Villanyszerelők Lapja

Rokonszakmák

Klímaberendezések elektromos javítása

2017. április 11. | Lantos Tivadar villamosmérnök |  282 | |

Klímaberendezések elektromos javítása

Napjaink légkondicionáló berendezéseiben egyre több az elektronika, ezért nagyon gyakran egy-egy javításhoz villanyszerelőt hívnak, hogy orvosolja a műszaki problémát. Javarészt paneleket kell cserélni, de szükség esetén akár meg is lehet javítani az elromlott alkatrészt. Tekintsük át az invertereket a villanyszerelő szemével!

És megjelent a piacon az inverter…

Az ErP rendeletek hatására a klímatechnika is alapvető átalakuláson esett át; az ON/OFF gépek helyett megjelentek az inverteres berendezések. Egyik szempontból jó, és hasznos a változás, másik szempontból viszont adtak egy „pofont” a piacnak, csakúgy, mint a kondenzációs kazánok esetében. Analógiának hozhatnánk az öntöttvas radiátoros fűtésrendszert és a kondenzációs kazánok esetét, ahol a kazán nem működhet a megfelelő hatásfokkal, ugyanis a 90 °C-ra méretezett rendszer miatt a kondenzáció nem jön létre. Az inverteres klímákkal hasonló a helyzet, ahol eddig is állandó hőterhelés volt, állandó teljesítménnyel kellett hűteni (pl. szerverszoba). Ilyen esetekre egy ON/OFF gép tökéletesen megfelelne, hiszen soha nem fog részterhelésen működni a hűtés. Egyszerű volt ezeket a gépeket szerelni, olcsó javítani, ellentétben az inverteres technológiával. Az árak jelentős mértékben megemelkedtek, a hozzáértő szakemberek viszont eltűntek. A most klímával foglalkozó kollégák jelentős része nem rendelkezik az inverteres klímák szerelésének egészére kiterjedő ismeretekkel, a legtöbb villanyszerelő viszont igen. Szükség esetén villamos méréseket kell végeznie, azaz műszerészé kell válnia, ha egy klíma elromlik.

Képes vagy rá!

Ebben a cikkben képet szeretnénk adni olvasóinknak, hogy az alapvető elektromos hibákat diagnosztizálni, javítani tudják egy inverteres klímaberendezésben. Az alaplapokat, a vezérlést, az egész invertert lehet ugyan cserélni, de adott esetben, egy kicsi odafigyeléssel (és nagy szaktudással) megjavítható az eszköz, jelentős költségek takarítva meg a megrendelőknek.
Ha egy klímaberendezés felmondja a szolgálatot, alapvetően a két részt, a kalorikus oldalt, és az elektromos oldalt külön-külön kell vizsgálnunk. A kalorikus berendezéseket hagyjuk meg a klímásoknak, mi viszont nézzünk egy kicsit az inverterek mélyére. Meg kell vizsgálnunk, hogy működik-e az elektronika vagy nem, mind a kültéri, mind pedig a beltéri egységekben (ezek működése nagyon hasonló, külön nem részletezzük).  Sajnos ezen a ponton a szerelők kétharmada elvérzik, a szükséges információk hiányában.

Kültéri egységbe való elektronika, amely viszonylag kevés vezetékből és alkatrészből áll.

A gépet megbontva azonnal szembetűnnek a nagyméretű kondenzátorok, melyeknek oldalán láthatjuk a feszültségszintet és a kapacitás-értéket. Az első és legfontosabb, hogy ezek a kondenzátorok tipikusan 450 V-osak, kikapcsolás után is tárolják az elektromos energiát, azaz a készülék feszültségmentesítése után is képes megrázni az óvatlan szerelőt. Ezért a kikapcsolás után legalább 5-10 percet várni kell, míg a szereléshez hozzákezdünk. Szemrevételezéssel is rendkívül sok hiba megállapítható. Ha a kondenzátor kipúposodott, megemelkedett, kinyílt, akkor biztosan tönkrement. Ha kormot, égési nyomokat veszünk észre egy-egy alkatrészen, akkor minden bizonnyal tönkrement. Az inverter lényegében úgy működik, hogy a hálózati tápfeszültséget (1 vagy 3 fázis) egyenirányítják, a megfelelő feszültségszintre emelik. Majd DC feszültség jelenik meg a kimeneten (csak úgy, mint egy akkumulátor esetében). Ahhoz, hogy a DC jel megfelelően stabil legyen, szükség van a nagyméretű kondenzátorokra. Az egyfázisú gépeknél az egyen feszültség szint 310-330 V körül van, háromfázisú gépeknél akár 510 V is lehet a DC feszültségszint. A szemrevételezés után meg kell bizonyosodnunk arról, hogy van-e hálózati tápfeszültség, „betáp”, nem „vert le” a kismegszakító stb.  Régi gépek kompresszorainak induló árama a névleges 5-6 szorosa is lehetett, induláskor akár 50 A áramot is felvettek a hálózatból, ami a C25-nél kisebb megszakítót azonnal „levágta”. Az inverteres gépeket akár egy B10-es kismegszakítóról is lehet működtetni, mert a kompresszor lassan terhel fel. Azonban figyelemmel kell lennünk a vezetékméretekre: való igaz, hogy a (12 000 Btu) kompresszor adattábláján 6 A szerepel, így sokan azt gondolnák, akár a 0,75 mm² -es vezeték is elég lehet a készülékek működtetésére. Aki így gondolkodik, az nem veszi figyelembe, hogy itt egy kapcsoló üzemű tápról van szó, ami induláskor szintén nagy áramokat vesz fel, csak nagyon rövid (1 ms alatti) ideig. Ha vesszük a fáradtságot és megnézzük a készülék gépkönyvét, megdöbbenve tapasztaljuk, hogy akár 4 mm² keresztmetszetű vezetékeket írnak elő ezekhez a gépekhez, de nem meglepő a 2,5 mm²-es vezeték. Ezt az előírást mindenképp be kell tartanunk.

