[原创] 关于生化仪冰箱的维修

大型生化仪都配有试剂冷藏冰箱，这已经是标配了。最近三个月以来，关于冰箱的问题铺天盖地，所以抽空写一篇帖子，探讨一下。

冰箱对于医疗设备来讲并不是什么大件儿，简单至极。相对复杂点儿的是温控系统，比如空调、精密空调、中央空调等的温控和调控。这里不去讨论电路维修的问题，单从冷藏这里入手。

生化仪上的冰箱形式分类液冷和风冷型，主要指送出冷气的形式。从制冷形式分为半导体和压缩机。比如：东芝TBA120的采用压缩机制冷，但送给试剂仓时是采用风机送风。而奥林巴斯的AU系列采用半导体制冷，将冷媒降温后循环送入各个试剂仓。贝克曼的AU680、5800系列采用压缩机制冷，将液体冷媒降温后循环。贝克曼的AU480依旧采用半导体制冷。而贝克曼的DXC系列采用半导体制冷，直接依附在试剂仓。日本无论哪个型号都是压缩机制冷，冷媒采用纯水循环。

从前年开始我和老顶就开始跟制冷干上了，老顶是空调，我是冰箱，各种各样的冰箱。钱没赚多少，鼓捣这玩意儿的手艺倒是有些纯青了。

言归正传，根据上面的简单介绍，那么我们知道生化仪冰箱大致分为这么几个部分：制冷装置、温控装置、循环装置。主要的区别就是制冷装置，也是问题最多的，所以先从这里入手，先压缩机式的，后半导体式的。

压缩机制冷与冰箱完全一样，下面给出一副制冷原理图，是哪个冰箱的我不知道，随便找的。

图中我们可以看出，压缩机自己形成一个闭合回路，将冷媒（这里的冷媒是指压缩机内的冷媒，也就是氟利昂或者非氟制冷剂）高压送给冷凝器，这时的冷媒温度高呈液体状态，冷凝器散热后成为高压低温液体。这里的冷凝器就是我们常见的铝制栅格，带有风扇往外吹风的那组东西，空调室外机最常见。有汽车的同行，汽车前面的水箱也是这个道理。高压低温液体经过过滤器和毛细管节流，形成低压低温的液体，再到蒸发器变为低压低温的气体，然后回吸到压缩机，由压缩机再次压缩成高温高压的液体，周而复始。

生化仪用到的就是蒸发器这个环节，将蒸发器放入装有冷媒（这里的冷媒指的是送给试剂仓的冷媒，比如纯水或防冻液等）的容器里，热量在容器里进行交换，把冷媒变冷，再输送到各个试剂仓内。
制冷原理就这么简单，那么不制冷或者温度降不下来从哪些方面考虑呢？
先判定压缩机和循环泵是否运转，如果都运转正常而不制冷或者温度不够，则先应该考虑冷凝器铝制栅格热交换不好，密集的栅格被灰尘堵死了，温差变小，自然温度不够甚至不制冷，有得反而相反制热，温度高达46°以上，试剂仓都烫手。
冷凝器就是类似下图这个东西：

后面接着风扇。两个铜管接在压缩机回路上。栅格被灰尘堵塞，那就只能清理，这个冷凝器不建议拆。首先铜管是焊上去的，而且里面有冷媒，没有专业的工具设备你灌不进去。手工清理，清扫、皮老虎、吸尘器都行，反正把灰尘清理干净就行。这个地方一般都在冰箱的外侧，我处理这类问题都是把整个冰箱抬出来，倾斜之后直接拿水管冲。不过整个冰箱一多半的重量都在这里，很沉。
前年有台东芝120生化的试剂温度超过40度，就是这么处理的，清理出来好几斤泥土，接上通电后，吹出来的冷风都冻骨头。
除冷凝器堵塞之外，剩下的可能真的就是冷媒不足了，氟利昂或者非氟制冷剂漏了，这时就需要添加。添加压缩机冷媒的工作交给修冰箱空调的人好了，我们一年碰不上一台，还得准备冷媒罐、管子、压力表电子称之类的不值当的。
如果压缩机干脆就不转，那就先检查启动器。启动器其实就是启动电容或者热敏电阻，原理图如下：

