徐丹丹

（福建省中醫(yī)藥科學(xué)院，福建 福州 350003）

超低溫冰箱是20世紀(jì)后期隨著分子生物學(xué)和生命科學(xué)的發(fā)展而發(fā)展起來的，它的溫度范圍在[-4℃,-192℃]，溫度控制精度≤±1℃，是一種用來保存生物樣品（如血液、疫苗、DNA、RNA、蛋白、細(xì)胞提取物等）或藥品的低溫儲藏和保存設(shè)備，因其操作簡單、容量大、有監(jiān)控報警系統(tǒng)和獨立的溫度控制系統(tǒng)等優(yōu)點，從而被廣泛應(yīng)用于血站、醫(yī)院、疾控、科研院所等單位。超低溫冰箱如此重要，一旦發(fā)生故障，就會造成很大的損失。因此，對其故障進行詳細(xì)徹底的分析并做好預(yù)防性維護和保養(yǎng)就顯得尤為重要。本文綜合分析了多種典型故障以及引起這些故障的可能原因及相應(yīng)的解決辦法，希望可以為同行在維修此類設(shè)備時提供一定的借鑒和幫助。

1 超低溫冰箱工作原理

超低溫冰箱通常采用復(fù)疊式制冷方式，在超低溫冰箱中一般有2個全封閉式的壓縮機作為高溫和低溫壓縮機使用。電源接通后，如果我們設(shè)定的溫度低于超低溫冰箱面板顯示的溫度時，一級壓縮機啟動，一級制冷系統(tǒng)開始工作。當(dāng)熱交換器內(nèi)溫度降至整體制冷溫度的1/2到1/3左右時，二級壓縮機啟動，二級制冷系統(tǒng)開始工作，超低溫冰箱內(nèi)部溫度降低。二級制冷系統(tǒng)的冷凝器釋放出的熱量全部由一級制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器吸收，一級冷凝器排出的熱量則散入空氣中。當(dāng)冰箱內(nèi)部的溫度下降到設(shè)定溫度時，感溫探頭電阻把信息傳出，控制繼電器失電斷開，兩級制冷系統(tǒng)全部都停止工作。當(dāng)溫度升高后重復(fù)以上過程，使超低溫冰箱內(nèi)的溫度始終保持在我們所設(shè)定的溫度附近。

2 超低溫冰箱的典型故障

對超低溫冰箱的故障進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)最容易出現(xiàn)故障的是它的制冷系統(tǒng)。在實際的維修過程中，并在前輩的指導(dǎo)下，總結(jié)出了一套“觀察、觸摸、測試”的維修方法，具體方法原理如下：為保障超低溫冰箱的正常運行，在其制冷系統(tǒng)中會充入制冷劑和低溫壓縮潤滑油，所以如果出現(xiàn)泄漏，肯定是兩者同時泄漏。制冷劑是揮發(fā)性物質(zhì)，很容易揮發(fā)掉，而潤滑油會在泄漏的地方留下痕跡。我們可以根據(jù)潤滑油泄漏的痕跡查找到故障點，即所謂的“觀察”。超低溫冰箱正常工作時，壓縮機要不斷做功。所以，只要是正常工作的壓縮機，總會有一定的溫度，一般正常狀態(tài)下，壓縮機外殼溫度在70℃左右，也就是我們用手直接觸摸其外殼的時候會感覺到有一定的溫度，這個溫度既不會過燙，也不會感覺過低，即所謂的“觸摸”?！皽y試”是用鉗形電流表無損測量壓縮機工作時通過的電流，再將測量到的結(jié)果和額定電流進行對比，以此確定壓縮機的工作狀態(tài)。

