高能效比家用空調器制冷劑超量充注的影響分析

摘 要:目前，空調設計人員提高家用空調效能比的慣用方法就是采用大換熱面的換熱器，因此，往往會造成制冷劑超量充注的問題，而制冷劑的超量充注又會給空調器帶來損害。本文分析了制冷劑充注超量給空調壓縮機和空調器的影響，并且論述了判別制冷劑充注量是否超標的方法。

關鍵詞:高效能比家用空調器制冷劑壓縮機

中圖分類號:TH14文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(a)-0073-01

就現階段的實際情況來看，大多數高能效比的家用空調器所采用的技術方案是:在換熱器方面采用大換熱面的換熱器;在壓縮機方面，所采用的壓縮機的制冷量幾乎等同于空調的名義冷量。通常，空調器兩相區的制冷劑量要通過Hughmark模型進行計算，再用實驗手段對其進行調整，然后計算出制冷劑的充注量、連接管管道長度及容積、空調器換熱器的有效容積，這樣就可以確定房間整機的制冷劑量。

1 制冷劑超量充注對空氣壓縮機所產生的影響

過多的充入制冷劑會對空調壓縮機產生很多負面影響，損害其性能，嚴重時甚至會影響到制冷劑的回液和沉積。這種不良影響將會對壓縮機的壽命有直接的影響。如果不能在產品的開發和設計過程中解決好這個問題，將會嚴重影響空調器的性能。

家用的分體式房間空調器在壓縮機的選用上大多選用旋轉式空調壓縮機。旋轉式空調壓縮機的特點是高壓側在殼體內低壓側在儲液器側，即在設計中采用高壓背結構，它屬于容積式壓縮機。這種結構的優點是使輸送壓縮機殼底部的潤滑油到各個潤滑部位的工作變得更為容易。而且它還可以避免帶出過多是壓縮機的潤滑油量。

空調在低溫或低負荷的條件下運行時，如果里面被注入的制冷劑量過多，蒸發器內的制冷劑就不能被完全蒸發，壓縮機的汽缸會把液態的制冷劑吸收過來。這些被吸收過來的制冷劑有一部分會在蒸汽缸內蒸發，蒸發具有制冷的作用，這就會使壓縮機泵體機械的運動部件和潤滑油過多冷卻，致使壓縮機殼內高壓氣態形式的制冷劑發生直接冷凝。在壓縮機殼體內，制冷劑不斷發生冷凝和沉積，就會對殼體的冷凍機油發生稀釋的作用，這樣就損害了壓縮機泵體滑動表面的潤滑油膜的強度，增大了磨耗，壓縮機部件的這種異常磨損會增加其故障率。

當△T為負值(△T＝壓縮機底溫度－冷凝器中部溫度)就容易產生這種現象。如果△T為負值，便會有“液壓縮”的發生。如果液態的制冷劑受到壓縮，那么氣缸內的壓力便會增大大到正常情況的五倍以上，可達7～10MPa，會嚴重沖擊壓縮機的汽缸和軸承，致使壓縮機出現故障。另外，如果在壓縮機內有大量沉積的制冷劑，那么在空調啟動時，就會有大量的液態制冷劑進入壓縮機的儲液器內，儲液器的溶劑是一定的，這就很容易造成液壓縮。

2 判別制冷劑是否超量充注的方法

制冷劑是否超量能夠在空調設計階段進行判斷，其判斷的依據是:空調系統內壓縮機的回液量、對制冷劑進行的沉淀實驗、壓縮機△T 的差異。判斷回液量與△T的方法:在連續運轉時(除濕、除霜運動也包括在內)，△T≥5℃;斷續運動時，△T≥0℃。空調在滿足上述條件時，它系統制冷劑的回液就處于安全的狀態，否則就會有回液問題的產生，需要對空調系統進行重新設計和匹配。冷媒實驗的方法和標準是:放置使用帶油面、液面視窗鏡的壓縮機空調器的樣機于特定環境中(0～10℃)，時間是5h，啟動用低電壓，啟動時避免液擊、異常音、異常振動的發生，保持油面的正常水平。下表是一種出口空調器的兩種外機配置相關參數的對比，見表1。

3 制冷劑超量充注對空調器的影響

高能效空調器的制冷劑充注過量時，處于低溫制熱模式的熱泵型空調器會在空調層的外側出現累積的霜層，從而產生霜包冰塊。在制冷的模式下，如果制冷劑的充注量過大，空調系統的能量和能效會低于充注量接近壓縮機允許值情況，其原因是，如果制冷劑充注過量，冷凝器底部的積液就會增多，而冷凝器面積得不到充分的利用就是冷凝面積相對降低，于是冷凝壓力提高，也最終增加了壓縮機的功效。

把美芝公司的高效空調壓縮機PH240X2C-3FTU1的同一室內機與兩種規格不同的室外機進行試驗，得出:室外側換熱器過度超配不但消耗了空調器所用的銅材，提高了空調器整機的成本，而且空調器的制冷能力和能效也比也等主要性能參數值也達不到最佳狀態。通過運用文中所論述的依據壓縮機回液量來確定制冷劑量的方法，可以看出在空調器系統內制冷劑量稍微有些過量，但是考慮到對耐熱能力，可以采取追加輔助儲液器的方式，輔助儲液器的容量所依據的一般經驗公式是:輔助儲液器容量(CC)≥2.0X超過冷媒量(g)/1.2。

4 結語

總之，在進行高效能比空調系統的選配工作時，換熱器的問題很重要，不能追求換熱器的盲目增大，如果換熱器過大空調系統的制冷劑量也會隨之過多，當制冷劑量超出了壓縮機所允許的量時，就容易使壓縮機在啟動時出現故障，也會降低壓縮機的制冷能力和能效比。為了做到壓縮機能效的真實和持久的提高，要注重對壓縮機制造所需相關材料的研究。

參考文獻

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