R&S發射機冷卻系統室外散熱器維護和壓力不穩定故障處理

摘 要：本文給R&S公司的NH7100V型電視發射機水冷系統室外散熱器維護提出方法；以及對遇到的冷卻系統壓力不穩定故障進行的探索性維修和維修效果。

關鍵詞：室外散熱器維護 高壓水槍雙面沖洗 壓力不穩定 擴張罐 氮氣

中圖分類號：TN94 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（a）-0076-01

NH7100V型電視發射機是德國Rohde & Schwarz公司研制的水冷式發射機，目前在我國電視發射臺有較多應用。其集成化的程度較高，機器出現故障后，外國廠商所要求的維修費用十分高昂。

1 NH7100V型電視發射機水冷系統原理簡介

NH7100V型發射機的冷卻系統是一個封閉的回路，主要由三部分組成：（1）發射機機架內的冷卻系統。（2）水泵系統。（3）室外的熱交換器單元。它用水泵通過一條軟管把冷卻液從發射機機架中注入到液體分配器。然后冷卻液分布到功放中，在那里它吸收熱量然后流回到一個液體收集盆中。在它回到水泵前，冷卻液要經過一個用水-空氣交換熱量的熱交換器，把熱量發散到周圍的空氣中去。

2 室外熱交換器維護方法

冷卻系統的室外熱交換器單元的散熱片是維護工作的主要內容，一般來說，每周必須用毛刷清掃一次散熱片上的積塵和蜘蛛網、蟲子等雜物，然后用大功率的吹風機進行吹塵。隨著使用年限增長，散熱片縫隙中會逐漸積聚起許多塵垢難以被吹掉，以至于堵塞縫隙造成散熱不暢導致水溫升高或造成機器過溫保護關機。

在實踐中我臺摸索出定期（約6個月）用高壓水槍雙面沖洗散熱器的維護方法，取得了很好的效果。擰下室外散熱器風機四角的固定螺絲，雙手拿穩風機和防護罩，小心拉出后翻轉放到散熱器頂上（有些機型必須把風機的扇葉拆除，再用塑料袋把電機套起來，以防止電機受潮），然后分別從正面和散熱器內面進行沖洗。在用高壓水槍的時候必須保持水柱與散熱器的垂直，以免沖倒散熱片。沖洗結束后要擦干散熱器箱內的積水，然后安裝風機恢復裝置。

3 壓力不穩定故障的分析和處理

發射機在一段時間的運行過程中的壓力不穩定，檢查整個水循環系統的密閉情況良好。開機時顯示壓力較低，運行一段時間后壓力又會升高。在壓力低到不能開機時只好補充冷卻液，可是開機運行后又會出現壓力過高。在低溫天氣時尤為明顯，且變化幅度很大。

由于廠家提供的資料沒有對于系統壓力的充分說明，最初我們只知道檢查冷卻液過濾網，在壓力降低時補充補充冷卻液，高了就再放掉一些。隨著時間的退移，這樣補液的頻次雖然高了，但壓力卻更加不穩定，與廠商聯系反饋這一故障現象，得到的回答就是擴張罐壞了要更換，而更換報價近萬元。

經過多方面的研究和摸索，大概設想分析出擴張罐的內部結構，也知道了擴張罐內是充有氮氣的，而氮氣的顯著特點就是化學性質穩定、熱膨脹系數小。根據壓力隨溫度高低而升降，我們認為是系統的熱膨脹穩定度下降了。物體由于溫度改變而有脹縮現象。其變化能力以等壓（p一定）下，單位溫度變化所導致的體積變化，即熱膨脹系數表示：熱膨脹系數α=ΔV/（V×ΔT）。式中ΔV為所給溫度變化ΔT下物體體積的改變，V為物體體積。嚴格說來，上式只是溫度變化范圍不大時的微分定義式的差分近似；準確定義要求ΔV與ΔT無限微小，這也意味著，熱膨脹系數在較大的溫度區間內通常不是常量。溫度變化不是很大時，α就成了常量，可以把固體和液體體積膨脹表示為：Vt=V0（1+3αΔT）。

這里我們重點探討一下擴張罐的作用，擴張罐的主要功能是保持系統壓力和補充冷卻液。在一個封閉的液冷卻系統中，由于溫度的升高會導致冷卻液的膨脹，因而需要有一個提供其擴張的空間。由于氮氣的化學性質穩定膨脹系數較小，在冷卻液膨脹時壓縮氮氣使冷卻系統內部保持一定壓力；在溫度降低導致冷卻液收縮時，則氮氣擴張把擴張罐腔內的冷卻液擠壓補充到水冷循環系統中去，從而使冷卻系統內部的壓力保持在合適的水平。在日常工作中如更換功放等操作引起冷卻液的丟失，利用氮氣膨脹保持液室和氣室壓力平衡，把擴張罐腔內的冷卻液通過活塞擠壓補充到水冷循環系統中去，這些冷卻液量可平衡冷卻液的損失。

分析認為是由于某種原因致使擴張罐氣室內的氮氣泄露了，導致壓力下降；經過多次補液，氣室內的氮氣越來越少，液室里的冷卻液越來越多，導致系統的膨脹系數越來越大，在溫度略有變化的情況下，系統壓力都有明顯升高或降低。經過細致的分析準備，我們認為可以試著給擴張罐內充氮氣。首先把擴張罐充氣閥門周圍涂上硅膠，以密閉可能存在的微細的漏氣點。等待硅膠完全干結后，關閉VH11以把擴張罐和循環系統脫離開，在DV11上接一軟管以控制冷卻液流向以便于收集冷卻液，小心打開DV11放出冷卻液，當不再有冷卻液流出時把充氮氣的裝置接到擴張罐底部的充氣閥門上開始充氣（此時DV11必須依然置于打開狀態，充氣后會繼續流出冷卻液），直到沒有冷卻液流出且充氣壓力達到2.0時，關閉DV11并拿掉充氣裝置，最后打開VH11使擴張罐就與循環系統聯通。這時壓力一般在1.8 MPa左右，冷卻液在擴張罐內的體積約為擴張罐容積的1/6。

經過這樣處理，兩年來水冷系統壓力穩定，運行狀況良好。這個維修方案只用了一個周二下午的正常維護時間和300元用以購買配套充氣嘴及液態氮氣的費用。相比較于與購買新的擴張罐所需要的萬元費用和廠商郵寄所需要的漫長時間，具有高效實用的特點和較高的經濟價值。

4 結語

本文闡述了在多年的使用和維護過程中，對于R&S公司的NH7100V型電視發射機水冷系統室外熱交換器維護所總結的方法，以及通過對進口發射機故障進行的探索性分析研究，并在安全可靠的前提下運用簡單的方法加以解決，既經濟和高效的保證安全播出，也使大家在摸索的過程中加深了對機器的了解，為以后的維護工作積累了經驗。特撰寫小文與廣大同仁老師探討，敬請指教。

參考文獻

[1]楊科人，李志農，朱少為.一種新穎溫度控制系統的設計[J].吉安師專學報，1998（6）.

[2]李文新.相控陣雷達冷卻系統的均勻送風研究[D].南京航空航天大學，2011.