Szemmel látható, hogy eldurrant a relé az inverter alaplapján.

Mérni, mérni és mérni

Az egyenirányítás többnyire Graetz-híd segítségével történik. Attól függően, hogy milyen az inverter, az eszköz két egyenirányítót is tartalmazhat. A második egyenirányító egy induktív tekercsből „pumpált” DC feszültség egyenirányítására szolgál. Amikor a hálózati jel a nulla átmenetnél van, akkor a kondenzátor a tekercsből töltődik. Meg kell mérnünk a DC oldal feszültségét. Ez tipikusan üres járásba 315 V, a gép működésénél 280 V. Ezután a teljesítmény végfokot, amely meghajtja a kompresszorunkat, vesszük górcső alá. Az inverteres technológia esetében a kompresszor minden esetben három, azaz U, V, W kimenettel rendelkezik, és erre a végfok felváltva kapcsolgatja a pozitív és negatív DC feszültségeket és így hozza létre a forgó mágneses teret. Hogy ezt milyen intervallumban, milyen amplitúdóval teszi, az nagymértékben függ az invertertől. A kompresszort három vezeték köti össze a végfokkal, ahol hat félvezető dolgozik, mert a három vezetékre pozitív, negatív polaritást egyaránt kell kapcsolni. Meg tudjuk mérni, hogy ezek a félvezetők működnek-e vagy sem. Erre több módszer is kínálkozik, használhatunk diódavizsgáló műszert.  De kapható néhány száz forintért erre a mérésre külön teszter, ami hat LED-et tartalmaz. Rákötjük a kompresszorhoz menő vezetékek végére a tesztert, beindítjuk a gépet, és megvizsgáljuk, hogy a hat LED-ből mennyi világít. Ha valamelyik sötét marad, akkor a vele szemben lévő félvezető szakadt, ha valamelyik világít, akkor az zárlatos. Ha a LED villog, akkor a félvezető működik.

Ne dobd ki, javítsd meg!

Akár a Graetz kockát, akár a félvezetőket, akár a kondenzátorokat könnyen ki tudjuk cserélni, tetemes költségeket spórolva a felhasználónak. Ezen kívül ellenőrizhetjük a panelen található olvadóbiztosítókat is. Ha megszakadt a szál, próbáljuk kicserélni. Ha a kicserélés után is elszáll a biztosító, akkor ne próbálkozzunk többet, mert csak még nagyobb problémákat okozhatunk, a hibát máshol kell keresni, vagy egyszerű módon nem lehet elhárítani. Sajnos az inverterpanel sok SMD alkatrészt tartalmaz, ezek meghibásodása vagy a központi processzor tönkremenetele esetén csak a panelcsere jöhet szóba. Ezen kívül mérhetjük a különböző perifériák, hőmérsékletszondák működését is. Az inverter panelen különböző méretű, formájú csatlakozópontok vannak, mindegyik fajtából csak egy, elkerülendő, hogy a szondát rossz helyre csatlakoztassuk. Általában ezek NTC ellenállások és egészen jól, könnyen mérhetők a kivezetéseken. Komoly segítséget jelent ilyenkor – a rendszerint eldobott és soha el nem olvasott – telepítési útmutató. Ha nincs kéznél, a szakszerviz el szokta küldeni, ezzel is segítve a szakemberek munkáját. Vannak olyan klímaberendezések is, ahol a készüléknek van saját telefonos applikációja, ezen keresztül megkaphatjuk az egyes szondák esetén mérhető feszültség, ellenállás értékeket, amelyet a mért értékeinkkel könnyen össze tudunk hasonlítani. A hőmérsékleti szenzorok mellett találkozhatunk nyomás távadó szenzorokkal is, melyek méréséhez külön applikációra van szükség.

Inverter alaplap.