上图是美的一款冰箱的电路原理图，从图中可以看出除了有启动电容外，还有PTC热敏电阻。通电之初，串有PTC热敏电阻的那一相先启动，随着压缩器运转，电流增大，PTC温度达到开路温度后，热敏电阻开路，压缩机由另一组绕组运转，这就是启动原理。现在大部分都是PTC启动器，测量方法是常温下短路，高温开路，但也不绝对，我就遇到量的是短路的，死活启动不了的，更换后正常的。当然，过载保护起作用也有可能。
还有就是压缩机回路本身的问题导致压缩机不启动，比如毛细管或过滤器堵塞。遇到这种问题一点儿办法也没有，只能找修冰箱的人给你切焊更换了。
压缩机本身损坏我还没遇到过，不过修冰箱的时候倒是遇到过。还是一样，找人换吧，自己别折腾了。
如果循环泵没有动作导致的不制冷或者制冷温度低，那就令当别论了。以AU680的管路图为例：

循环泵受控于控制驱动板，理论上24小时不停歇的运转。也就是说插上电就转。除了检查供电，保险之外，就是确定冷媒（纯水或防冻液）是否足够，因为这是循环泵本身没有自吸功能，必须有液体完全通过泵体才行，有气栓或冷媒不足则会空转，不循环。甚至会烧坏循环泵本身。
撕开泵的保温管道，观察进出口附近是否有气栓，如果有，要补充冷媒直到气泡排除。其实这种泵在有液体的时候声音很小，空气下运转噪音很大，据此判断非常准。只是生化仪本身的噪音很大，有时不好区分罢了。
为了进一步判断到底是不是泵本身损坏，可以放掉冷媒取下泵，直接通电测试。要注意的是，进口生化的泵多为交流100V，还有的是直流泵，千万别插错，否则那就真坏了。在通电之前，将泵的进出口接上管子，把管子举到一般高，在一处灌水，使两根管的液面一样高，都高过泵本身就行。通电时，只要看到液面上窜很有力，甚至喷出，即可判定泵没有问题。切记不可长时间无水通电，循环泵不能这么用。
当然压缩机也可以这么测试，直接插电源。也要注意电压，大多都是交流100V的。借此判断是供电板问题还是压缩机本身。
这是压缩机式制冷的大致问题所在，温控问题我没有讨论，一般很少损坏，要坏也是坏温度传感器。传感器有的在压缩机旁的蒸发器保温层里，有的在试剂仓的保温层里，还有的两处都有。传感器坏了没得修，只能更换。不要跟我说可以用电阻替代，不带这么糊弄的。
更换冷媒或者拆装冰箱后要添加冷媒，要注意的是一定要加足，否则有气栓或者没有流过循环泵，不仅不制冷，还会烧坏泵。
试剂仓、管道、蒸发器上的保温层破坏后，尽可能的复原，破损的地方用胶带封住，不然冷凝水很多，到处流的话，烧坏板子之类的得不偿失。就算流到地上也会吓人一跳。网站和群里经常有人问生化仪漏水，但测试结果正常，怎么回事？8个提问有7个是动了保温层没有复原造成的，所以还是仔细为好。
 

对于半导体冰箱来说，循环和温控都是一样的，区别仅仅在制冷装置上。半导体制冷是依靠半导体片进行热量交换，也叫做帕尔贴或Peltier，常见的有12V和24V的，尺寸有40*40,30*30等，也有长方形的。如下图：

帕尔贴由两片陶瓷片夹着半导体组成，两片陶瓷片并不接触，一面发热一面制冷。至于哪一面发热哪一面制冷，通上适合的直流电试试就知道了。要注意的是通电时间不要太长，用手摸也要注意不要烫伤，温度极高。
帕尔贴的损坏大多是由于散热不好，导致陶瓷片冷热不均而破裂。

上图是上下两面之间的粘合层，里面是半导体。这个粘合剂不导热。
以奥林巴斯机型为例，它采用12片40*40的制冷片，串联或并联（新老款的区别），这是我见过最变态的半导体冰箱。一般半导体制冷没有用这么多片的，都很小。下图借用一位同行的图片：

