控制掛壁式房間空調(diào)器蒸發(fā)器溫度的方法

莫?jiǎng)︿h 裴東

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

1 引言

蒸發(fā)器作為空調(diào)整機(jī)的核心零部件，其主要的作用就是和室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換。在制冷情況下，如果蒸發(fā)器的管溫比較低的時(shí)候，冷凝水將會(huì)慢慢結(jié)成冰，而阻礙空氣的流通，致使空調(diào)器的換熱效果迅速降低， 吸氣溫度也會(huì)越來(lái)越低，最終可能導(dǎo)致壓縮機(jī)液擊。在制熱情況下，如果蒸發(fā)器的管溫比較高的時(shí)候，在熱輻射和熱對(duì)流的作用下，內(nèi)機(jī)殼體因?yàn)椴捎玫牟牧隙鄶?shù)是塑料，所以殼體將會(huì)變形甚至燃燒，另外，隨著蒸發(fā)器管溫的升高，吸氣、排氣溫度也會(huì)相應(yīng)升高，系統(tǒng)的壓力也隨之升高，過(guò)高的壓力將會(huì)影響壓縮機(jī)及各管路件的壽命。因此，控制蒸發(fā)器的溫度處于一個(gè)合適的范圍是保證空調(diào)器可靠性的一個(gè)必要手段。本文從制冷和制熱的可靠性兩方面進(jìn)行分析，給出控制掛壁式房間空調(diào)蒸發(fā)器溫度的方法。選擇合適感溫包位置的方法。

2 選擇合適的蒸發(fā)器管溫感溫包位置來(lái)控制蒸發(fā)器溫度

在現(xiàn)在家電行業(yè)巨大的成本壓力下，小殼體的空調(diào)器額外的保護(hù)功能較少，對(duì)蒸發(fā)器溫度的控制主要依靠控制內(nèi)機(jī)的管溫感溫包檢測(cè)到的溫度起到把關(guān)作用，所以如何給空調(diào)整機(jī)的感溫包選擇一個(gè)合適的放置位置是至關(guān)重要的。

2.1 不同連接管長(zhǎng)度時(shí)蒸發(fā)器的溫度點(diǎn)變化趨勢(shì)

在額定制冷工況時(shí)，從圖1可以看出，連接管長(zhǎng)度變化后蒸發(fā)器不同分路的溫度點(diǎn)變化趨勢(shì)是一樣的；在額定制熱工況時(shí)，從圖2可以看出，不同連接管長(zhǎng)度時(shí)蒸發(fā)器各分路的溫度點(diǎn)變化趨勢(shì)也非常一致，所以連接管的變化對(duì)管溫變化趨勢(shì)沒(méi)有影響。

2.2 不同冷媒時(shí)蒸發(fā)器的溫度點(diǎn)變化趨勢(shì)

根據(jù)圖3所示，額定制冷時(shí)，同一機(jī)型隨著冷媒的減少，流量減小，蒸發(fā)器中部溫度上升，各流路變化趨勢(shì)基本一致。而在額定制熱時(shí)，同一機(jī)型隨著冷媒的減小，流量減小，第1、2流路蒸發(fā)器中部溫度處于下降趨勢(shì)，第3流路基本不變，第4流路有上升趨勢(shì)，總體趨勢(shì)較為一致。

綜上所述，在對(duì)制冷、制熱情況下蒸發(fā)器的溫度進(jìn)行測(cè)試和進(jìn)行感溫包定位選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ涂梢院?jiǎn)化。

2.3 蒸發(fā)器管溫感溫包位置的選擇

在對(duì)管溫感溫包位置進(jìn)行選擇時(shí)，除了要考慮工藝上焊接感溫包套管是否便利以外，還要考慮選取的位置在生產(chǎn)時(shí)是否容易操作。根據(jù)此原則，我們以一款12K機(jī)型為例，選取如圖4所示的的4個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試的結(jié)果如表1所示。

在最容易結(jié)冰的凍結(jié)工況時(shí)，為了防止蒸發(fā)器結(jié)霜過(guò)多而化霜不完，最好選擇蒸發(fā)器中溫度最低或者次低的位置；而在最大運(yùn)行制熱時(shí)，為了防止蒸發(fā)器管溫過(guò)高而降溫不夠，最好選擇蒸發(fā)器中溫度最高或者次高的位置。綜合上面兩個(gè)條件，從表1的測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，選擇點(diǎn)2作為內(nèi)機(jī)蒸發(fā)器的管溫感溫包的位置較為合適。

3 選擇合適的控制邏輯來(lái)控制蒸發(fā)器溫度

3.1 選擇合適的防高溫溫度進(jìn)入點(diǎn)或者增加高溫停機(jī)功能

在制熱時(shí)，當(dāng)室內(nèi)側(cè)換熱器（即俗稱的蒸發(fā)器）的管溫感溫包檢測(cè)到管路溫度較高時(shí)，內(nèi)機(jī)主板將會(huì)控制室外機(jī)的風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣減少了室外側(cè)換熱器（即俗稱的冷凝器）與外側(cè)空氣的對(duì)流，從冷凝器出來(lái)的冷媒溫度就會(huì)降低，流向蒸發(fā)器的冷媒溫度也會(huì)相應(yīng)降低，蒸發(fā)器的整體溫度就會(huì)降下來(lái)。蒸發(fā)器溫度降到一定值時(shí)，為了保證制熱量，外風(fēng)機(jī)會(huì)恢復(fù)正常運(yùn)行。當(dāng)整機(jī)設(shè)定的進(jìn)入防高溫保護(hù)的溫度點(diǎn)較高時(shí)，空調(diào)器在出現(xiàn)保護(hù)前的壓力可能較高，此時(shí)防高溫保護(hù)沒(méi)有起到有效作用，不能很好的保護(hù)壓縮機(jī)及管路系統(tǒng)。從表2的對(duì)比數(shù)據(jù)可以看出，降低防高溫保護(hù)的溫度點(diǎn)，使空調(diào)器提前進(jìn)入保護(hù)，可以有效降低空調(diào)器的功率、電流、吸氣溫度、排氣溫度和壓力等參數(shù)，提高空調(diào)器的可靠性。