Az inverteren található még kommunikációs egység – vastag rétegáramkör –, amelyhez egy vezeték csatlakozik. A kommunikáció „egy” vezetéken történik, mert a másik vezetéknek tápfeszültség nulla vezetőjét használja ez a „gyengeáramú” egység. A kommunikációs vezetéken pozitív negatív jelek egyaránt megfordulnak, azaz a kültéri egység pozitív jelet, míg a beltéri negatívat küld. A kb. 40 impulzus széles jelsorozat 70 V körüli feszültségszinten érkezik, melyben az összes működési paraméter benne van mindkét egység részéről. Ezt a jelsorozatot oszcilloszkóppal gyönyörűen lehetne vizsgálni, de két párhuzamosan kapcsolt, ellenkező irányú LED is megteszi. Ha felváltva villog mindkettő, akkor van kommunikáció a két egység között. Ha valamelyik nem villan fel, akkor vagy a kültéri, vagy a beltéri egység nem válaszol, minden bizonnyal a kommunikációs egységet cserélni kell.

Vannak véletlenek

A szervizben a gyári hibák elenyésző mértékben fordulnak elő, mint például egy stekker nincs csatlakoztatva, vagy valamelyik vezeték nincs a helyén. Legtöbb esetben a szerelő hibázik, van, hogy tudtán, akaratán kívül is. Előfordult például olyan eset, hogy egy készülék sorkapcsának hálózati bekötésénél volt probléma. Gondoljuk meg, hogy egy kültéri készüléket néha a leglehetetlenebb helyzetben, olykor halált megvető bátorsággal kell beszerelni, nehéz minden részletre odafigyelni.  „Megblankolták” az MT vezetéket, melyből egy elemi szál letörött, és szerencsétlen módon berepült a sorkapcsok közé, és észrevétlenül „kényelembe helyezte magát”. Nem lehetett elindítani a gépet, a kismegszakító leoldott. Ilyen esetben hasznos lehet a mobiltelefon, amivel nagy felbontásban készíthető fénykép a sorkapocsról. A képet kinagyítva észrevehető a legapróbb probléma is. Célszerű tehát alkalmazni ezt a módszert, mert ilyen szerencsétlen esetek viszonylag gyakran előfordulnak.

Ötvezetékes, inverterrel egybeépített ventilátormotor.

Inverter az inverteren

A ventilátor motorok is inverter vezéreltek az inverteres klímaberendezésekben. Ezekből a motorokból – bár teljesen ugyanazok – találkozhatunk három és öt kivezetésűekkel. Az apró különbség annyi, hogy utóbbiban a házon belül egy komplett invertert építettek be, azonban hiányzik a DC sín és a kondenzátor. A három kivezetést tartalmazó motorban nincs inverter, hanem a motor alatt elhelyezett dobozba építették azt az elektronikát, ide kell csatlakoztatni a három vezetéket. A dobozból már öt vezeték indul a légkondicionáló inverteréhez. Erre tekintettel kell lenni, és nem szabad kétségbe esni, ha hírtelen eltévedünk a vezetékek között. Ha meghibásodik valami oknál fogva (pl. megakad) a ventilátor motor, akkor a DC 15 V-os táp is tönkremehet a nagy inverterpanelen. Mellette van biztosíték, jobb esetben a meghibásodás következtében csak az olvad ki. Előfordulhat, hogy a ventillátormotor csatlakozóját kihúzva a panelből, feléled a rendszer. Sok lehetőség kínálkozik tehát, de a megoldás megtalálásához szükség van némi gyakorlatra és alapvető műszaki intelligenciára, amelyjel a villamos szakemberek rendelkeznek is. A javítgatáshoz idő, energia, akarat, ember kell, valljuk be, sokkal egyszerűbb az egész invertert kicseréltetni és ezzel működőképessé tenni a berendezést. Azonban a panelcsere előtt is be kell határolnunk, hogy mi okozhatta a meghibásodást. A kalorikus problémák a legtöbb esetben elektromos oldalon is jelentkezhetnek, így minden szempontból célszerű elektromosan átvizsgálnunk a berendezéseket.

A teendők összefoglalása

  1. Áramtalanítani kell a készüléket, majd a kikapcsolás után 5–10 perc elteltével megbonthatjuk a házat, hogy hozzáférjünk az inverter panelhez, megmérjük a tápfeszültséget.
  2. Megvizsgáljuk szemrevételezéssel az inverterpaneleken a biztosítók (csak egyszer cserélj, ha másodszor eldurran, ne próbálkozz!), kondenzátorok, egyenirányító, relék állapotát. Szükség esetén mérünk is!
  3. Megmérjük a DC feszültséget.
  4. Megvizsgáljuk, hogy van-e kommunikáció vagy nincs.
  5. Megmérjük a teljesítményfokozat végén a félvezetők állapotát (van-e szakadás vagy rövidzár).
  6. Megvizsgáljuk a kompresszort, hogy az 1–5 Ω közötti ellenállás megvan-e (nem testzárlatos-e a kompresszor), megmérjük a szondák ellenállását.

KlímaberendezésVillanyszerelés