)換熱器的換熱性能，試驗數(shù)據(jù)表明可提升4%左右，同時也比更換換熱器的方案更加經(jīng)濟。