在一些灰塵較大的場(chǎng)合，空調(diào)器內(nèi)機(jī)可能很容易蒙上灰塵，且蒸發(fā)器因?yàn)槠涑崞^密，積灰后又不容易清洗，時(shí)間久了以后，在最大運(yùn)行制熱時(shí)即便出現(xiàn)防高溫保護(hù)，蒸發(fā)器的溫度也較難降下來(lái)，相反還會(huì)越升越高，此時(shí)我們必須設(shè)定當(dāng)管溫達(dá)到一定值時(shí)對(duì)整機(jī)進(jìn)行停機(jī)保護(hù)。我們按照此惡劣工況進(jìn)行了相關(guān)的模擬實(shí)驗(yàn)，從表3的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)管溫升高到一定的值時(shí)，整機(jī)停機(jī)前系統(tǒng)的壓力均很高，如果按照此壓力長(zhǎng)期運(yùn)行下去，對(duì)空調(diào)器的壽命影響非常大，所以在管溫太高時(shí)進(jìn)入停機(jī)保護(hù)是非常有必要的。

3.2 選擇合適的防凍結(jié)溫度進(jìn)入點(diǎn)

在凍結(jié)時(shí)，當(dāng)蒸發(fā)器的管溫感溫包檢測(cè)到管路溫度較低時(shí)，內(nèi)機(jī)主板將會(huì)控制室外機(jī)的風(fēng)機(jī)及壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣沒(méi)有了冷媒流動(dòng)，主要依靠?jī)?nèi)側(cè)風(fēng)的流動(dòng)來(lái)對(duì)內(nèi)機(jī)蒸發(fā)器化霜。當(dāng)蒸發(fā)器的管溫高于一定值時(shí)，整機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)行。如果整機(jī)設(shè)定的進(jìn)入防凍結(jié)保護(hù)的溫度點(diǎn)較低時(shí)，空調(diào)器可能化霜不完全，時(shí)間運(yùn)行的越久霜結(jié)的越多，隨著結(jié)霜量的增加，空氣側(cè)的壓降迅速增加，空氣的凈流通面積變小，造成進(jìn)風(fēng)速度增加而使空氣流經(jīng)換熱器的阻力增大， 而致使換熱效果大幅降低。從表4的對(duì)比數(shù)據(jù)可以看出，升高防凍結(jié)保護(hù)的溫度點(diǎn)，使空調(diào)器提前進(jìn)入保護(hù)，可以使蒸發(fā)器各點(diǎn)的溫度均有所上升，可以保證化霜完全。

表1 同一機(jī)型不同冷媒時(shí)溫度點(diǎn)的對(duì)比

表3 防高溫停機(jī)保護(hù)前的系統(tǒng)數(shù)據(jù)

表2 同一機(jī)型不同防高溫溫度點(diǎn)的對(duì)比

表4 同一機(jī)型不同凍結(jié)溫度點(diǎn)的對(duì)比

4 結(jié)論

或者次高的位置，最后綜合考慮后進(jìn)行選擇。

(3)在最大運(yùn)行制熱時(shí)調(diào)整管溫感溫包位置任然無(wú)法降低系統(tǒng)壓力和蒸發(fā)器溫度時(shí)，可以通過(guò)降低防高溫保護(hù)的進(jìn)入點(diǎn)或者增加高溫停機(jī)保護(hù)功能來(lái)達(dá)到提高可靠性的目的。

(4)在凍結(jié)實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整感溫包位置后蒸發(fā)器表面結(jié)霜任然無(wú)法全部化完時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整防凍結(jié)溫度進(jìn)入點(diǎn)及化霜時(shí)間來(lái)達(dá)到化霜的目的。

(1)無(wú)論是系統(tǒng)的連接管長(zhǎng)度變化還是冷媒灌注量的變化，蒸發(fā)器各點(diǎn)的溫度變化趨勢(shì)都較為一致，所以在感溫包定位實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ涂梢院?jiǎn)化。

(2)在選擇蒸發(fā)器的感溫包位置時(shí)，首先要考慮焊接和生產(chǎn)的便利性和可實(shí)施性，然后再根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在其中進(jìn)行選擇。在制冷最容易結(jié)霜的凍結(jié)工況時(shí)，選擇蒸發(fā)器中溫度最低或者次低的位置；而在最大運(yùn)行制熱時(shí)選擇蒸發(fā)器中溫度最高

[1]黃東、劉小玉、王彥魯。翅片類型對(duì)熱泵空調(diào)結(jié)霜特性的影響.制冷學(xué)報(bào).2012.33(2)：12-16。

[2]姚楊、姜益強(qiáng)、馬最良、談和平?？諝鈧?cè)換熱器結(jié)霜時(shí)傳熱與阻力特性研究.熱能動(dòng)力工程.2005.18(3)：297-300。