这就是AU系列的半导体冰箱，右侧看到的12片半导体冷面贴在铝板上，后面就是防冻液的冷管，这样就会给防冻液制冷。我们看到的这面是热面，被铝制散热板压住，散热板上面再接风扇，促使其散热降温，也就是左侧的样子。
白色的膏状物就是散热膏，这种冰箱所有的问题焦点都在这里。
帕尔贴除了尺寸、电压电流的要求外，就是质量本身了。至于进口还是国产意义不大，因为全世界80%的帕尔贴都在中国制造，当然80%的次品也是中国制造，所以买贵不买贱就是最好的区分。在淘宝上，同规格的帕尔贴从300-12元不等，除我们同行卖的外，最高端的不过是100元左右。30元以下的就不建议购买了。
散热膏或散热带区别很大，也是关键所在。国产的散热带不要尝试了，散热量不行，还是不用的好。散热膏分为白膏和灰膏，后者的散热量是前者的20倍，价格也是20倍，所以建议用灰膏，最好是进口的。淘宝上灰膏的价格从10元到100多元30g不等，而白膏只有2、3元。
举一个例子，我儿子的游戏电脑今年三年过保，过保前的一个月频繁死机，原因就是过热。厂家来人免费更换主板和显卡，勉强糊弄过保。夏天天气热了，又开始死机，这下只能自己处理了。先是用1mm的散热带，鲁大师压力测试30分钟过热保护。换成白膏，25分钟过热保护。换成灰膏，持续保持在CPU55度，显卡50度，没有过热现象，一直用在现在，我还偶尔全效果玩几个小时的使命召唤。就这么明显。
下面就是手法问题，涂抹散热膏要均匀，尽可能的不要溢出，就算有溢出事后也要擦干净。而且还要注意两面的散热膏不要相连，否则冷热自体交换很容易损坏帕尔贴。这也就是为什么自己更换帕尔贴后很快就损坏的原因。
散热膏涂抹好后，要将帕尔贴压实固定，装上散热片也要压实，最后是风扇和散热片的除尘，否则也会导致制冷效果不佳。

我个人不建议自制半导体冰箱替代，因为完全没有必要。而且半导体电流很大，耗电量极高，不经济，也不环保。但我建议维修现有的，因为它本身就存在，每年我都维修10多台，但从不卖一台，我根本就没有这个东西。
奥林巴斯的半导体冰箱总是损坏，现在发展到AU680和AU5800的压缩机冰箱也损坏，对它的制造工艺实在不敢恭维。而同样是半导体的东芝就不存在这个问题。

大多数冰箱都是制冷不好，低不下来，而东芝的40FR却是温度太低而结冰。当然这是冷凝水的缘故，冷凝水排泄不好自然会结冰。东芝的冰箱结构更为简单，分而治之。一片帕尔贴跟一个散热片和一个风扇，一个仓三组或一组（120FR的C/C就是一组）。而且机器内部的空气流道非常合理，根本没有涡流回旋的地方，这一点奥林巴斯做的很差。当然东芝的C/C盘经常温度过高，是散热片被灰尘堵死造成的，那个地方是个死角，灰尘只进不出，所以当做一个特例。很多人不愿意去拆卸清理，而是把报警温度调高。造成C/C盘温度都快40度了，还在正常操作，任何提示都没有。
我个人倒是建议维修时临时替代，在不耽误生化仪工作的前提上进行维修。而替代冰箱的方法就是用冰箱换冰箱。这在网站上和群里已经有很多同行，特别是设备科的同行经常这么做的。
我的做法是快速移动式的，适合经常需要的场合。采用压缩机制冷的冷水机，外接循环泵的做法替代生化仪原有的冰箱。将原来的冰箱取出维修，然后再换回来。我有三台冷水机在周转，维修原有的冰箱。但这个方法不适合东芝，因为东芝是制冷式或风冷式，这个方法适合液冷。
冷水机淘宝上有很多，选型的时候要注意一是采用压缩机，半导体的制冷量不够；二是采用低温型的，很多鱼缸用的最低只能达到10℃，无法满足要求。我采用的是2-20摄氏度制冷温度范围的冷水机，如果去掉温控，我测试过能到零下17度，也就是接近三星级冰箱的标准。大致图片如下：