浅析分体挂壁式空调器制冷系统的调试

浅析分体挂壁式空调器制冷系统的调试
刘国珍
【摘要】本文根据从事空调器的研发所积累的经验，结合制冷原理，提出了在对
利用毛细管节流的分体挂壁式空调制冷系统调试时，先利用电子膨胀阀代替毛细管进行开度手动调节而找到最佳开度点，然后利用流量计找出在相同压差条件下与电子膨胀阀最佳开度点的流量相当的毛细管，从而确定最佳毛细管。

这样简化了调试过程，省去了不断更换毛细管进行调试的麻烦，可供研发人员进行空调系统调试时借鉴。

【期刊名称】《黑龙江科技信息》
【年(卷),期】2015(000)030
【总页数】2页(P9-10)
【关键词】分体挂壁式空调器;制冷系统;毛细管;充注量
【作者】刘国珍
【作者单位】江苏春兰制冷设备股份有限公司，江苏泰州 225300
【正文语种】中文
空调器是对特定空间内空气的温度、湿度等进行调节的装置。

分体式空调器是按空调器的结构进行分类的，包括室内机组、室外机组以及将室内外机组连接起来的连接管组、室内外连接线。

分体挂壁式空调器是指室内机组为挂在墙面上的分体式空调器。

空调器之所以能调节空气的温度与湿度，是因为其内包含一个实现制冷的制冷系统。

从分体挂壁式空调器制冷原理图(图1)可以看出，空调器的制冷系统包括：压缩机、室外热交换器（制冷冷凝器）、节流机构、室内换热器（制冷蒸发器）四大组成部分。

对分体式空调器，常将压缩机、室外换热器、节流机构装在室外机组内，而将室内换热器装在室内机组内。

制冷时，压缩机将在室内换热器中经过汽化的低温低压的制冷剂压缩为高温高压的过热蒸气，室外换热器将高温高压的气体制冷剂冷凝成常温高压的过冷液体，节流机构将常温高压的过冷液体节流成为低温低压的汽液两相流，低温低压的制冷剂在室内热交换器中吸收房间中的热量汽化为低温低压的过热蒸气，从而达到制冷的目的。

换向阀用于控制制冷剂的流向,制冷时,压缩机排
出的高温高压的制冷剂先经过室外热交换器进行冷凝,在室内热交换器中进行蒸发
而达到制冷的目的;制热时,压缩机排出的高温高压的制冷剂先经过室内热交换器进
行冷凝,将热量放入室内空气达到制热目的。

室内外机组内的风扇、电机用来增强
空气侧的传热，使热交换器内流动的制冷剂与室内外空气更好地进行热交换。

节流机构是空调系统的重要部件之一，制冷时,它可以对从室外热交换器出来的高
压过冷制冷剂进行降压,确保室外热交换器与室内热交换器之间的压力差,以便室内
热交换器中的湿蒸汽在特定的低压下汽化而吸热,从而达到制冷的目的,同时使室外
热交换器中的气态制冷剂,在给定的高压下放热而冷凝为过冷液体;同时节流机构能
调节供入室内热交换器的制冷剂流量,避免因制冷剂过多在室内热交换器中不能完
全汽化，被压缩机吸入，引起湿压缩甚至冲缸事故；或因制冷剂过少，致使室内热交换器的传热面积造成浪费，引起制冷系统吸气压力降低，制冷能力下降。

分体挂壁式空调器中常用的节流元件为电子膨胀阀或毛细管。

电子膨胀阀通过控制施加于膨胀阀上的电压或电流，不断调整开启度(膨胀阀节流孔的大小)，进而达到调节供液量的目的。

毛细管是一段管内径为0.7～3mm的等截面紫铜管，长度常
在0.2m以上的节流元件。

由于毛细管结构比较简单，价格便宜，停机时高低压很快能达到平衡，定频空调器常用毛细管进行节流。

由于毛细管的长度和直径对空调系统的性能影响很大，空调制冷系统毛细管过长，直径过小，制冷剂流量小，进入蒸发器的制冷剂就少，相应制冷效果低；毛细管过短，直径过大，制冷剂流量大，进入蒸发器的制冷剂过多，蒸发器内制冷剂不能完全蒸发。

同样制冷剂充注量过多或过少，系统的蒸发压力、冷凝压力等参数都会发生变化，从而导致系统的制冷量和能效比下降。

空调企业研发新产品或进行改型设计时,在完成对压缩机选型、室内外热交换器进行设计后，通常在焓差（或热平衡）测试室对空调器制冷系统进行调试，以确定制冷系统的节流元件及充注量。

以定频产品KFR-25GW/AZ3Wa-E3为例，利用焓差测试台对该产品的节流元件——毛细管、充注量进行试验确定。

1.1 实验机组的准备
1.1.1 按已设计定型的壳体、室内外热交换器、室内外电机、风扇、电控系统及选好的压缩机对室内外机组进行装配，室外机组内不装毛细管，用φ6的铜管代替毛细管。

