空调卸载阀使用及选型分析

吴瑞国 范凌云

（珠海格力电器股份有限公司出口技术部 广东珠海 519070）

1 引言

当空调器在十分恶劣的环境（如高温气候、冷凝器积灰、室外风机电容长期运行后容值下降导致风机转速下降等）下运行时，其制冷系统很容易产生高压，压缩机超负荷运转，这样将导致压缩机因过流过热而频繁保护，同时造成重复起动时的冷量损失，直接影响到空调器的制冷效果以及空调器的质量和寿命。

为解决上述问题，在产品的设计中，一般采用以下几种途径解决：（1）增大两器面积；（2）采用高压力开关；（3）设定换热器管温保护值；（4）采用电磁阀旁通；（5）采用卸载阀。若采取方案（1），通过降低冷凝压力和压缩机排气温度来提高产品的超载能力，但是只可推后压缩机因高压产生的保护，并不能完全避免，同时增加了材料成本。方案（2）及方案（3），分别是通过检测高压压力值和冷凝器管温值，增加一个保护功能控制压缩机的关停，达到提前保护的目的，显然，通过提前停机的手段避免压缩机频繁启动不是理想的控制方法，并且方案（3）存在温度检测波动较大，产品一致性不好的缺陷。方案（4）需在系统高低压之间安装电磁阀。由于电磁阀本身不具有检测功能，必须配合相应检测元件如温度传感器等，以实现控制电磁阀开闭达到分流卸压的目的，但电磁阀成本较高，并且通过电路控制信号增加了故障率。

方案（5）能够克服上述几种方法的不足，对提高空调器在恶劣环境下的超载能力有显著作用，在过高压情况下不需停机泄压，而是通过卸载阀的自动系统内部卸压，从而减少了主机的频繁启动。本文将重点介绍空调用卸载阀特性以及合理选型方法。

2 卸载阀的使用原理及使用位置

卸载阀是一种机械式自控压力开关（如图1a所示），可用于空调器中高压系统向低压系统自动卸荷，结构上可简单地分为输入管、阀体、输出管端三部分，当进气管端的压力达到设定的开启值时，它自动开启阀芯，进气管与出气管导通，系统气流经出气管排出，形成卸荷作用，降低制冷系统高压侧的压力；当进气管端的压力达到设定的关闭值时，它自动关闭。通过一开一闭的调节，可使制冷系统维持在一个理想的压力状态下稳定运行，以提高空调器过负荷能力。其显著优点有：（1）器件成本低，可靠性高：卸载阀为自动控制元件，无信号电路的传输。（2）对压力值的检测控制精准、稳定。（3）卸压过程压缩机不停机工作，不影响空调器正常运行。（4）在恶劣环境温度下，能保证压缩机的排气压力和排气温度不会超过设定的安全值，使得压缩机能在最佳排气压力和排气温度范围内工作。（5）无需辅助电控元件，并且在两器设计时候可以进行优化结构，减小换热器面积，降低成本。

卸载阀一般用于制冷循环中，卸载阀的输入端与冷凝器的出液管相接，卸载阀的输出端加一段辅助毛细管，再接入室内侧热交换器的输入管上（如图1b所示）。此方式冷量损失较小。

3 卸载阀选型方法

3.1 卸载阀的主要参数及选用原则

（1）卸载阀的开启压力值要根据空调制冷系统特性进行选取。不同的机型由于其能力的不同，其卸载阀设置的开闭压力也不相同，具体数值需以系统匹配试验来确定。

（2）考虑卸载阀的通径是否合适。卸载阀的通径要根据空调器制冷量的大小来选配，通常小机型选阀芯通径小的,大机型选阀芯通径大的，或者采用多个小通径阀芯并联代替大通径阀芯。通径常见规格有φ3mm、φ4mm、φ5mm、φ6mm，具体需根据能否起到卸压作用以及整机能否通过最大运行为依据。

表1

表2

（3）结合生产工艺选择卸载阀的几何形状及安装尺寸。管口配合符合管路焊接工艺要求，以减少管端成型后焊接的质量隐患，提高生产效率。进出口管规格的选型须考虑机内配管的配合及安装位置。

(4）密封材料的选择。卸荷阀按工质不同选用对应密封材料。一般情况下，氯丁橡胶（CR）适用于R22；氢化丁晴橡胶（HNBR）适用于R407C、R410A。

3.2 卸载阀匹配毛细管选型实验分析

卸载阀一般与辅助毛细管配合使用，辅助毛细管的选择直接影响到产品的性能，需要慎重选择。辅助毛细管的流量系数不能选择太大，以避免卸载阀的频繁开闭影响其使用寿命；管径也不能选择太小，需要考虑其工艺加工性，避免堵塞。一般辅助毛细管的相对流量系数约为主毛细管相对流量系数的0.45倍左右较为妥当，以下就卸载阀匹配毛细管进行实验验证。

（1）验证试验一

试验配置：室外机：单排光管、20U铜管、1.75片距、波纹片型冷凝器，室外配950rpm电机，SHX33SC4-U（日立压缩机）；室内机：1030mm箱体、790M3/h、1.32片距、冲缝片型18U铜管蒸发器。

试验过程：按前期试验经验总结对于主毛细管取相对流量系数为0.45的毛细管为辅助毛细管，结果是φ1.4×800，因此此次试验直接采用辅助毛细管为φ1.4×800。实验数据如表1。

（2）验证试验二

试验配置：室外机：单弯内螺纹，其他同试验一；室内机：同试验一。

试验过程：节流部件取消传统的制热毛细管，结构与单冷相同。经匹配主毛用φ1.4×900×2。辅助毛细管用φ1.4×900。实验数据见表2。

4 结语

家用空调采用卸载阀是低成本，性能优越且运行可靠的选择，需要根据系统的压缩比去选择合适流量系数的辅助毛细管，可参考以下选型原则：（1）辅助毛细管选择同长度不同管径（对于主毛细管来说），方便同系列机型的匹配工作。（2）辅助毛细管的相对流量系数约为主毛细管的相对流量系数的0.45倍。（3）对于冷暖机，毛细管部件可考虑取消暖气毛细管。（4）在普通T1机型上使用卸载阀，在名义制冷工况下，可以放宽排气温度的限制，提高能效。

[1]GB/T 7725-2004，房间空气调节器[S]