控制挂壁式房间空调器蒸发器温度的方法

莫剑锋 裴东

（珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519070）

1 引言

蒸发器作为空调整机的核心零部件，其主要的作用就是和室内空气进行热交换。在制冷情况下，如果蒸发器的管温比较低的时候，冷凝水将会慢慢结成冰，而阻碍空气的流通，致使空调器的换热效果迅速降低， 吸气温度也会越来越低，最终可能导致压缩机液击。在制热情况下，如果蒸发器的管温比较高的时候，在热辐射和热对流的作用下，内机壳体因为采用的材料多数是塑料，所以壳体将会变形甚至燃烧，另外，随着蒸发器管温的升高，吸气、排气温度也会相应升高，系统的压力也随之升高，过高的压力将会影响压缩机及各管路件的寿命。因此，控制蒸发器的温度处于一个合适的范围是保证空调器可靠性的一个必要手段。本文从制冷和制热的可靠性两方面进行分析，给出控制挂壁式房间空调蒸发器温度的方法。选择合适感温包位置的方法。

2 选择合适的蒸发器管温感温包位置来控制蒸发器温度

在现在家电行业巨大的成本压力下，小壳体的空调器额外的保护功能较少，对蒸发器温度的控制主要依靠控制内机的管温感温包检测到的温度起到把关作用，所以如何给空调整机的感温包选择一个合适的放置位置是至关重要的。

2.1 不同连接管长度时蒸发器的温度点变化趋势

在额定制冷工况时，从图1可以看出，连接管长度变化后蒸发器不同分路的温度点变化趋势是一样的；在额定制热工况时，从图2可以看出，不同连接管长度时蒸发器各分路的温度点变化趋势也非常一致，所以连接管的变化对管温变化趋势没有影响。

2.2 不同冷媒时蒸发器的温度点变化趋势

根据图3所示，额定制冷时，同一机型随着冷媒的减少，流量减小，蒸发器中部温度上升，各流路变化趋势基本一致。而在额定制热时，同一机型随着冷媒的减小，流量减小，第1、2流路蒸发器中部温度处于下降趋势，第3流路基本不变，第4流路有上升趋势，总体趋势较为一致。

综上所述，在对制冷、制热情况下蒸发器的温度进行测试和进行感温包定位选择实验时，实验模型可以简化。

2.3 蒸发器管温感温包位置的选择

在对管温感温包位置进行选择时，除了要考虑工艺上焊接感温包套管是否便利以外，还要考虑选取的位置在生产时是否容易操作。根据此原则，我们以一款12K机型为例，选取如图4所示的的4个点进行测试，测试的结果如表1所示。

在最容易结冰的冻结工况时，为了防止蒸发器结霜过多而化霜不完，最好选择蒸发器中温度最低或者次低的位置；而在最大运行制热时，为了防止蒸发器管温过高而降温不够，最好选择蒸发器中温度最高或者次高的位置。综合上面两个条件，从表1的测试数据可以看出，选择点2作为内机蒸发器的管温感温包的位置较为合适。

3 选择合适的控制逻辑来控制蒸发器温度

3.1 选择合适的防高温温度进入点或者增加高温停机功能

在制热时，当室内侧换热器（即俗称的蒸发器）的管温感温包检测到管路温度较高时，内机主板将会控制室外机的风机停止运转，这样减少了室外侧换热器（即俗称的冷凝器）与外侧空气的对流，从冷凝器出来的冷媒温度就会降低，流向蒸发器的冷媒温度也会相应降低，蒸发器的整体温度就会降下来。蒸发器温度降到一定值时，为了保证制热量，外风机会恢复正常运行。当整机设定的进入防高温保护的温度点较高时，空调器在出现保护前的压力可能较高，此时防高温保护没有起到有效作用，不能很好的保护压缩机及管路系统。从表2的对比数据可以看出，降低防高温保护的温度点，使空调器提前进入保护，可以有效降低空调器的功率、电流、吸气温度、排气温度和压力等参数，提高空调器的可靠性。

在一些灰尘较大的场合，空调器内机可能很容易蒙上灰尘，且蒸发器因为其翅片较密，积灰后又不容易清洗，时间久了以后，在最大运行制热时即便出现防高温保护，蒸发器的温度也较难降下来，相反还会越升越高，此时我们必须设定当管温达到一定值时对整机进行停机保护。我们按照此恶劣工况进行了相关的模拟实验，从表3的数据可以看出，当管温升高到一定的值时，整机停机前系统的压力均很高，如果按照此压力长期运行下去，对空调器的寿命影响非常大，所以在管温太高时进入停机保护是非常有必要的。

3.2 选择合适的防冻结温度进入点

在冻结时，当蒸发器的管温感温包检测到管路温度较低时，内机主板将会控制室外机的风机及压缩机停止运转，这样没有了冷媒流动，主要依靠内侧风的流动来对内机蒸发器化霜。当蒸发器的管温高于一定值时，整机恢复正常运行。如果整机设定的进入防冻结保护的温度点较低时，空调器可能化霜不完全，时间运行的越久霜结的越多，随着结霜量的增加，空气侧的压降迅速增加，空气的净流通面积变小，造成进风速度增加而使空气流经换热器的阻力增大， 而致使换热效果大幅降低。从表4的对比数据可以看出，升高防冻结保护的温度点，使空调器提前进入保护，可以使蒸发器各点的温度均有所上升，可以保证化霜完全。

表1 同一机型不同冷媒时温度点的对比

表3 防高温停机保护前的系统数据

表2 同一机型不同防高温温度点的对比

表4 同一机型不同冻结温度点的对比

4 结论

或者次高的位置，最后综合考虑后进行选择。

(3)在最大运行制热时调整管温感温包位置任然无法降低系统压力和蒸发器温度时，可以通过降低防高温保护的进入点或者增加高温停机保护功能来达到提高可靠性的目的。

(4)在冻结实验时，调整感温包位置后蒸发器表面结霜任然无法全部化完时，可以通过调整防冻结温度进入点及化霜时间来达到化霜的目的。

(1)无论是系统的连接管长度变化还是冷媒灌注量的变化，蒸发器各点的温度变化趋势都较为一致，所以在感温包定位实验时，实验模型可以简化。

(2)在选择蒸发器的感温包位置时，首先要考虑焊接和生产的便利性和可实施性，然后再根据实验结果在其中进行选择。在制冷最容易结霜的冻结工况时，选择蒸发器中温度最低或者次低的位置；而在最大运行制热时选择蒸发器中温度最高

[1]黄东、刘小玉、王彦鲁。翅片类型对热泵空调结霜特性的影响.制冷学报.2012.33(2)：12-16。

[2]姚杨、姜益强、马最良、谈和平。空气侧换热器结霜时传热与阻力特性研究.热能动力工程.2005.18(3)：297-300。