2.1 超低溫冰箱能正常工作，但是噪聲特別大

出現(xiàn)這種情況，可能是冰箱的擺放不平穩(wěn)、有物件接觸到冰箱背部又或者是因為壓縮機的減震效果差等原因。因為超低溫冰箱在工作的過程中會產(chǎn)生振動，如果超低溫冰箱沒有擺放平穩(wěn)或者減震效果差等，都會引起噪聲過大。此外，如果有物件接觸到冰箱的背部，也會導(dǎo)致噪聲過大。如果是因為超低溫冰箱沒有擺放平穩(wěn)所造成的，那么可以借助平衡儀進行平衡度的矯正，通過調(diào)節(jié)腳的高度使其變得平穩(wěn)來解決噪聲大的這個問題。如果是背部有物件，那么移走物件即可。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，超低溫冰箱由于年代久遠，使用時間過長，其壓縮機的減震墊老化。隨即更換壓縮機的減震墊，故障排除。

2.2 超低溫冰箱溫度降到-45℃左右就不再降溫

首先，通過觀察，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的油跡，所以排除制冷劑泄漏的可能。其次，用手分別觸摸兩級壓縮機，一級壓縮機手感正常，而二級壓縮機手感發(fā)燙，溫度偏高。再次，用鉗形電流表檢測二級壓縮機電流，檢測結(jié)果其電流遠遠超過額定電流；然后，用壓力表分別檢測二級制冷系統(tǒng)高、低壓端壓力，發(fā)現(xiàn)高壓端壓力遠遠超過額定值，低壓端壓力接近真空，從而判斷制冷系統(tǒng)的管路出現(xiàn)了堵塞。為避免故障進一步擴大，此時要立刻關(guān)機。然后，把油分離器拆開，發(fā)現(xiàn)冷凍油偏少，從而判斷為油分離器損壞，冷凍油不能徹底分離堵塞系統(tǒng)。用0.8～1.5MP氮氣徹底吹洗管路，吹干凈制冷管路中的冷凍油；更換干燥過濾器、油分離器，并把管路焊接好，再加入1.3～1.5MP的高壓氮氣加壓檢漏；把壓縮機的低壓工藝管與真空泵吸氣口連接起來，采用二次真空法對系統(tǒng)抽真空，并按照銘牌上制冷劑的種類和填充數(shù)量給二級壓縮機填充制冷劑。做完這一切后開機試運行，設(shè)備運轉(zhuǎn)正常，故障排除。

2.3 超低溫冰箱溫度降到-78℃左右就不再降溫

一般來說，超低溫冰箱可以達到-85℃左右的制冷溫度，而此臺冰箱的最低溫度只能達到-78℃左右。在此，我們同樣使用“觀察、觸摸、測試”的方法來排除故障。首先，通過觀察，沒有發(fā)現(xiàn)油跡，從而排出制冷劑泄露的可能；其次，用手分別觸摸一、二級壓縮機，發(fā)現(xiàn)其溫升都是正常的；再次，用鉗形電流表測量，發(fā)現(xiàn)第二級壓縮機電流略低于額定電流，第二級壓縮機的做功稍差。用手觸摸冷凝器的出、入口銅管，發(fā)現(xiàn)溫差不明顯。從而判斷可能是第二級冷凝器的散熱效率不高所導(dǎo)致。進一步仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)冷凝器上落滿灰塵。由于超低溫冰箱是24h不間斷工作的，其冷凝器前方雖有過濾網(wǎng)，但是排熱風(fēng)扇不斷地吸入空氣，還是會有灰塵被吸入并附著在冷凝片上，從而導(dǎo)致散熱效率低下。徹底清潔冷凝器后，冰箱正常工作，故障排除。

2.4 超低溫冰箱溫度降到-40℃左右就不再降溫

首先，通過觀察，沒有發(fā)現(xiàn)油跡，從而判斷無制冷劑泄漏。再用手分別觸摸一、二級壓縮機，發(fā)現(xiàn)一級壓縮機溫升正常，而二級壓縮機比較燙手，已進入熱保護狀態(tài)。進一步檢查，發(fā)現(xiàn)冷凝器的溫度偏高，冷卻風(fēng)扇被燒毀無法排出熱量。一機壓縮機制冷是為二級壓縮機排出熱量的，超低溫冰箱底部的冷凝器一般是用風(fēng)扇強制風(fēng)冷。當(dāng)風(fēng)扇被燒毀時，冷凝器無法降溫也就無法完成冷熱循環(huán)。更換冷卻風(fēng)扇，冰箱正常工作，故障排除。

