一款贵阳地区大3匹圆形变频柜机开发

马玉奇，徐中华，郭军港，崔永伟，孟兆菊

(青岛海尔空调器有限总公司，青岛 266101)

1 引言

贵阳气候及建筑特点：贵阳市位于我国云贵高原东部，属于我国东部向西部高原过渡地带，海拔1074m，具有明显的高原性季风气候特点，属于中国气候分区中的温和地区，年平均气温15.5℃，夏季气候较全国其他大部分地区凉爽，夏季的室外空调计算温度仅为30℃，最热月(7月)平均气温一般是22～25℃，为典型夏凉地区。素有“爽爽的贵阳，避暑的天堂”的美誉。在贵阳地区居民对夏季居住热环境是基本满意的，居民在夏季通过加强住宅的自然通风设计来改善室内住宅热环境和提高舒适水平。冬季空气调节室外计算干球温度为-2.5℃，最冷月(1月)平均温度为5.7℃，11月中旬至次年3月中旬，室外温度低于8℃的时间接近100天。冬季空气调节室外计算相对湿度为83%，冬季日照少，多阴雨天，阴冷湿寒.潮湿又寒冷的空气接触人体皮肤，使皮肤还要加热潮湿的水蒸气，增加了人体的散热量，因而使人冷上加冷。另外贵阳地区不属于集中采暖区，建筑维护结构一般没有考虑保温隔热措施，加上冬季太阳辐射少，造成散热量大，甚至出现冬季室内温度与室外温度相差不大的局面[1-6]。

贵阳地处西南地区，外来流入人口较少，本地房价不高，当地房地产商为迎合当地居民的崇尚消费的心理特点，楼盘设计户型面积普遍较大，客厅面积加上阳台和连廊普遍接近40m2甚至更大。普通的3P柜机因适用面积所限根本无法满足当地差异化的用户需求。笔者曾赴当地实地调研并针对当地实际需求于2015年开发过4P定频空调，并进行有关改善优化[7-8]，但随着变频空调宣传的日益普及和居民购买力的提升，当地消费者对变频的艺术化外观空调的需求有进一步的提高。

基于以上贵阳当地气候、建筑、经济文化和柜机空调市场分析可知，迫切需要开发一款针对当地气象条件制热效果好、艺术化外观的大3匹圆形柜机以满足当地的差异化市场需求。

2 产品开发要求及思路

海尔空调行业首创柜式空调“由方到圆”，推出了帝樽系列圆形空调，较之传统方形柜机，可以更好的节省客厅面积，且采用内贯流风扇，换热效率更高，噪音更低，外观时尚大方，与现代家居风格结合更好，尤其是本次开发拟用的第三代帝樽柜机BAA(见图1)，在之前传统帝樽基础上优化蒸发器折弯角度，降低风阻。贯流风扇直径加大，加大进风面积和风量，同时降低噪音。

外观上采用铝合金拉丝工艺，开机控制可感应手势动作，滑动左右饰板，执行开机动作。下部兼有空气净化器，显示屏显示实时PM2.5数值，做到“空净一体”。

图1 拟开发机型内机外观

(1)企划性能参数要求：

制冷量7600W，制热量9700W，全年能源消耗效率APF值3.59，能效等级2级。

(2)压缩机及冷媒选择：

本机型采用三菱电机双转子压缩机TNB220，振动小，噪音低，已在市场应用多年，质量可靠稳定。冷媒采用R410A。

(3)室内蒸发器：

采用23+23的2排46根Φ7发卡管蒸发器，散热片片宽18.2mm，蒸发器采用8+8+8+8+7+7的六进六出的分流方式。

室内电机：针对贵阳当地客厅面积大，需要送风距离远的特点，另外考虑到用户使用高风档较多的习惯，将内电机高风档转速由之前的3P机780r/min提高至1000r/min，同时加大风量也可以提高换热效率和增大换热量，加快客厅空气循环，提高升温速度。风量加大也可以提高PTC电加热的换热量。

(4)室外冷凝器：

采用17+17的2排34根Φ7冷凝器，冷凝器高度714mm，涨后管板间宽度928mm，采用6+6+4+4+4+4每两路汇合再各走2根发卡管6进3出的分流方式。

3 样机制作测试及调整优化：

按照上述系统配置制作样机，并对压缩机频率、内外电机转速、过热度等进行配置优化，得到各工况的测试数据如表1、表2。

表1 制冷各有关测试项目数据及参数

制冷额定制冷中间制冷1/4制冷制冷量(W)758641231964制冷功率(W)2551893501风量(m3/h)131913351149出风干/湿球温度(℃)13.31/1317.91/15.9221.91/17.3频率(Hz)632814.5过热度(℃)11010排气(℃)76.664.169.8回气(℃)9.419.825.1

表2 制热各有关测试项目数据及参数

制热测试额定制热中间制热1/4制热低温制热制热量(W)9783482730628195制热功率(W)321010856323575风量(m3/h)1335133811461292出风干/湿球温度(℃)43.03/22.7230.95/18.9328.07/17.8439.23/21.36频率(Hz)7436.52485排气(℃)75.152.850.773.9回气(℃)-0.92.43.2-7.2

代入GB21455的APF计算软件中，得到如下计算结果：APF=3.63，满足企划要求。

改善点1：

针对当地冬季气温并无严寒的特点，重点优化0℃附近及以上的制热放频系数(见表3)。提高用户实际使用阶段的制热效果。

改善点2：

室内风量增大后，在中低风限频B和C的情况下出风温度不合格，取消中低风限频(包括制冷和制热)，并复测凝露实验合格。问题解决。

改善点3：

因之前EE中送风模式下高风/中风/低风风速为870/690/600r/min，而程序中要求低风与制冷模式下的低风档风速相同，为提升制冷和制热效果将制冷低风风速提高至860r/min后，出现送风模式下中风时低风比中风风速高的问题，将送风模式的中风和高风转速提高至900r/min和1000r/min。问题解决。

表3 优化制热放频系数前后的参数

序号外环温(℃)制热优化前优化后系数频率(Hz)系数频率(Hz)1≤-51.26931.26932-5^01.15851.218930^51.1811.168545^101741.181510^160.8562174

4 市场反响

经过前期大量的市场调研论证、方案调整优化、以及当地实际使用环境的实验模拟等相关工作，该款大3匹圆形变频帝樽柜机于2017年3月推向市场。前期只有自有渠道投放，因为前期的精准调研和有针对性的开发，上市即实现引爆，在用户和售后中为海尔高端柜机空调树立了良好的口碑和形象，传统卖场渠道纷纷要求建档上单。截止目前在对贵阳地区跟踪用户使用情况，暂无问题反馈。

5 结论与展望

通过以上机型的开发，可见在事先调研当地差异化的市场、气候特点和消费者心理需求，开发出的产品一经推出即可取得良好的市场反响。贵阳当地夏凉冬冷的独特气候在开发对应的空调产品时需侧重于制热方面的考虑，注重制热效果的提升。另外其客厅面积较大且一般与阳台相连，必须保证送风距离足够长，否则易出现房间温度死角，造成用户制热体验差的后果。继续挖掘当地差异化的市场需求、优化除霜程序提高除霜准确性和减少室内温度的波动性以及增加随着室内升温过程中各有关部件的控制以更加提高用户舒适性是下一步研究的重点和方向。