（先对室外机组按类比法充入720g R410a制冷剂)。

1.1.2 室内机组装配时需在室内热交换器进出口处加装温度传感器。

1.1.3 在室外机组吸排气口、室外热交换器制冷剂的进出口（各路）处加装温度传感器。

1.2 实验用材的准备
1.2.1 万用表及高低压压力表各一只。

1.2.2 电子膨胀阀一只（电子膨胀阀的进出口处需加焊接头、螺母，以可拆卸的方式装入系统起节流作用）。

1.2.3 电子膨胀阀的控制盒一只（通过调节其上的按钮，可以方便地调节电子膨胀阀的开度）。

1.2.4 大、小连接转换接头一套（可以将电子膨胀阀接入制冷系统，同时还可以利用其上接口进行抽真空、测压力）。

1.2.5 大、小连接管组一套（连接室内外机组）。

1.2.6 真空泵一台。

1.3 实验场所——焓差测试室（分为室内工况室与室外工况室两部分）
1.4 连接试验装置
1.4.1 将室内外机组分别装入焓差测试台室内外工况室内，并将室内机组的出风口对准室内工况室风筒采集口，不得漏风。

1.4.2 将室内外机组室内外连接线进行连接。

1.4.3 将电子膨胀阀的控制线与其控制盒连接，对控制盒进行上电，并将其开度调到最大。

1.4.4 将室内外连接管组、电子膨胀阀、连接转换接头进行连接。

连接真空泵。

电子膨胀阀连接在两通截止阀出口处。

1.4.5 打开真空泵及室内外连接管路上的阀件，对室内机组及室内外连接管道进行抽真空。

抽真空完毕后关闭连接真空泵的阀件。

1.4.6 打开室外机组上的大小截止阀。

2.1 电子膨胀阀的开度确定
开启测试装置，不断调整电子膨胀阀的开启度，分别在额定制冷工况条件下测出机组在不同开启度条件下的制冷性能，结果如表1。

根据表1，可以绘制出制冷量及能效比与电子膨胀阀开度变化关系的曲线图见图2、图3。

由图2及图3可知,对于给定的制冷系统,随着电子膨胀阀开度的减小，制冷量及能效比逐渐增大，并出现一峰值，然后又随着开度的减小而渐渐减小。

此性能变化曲线与采用毛细管节流的性能变化曲线非常的相似。

制冷量及能效比是空调系统的主要性能，二者均要尽可能的高，由此可以确定开度115为电子膨胀阀的最佳开度。

2.2 最佳毛细管的确定
利用流量计，找出在相同压差条件下与电子膨胀阀开度为115的流量相当的毛细管，经流量检测，φ2.7×0.65×700长毛细管与调试用电子膨胀阀开度为115流量相当。

将流量相当的φ2.7×0.65×700长毛细管装入试验机组中，代替原电子膨胀阀（更换前需将制冷剂收到室外机组中，关闭大小截止阀；将连接管组上所装电子膨胀阀换为此毛细管，再用真空泵对室外机组以外的的制冷系统部分进行抽真空；真空抽好后关闭连接真空泵的截止阀，打开室外机组上的两截止阀），再次开启测试装置，测出额定制冷工况条件下采用此毛细管进行节流的制冷性能见表2。

此性能与使用开度为115的电子膨胀阀节流其性能相当,故可以将
φ2.7×0.65×700mm毛细管作为最佳毛细管。

（若所选毛细管节流后的性能比使用开度为115的电子膨胀阀节流性能差，则可以根据试验所测系统的状态参数，
对毛细管进行微调，从而确定最佳毛细管）
2.3 制冷剂充注量确定
当毛细管的规格确定以后，就要严格地限制制冷系统的充注量，要使毛细管的阻力能满足从冷凝器来的高压液体制冷剂流经毛细管时，不断克服阻力而自身压力不断下降，到毛细管出口处其压力与蒸发压力相等，并使通过毛细管的制冷剂流量与空调器的制冷量相匹配。

选择φ2.7×0.65mm×700的毛细管,分别加减适量的制冷剂,在额定制冷工况条件
下进行制冷量测试,综合实验结果，充注量为760g时，制冷量(2552.3W)与能效比(3.21W/W)最高，达到设计要求。

由此可见,对采用毛细管节流的定频空调器进行毛细管规格确定（调试）时，可以
先采用电子膨胀阀进行节流，通过按压电子膨胀阀控制盒上的按钮来调节不同的开度，从而找出电子膨胀阀节流的最佳开度点。

再利用流量计找出在相同压差条件下
与此电子膨胀阀最佳开度点流量相当的毛细管，从而确定最佳毛细管。

这样，比直接采用各种不同流量的毛细管接入机组调试要更简便，只需按下按钮就可以调节各种流量；同时避免了因更换各种不同流量的毛细管而导致制冷剂的减少及对系统真空度的影响。

确定了毛细管的规格以后，可以采用常规的方法对制冷剂的充注量进行调整，从而找到最佳充注量。

【相关文献】
[1]王志远，徐亮.空调器性能测试技术[M].北京：科学出版社.
[2]吴业正.制冷原理与设备[M].西安：西安交通大学出版社.。