2.5 超低溫冰箱溫度降到-30℃左右就不再降溫

首先，通過觀察，沒有發(fā)現(xiàn)油跡，說明無制冷劑泄漏。再次用手分別觸摸一、二級壓縮機，發(fā)現(xiàn)一級壓縮機溫升正常，二級壓縮機感覺不到溫度，基本無溫升，冷凝器風(fēng)扇工作狀態(tài)正常。再用鉗形電流表測量二級壓縮機的電流，發(fā)現(xiàn)二級壓縮機無電流通過。進一步檢查，發(fā)現(xiàn)二級壓縮機供電繼電器沒有工作。該超低溫冰箱為兩級制冷系統(tǒng)都設(shè)置了電子控溫系統(tǒng)，當(dāng)一級壓縮機溫度降至-30℃左右時，二級壓縮機才開始啟動，由此可以判斷是二級壓縮機的電子傳感器出了問題。更換二級壓縮機的電子傳感器，超低溫冰箱正常工作，故障排除。

3 預(yù)防性維護

要想使超低溫冰箱長期處于良好的使用狀態(tài)，降低故障發(fā)生率，提高使用壽命，做好日常的維護和保養(yǎng)是必不可少的一個重要措施。為了保證超低溫冰箱的正常運行，防止設(shè)備損壞，建議注意以下幾點。

（1）保證良好的環(huán)境溫度。超低溫冰箱工作環(huán)境溫度一定要在30℃以下，周圍通風(fēng)良好。通風(fēng)不暢或溫度過高都容易使設(shè)備過載運行而損壞。必要的時候，超低溫冰箱所在的房間，要安裝功率大一點的空調(diào)來保證良好的溫度環(huán)境。

（2）定期檢查冰箱門封。如果門封膠條老化，門封不嚴(yán)，制冷效果會嚴(yán)重下降，從而使壓縮機長期超負(fù)荷運轉(zhuǎn)造成損壞。對于門封膠條老化的，要及時更換新的，確保冰箱門能關(guān)嚴(yán)實。另外，門板、門封條及各層的內(nèi)門除冰要及時。

（3）定期清理散熱過濾網(wǎng)，一般兩個月一次。如果長期不清理過濾網(wǎng)，容易使灰塵堵塞網(wǎng)孔，散熱不良，導(dǎo)致散熱電機損壞，進而損壞壓縮機。清理方法要嚴(yán)格按照使用說明書來操作。

（4）按月清潔超低溫冰箱，保證清潔度。用干布清除冰箱內(nèi)外和配件上的灰塵，如果冰箱太臟，要先用中性清潔劑清洗，再用純凈水徹底沖洗。但要務(wù)必注意不要在冰箱內(nèi)部和上部直接沖水，這樣做會使絕緣材料損壞并導(dǎo)致故障。壓縮機和其他機械部分不需要使用潤滑油。清潔壓縮機的電扇務(wù)必小心。清潔完畢后，進行安全檢查，做到“三確?！保捍_保冰箱插頭插好，沒有虛接；確保插頭沒有異常熱度；確保冰箱的分配電線和電源電線沒有刻痕和破裂。

4 結(jié)語

超低溫冰箱的常見故障主要出現(xiàn)在制冷系統(tǒng)，在實際工作中，使用“觀察、觸摸、測試”的方法可以起到事半功倍的效果，另外，要做好超低溫冰箱的預(yù)防性維護，降低故障的發(fā)生率。以上的總結(jié)希望可以對工程師在維修這類設(shè)備時提供一定的借鑒和幫助。