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技术:小管径换热器对空调可靠性的影响

来源:第23届山东国际制冷、空调、通风及食品冷冻加工展览会 浏览: 发布时间:2020-12-30 10:43

 

       空调器采用小管径铜管可以有效地降低空调器的成本,大幅降低空调器的充注量,但在恶劣的使用环境下采用小管径换热器的空调器,是否对空调的可靠性产生影响,影响空调的寿命。本文主要分析了小管径与大管径换热器在不同使用情况下排气温度的变换趋势,并给出小管径换热器机型开发的注意要点以及增加可靠性的优化方向。

 

 

 
    空调中最为重要的部件是换热器,它的性能好坏直接影响到空调的整体效能,从节约成本、提高能效和环保的角度考虑,其发展的方向是紧凑式换热器。一个主要方法是采用较小管径铜管替代现有换热器中直径较大的铜管。同现在广泛应用的大管径铜管的换热器相比,小管径铜管具有成本低,换热效率高的优点。另外,由于管径的缩小,小管径铜管换热器能够明显降低系统充注量,减少温室气体排放,本文主要探讨采用不同管径的换热器,在脏堵和制冷剂泄漏的情况下,对空调可靠性的影响。
1、两种管径的空调配置、性能对比

选用两套型号为KF-26的样机进行对比,分别采用∅5.0mm、∅7.0mm 管径的冷凝器,每个系统方案均匹配到最佳能效状态,系统配置、性能测试数据如表1、表2所示。



 

2、两种管径的空调可靠性试验对比

分析售后故障数据,造成压缩机损坏的主要原因为:1)冷凝器脏堵,冷凝器换热差;2)制冷剂泄漏。以上两种情况最终将导致压缩机排气温度、压力超出压缩机的限定值,压缩机内油膜变稀,压缩机磨损加剧,降低使用寿命。因此,制定如表3所示的验证方案。

 

2.1 在额定制冷工况下,外机冷凝器在不同程度脏堵时排气温度对比

因分体式空调外机多在户外安装,且一般冷凝器铝箔间隙仅有1.4~1.5 mm,长期使用后,冷凝器会受到不同程度的脏堵。为模拟这种情况,在额定制冷工况(室内侧27/19,外侧35/24)下,采用不透风的报纸分别堵冷凝器面积的1/3、1/4、1/2,温度、压力变化曲线见图1。

∅5样机,随着堵冷凝器的面积加大,排气温度一直呈上升趋势。∅7 样机的排气温度在脏堵面积由1/4到1/3时,排气温度上升明显,但由1/3到1/2期间,排气温度变化较为缓慢。排气压力两台样机均呈增长趋势,∅7样机增长低于∅5样机;∅7样机最高排气温度79.9 ℃,∅5样机最高排气温度89.1℃。

 

2.2 在额定制冷工况下,制冷剂泄漏对排气温度的影响

样机在运输过程中,可能由于碰撞、挤压或在安装过程中螺帽没打紧等因素可能造成制冷剂泄漏,为了分析样机在制冷剂泄漏情况下的排气温度变化情况,在额定制冷工况(室内侧27/19,外侧35/24)下,使样机制冷剂分别按10%减少,直到排气温度达到130 ℃停止,测试数据见表4,变化趋势见图2。

样机制冷剂分别按相同重量减少,直到排气温度达到130℃停止,测试数据见表5,变化趋势见图3。




 

当每台样机制冷剂泄漏量分别达到本身灌注量的50%时,∅5样机的排气温度达到122.4 ℃,∅7样机的排气温度为113.8 ℃;当两台外机泄漏量分别为415 g时,∅5样机的排气温度为136.5 ℃,而∅7样机的排气温度仅为113.3 ℃,排气温度相差达23 ℃。由此可以看出∅5冷凝器的外机在制冷剂泄漏情况下,排气温度增长速度更快,易引起压缩机烧毁。

3、总结

使用∅5冷凝器可以提高换热效率,相同换热量,减少铜管使用量,大幅降低材料成本,提高产品竞争力,推广使用的市场前景广阔。但如何提高小管径空调器的可靠性,值得我们去思索,可以从以下几个方面进行改善:

1)使用∅5 管径的换热器,厂内全部增加检堵、检漏工序;

2)售后安装时加强制冷剂泄漏检测;

3)空调器增加漏氟保护功能。
文章来源:换热器联盟 制冷空调换热器技术联盟