分體室內機管溫感溫包定位可靠性分析

鐘光明 林晨 毛瑋

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

分體室內機管溫感溫包定位可靠性分析

鐘光明 林晨 毛瑋

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

分體機室內機管溫感溫包是分體機室內蒸發器上用于感測蒸發器銅管溫度的感溫元件，其放置位置對分體式空調器可靠性有重大影響。本文對分體式室內機管溫感溫包位置對可靠性的影響進行相關分析，對如何正確設置感溫包位置確保整機可靠運行提供指導。

分體式空調器；管溫感溫包；感溫包套管；最大運行制熱；凍結

1 引言

家用分體式空調器在全球范圍內越來越普及，但是不同地區不同國家的人們使用空調的習慣不同，需要家用空調器能適應不同使用習慣下的可靠性要求。而分體式空調器主要通過控制溫度和壓力對整機可靠性進行控制，所以分體式室內機管溫感溫包作為直接感測蒸發器銅管溫的感溫元件對可靠性起重要作用。因為感溫包將其感測到的溫度返回給控制器，可以由控制器按設定好的程序對整機進行合理保護及控制。但是，在不同模式、不同室內外環境溫度下，蒸發器各個位置的溫度會存在較大差異，所以管溫感溫包的放置位置對控制整機可靠性的準確性有重大影響，否則極易引起保護不當或者保護不及時等問題。本文針對管溫感溫包放置的位置進行全面分析，對正確選擇感溫包位置的方法進行論述，并為后續感溫包定位設計提供指導。

2 管溫感溫包的工作原理及裝配位置

2.1 工作原理

感溫包是以熱敏電阻為原材料，經過加引線套管、壓著端子等工序處理后加工而成的物料。熱敏電阻是一種電阻值隨其阻體溫度的變化呈顯著變化的熱敏感半導體電阻器。當室內管溫感溫包感測到蒸發器管溫發生變化時，其電阻值隨著管溫變化而變化，空調的控制器檢測到阻值變化，轉化為溫度值，從而可檢測感溫包所在的管溫處的溫度值。然后按照設定的程序對管路的溫度進行控制。

2.2 從感測準確性方面進行分析其正確的裝配位置

在空調器室內機蒸發器上的感溫包套管通常采用的是直管型套管，感溫包裝配在套管中是靠感溫包插片進行固定的。在實際操作時為了確保感溫包感測到的溫度與實際管溫最接近，一定要確保感溫包在套管中與彎頭的距離最小。這就

要求感溫包插片在固定感溫包時放置的位置與感測點相對（如圖1所示）。

表1 最小制冷運行模式下蒸發器各流路的溫度（單位：℃）

表2 最大運行制熱模式下室內換熱器各分路的溫度（單位：℃）

此外，對于這種接觸式測溫方式，感溫元件需要與被測介質接觸進行熱交換，如果在焊接感溫包套管時焊接方式不正確，將會導致熱交換不充分造成測量誤差。當溫度穩定時，感溫元件與測溫點的接觸面積小或者接觸點太靠近感溫包的末端是造成誤差大的主要原因。

感溫包套管焊接在蒸發器彎頭上按照焊接位置不同大概可以分為圖2所示的A、B、C三種方式。其中A方式與測點的接觸面積最大，是我們選擇的首要方式。而C方式感溫元件與測點不僅是點接觸，而且焊點偏向感溫包末端，在感溫包從右往左插入后誤差最大，故此方式不推薦使用。

另外，在感溫包位置選擇時需考慮焊接套管后與周邊零件的距離，確保預留的空間足夠大以方便生產時感溫包能快速插入。

3 系統保護功能對管溫感溫包位置的要求

3.1 制冷運行可靠性分析

圖1 感溫包、感溫包套管、感溫包插片裝配示意圖

在室內、室外溫度都較低的情況下，由于室外換熱溫差大，此時室外換熱器的換熱效果較好。而由于室內換熱溫差小，蒸發器的換熱效果差，所以冷媒在蒸發器中的溫度較低，極易發生結霜或者結冰的情況。蒸發器結霜后，空氣的凈流通面積變小，致使換熱效果大幅降低，蒸發溫度越來越低。這樣不僅影響空調器的制冷效果，而且會導致吸氣干度降低，易使壓縮機帶濕壓縮發生液擊現象而損壞壓縮機。所以在蒸發器發生結霜現象后空調器應能及時進行防凍結保護。

在程序設定上，設定管溫感溫包檢測到的溫度低于某設定值時，主板將會控制整機進入防凍結保護模式，對內機蒸發器進行化霜。此時如果感溫包所在位置的溫度不是蒸發器中最低溫度，將不能在蒸發器結霜時起到及時保護的作用，或者在退出保護模式時化霜不完全。基于此分析，此時對感溫包放置位置的要求為：放在蒸發器最低或者次低位置。

以某出口24000Bth/h冷量分體機為例，對蒸發器各分路在最小制冷工況下各風檔的溫度點進行測試，測試的數據如表1所示，各點在蒸發器中的位置如圖3所示。

圖2 感溫包套管的焊接位置

從表1的數據可以看出：在最小制冷工況時，風檔高時換熱效果好，蒸發器整體溫度較高，不會出現結霜的現象。當風檔為低風檔時換熱效果差蒸發器的溫度較低，其中“中1”和“中4”兩點的溫度最低。如感溫包放置在此兩個位置都可使系統在最小運行制冷時更早進入防凍結保護。

3.2 制熱運行可靠性分析

在分體機制熱運行時，如果室內換熱器（即上面的蒸發器）的管溫過高時，在熱輻射和熱對流的作用下，因為內機殼體采用的材料大多是塑料，外殼將會變形甚至燃燒。同時蒸發器管溫高反映系統的冷凝溫度及壓力高，此時的吸、排氣溫度、蒸發壓力也會較高。如果整機長期在此種狀況下運行會導致嚴重后果：壓縮機在高負荷下運行壽命會受到較大影響，系統壓力高可能導致管路系統振動劇烈，甚至發生爆管、冷媒泄露等質量事故。

在此種情況下，管溫感溫包可以設置在室內換熱器（即上面的蒸發器）各流路的最高溫度或者次高溫度的位置，當檢測到管溫感溫包檢測溫度達到限值時，通過主板控制整機進入防高溫保護，降低整機的運行壓力及排氣溫度。

同樣，對上面24K分體機蒸發器在最大運行制熱運行時室內換熱器進行了相關測試，測試的結果如表2。

圖3 蒸發器分路圖

從表2可以看出：蒸發器4個分路中部溫度基本相當，溫差基本在2℃范圍內。根據上面實驗的結果，管溫感溫包放置的位置可以為“中1”、“中2”、“中4”三個位置，此三個位置都可使系統在高負荷制熱運行時及時進入防高溫保護。

3.3 綜合分析

從制冷可靠性和制熱可靠性兩方面繼續綜合分析，感溫包放置在“中1”和“中4”兩個位置可以既兼顧制冷又兼顧制熱。但是從生產的便利來看，“中4”位置在空調器底殼部件下面，生產操作較為困難，此位置不是較好的選擇。所以綜上所述，“中1”位置是我們最終選定的合理的感溫包放置位置。

4 結論

內機蒸發器的管溫感溫包感測到的溫度作為空調器保護程序的主要信息來源，其位置的合理性對可靠性有著重大意義，本文從感測溫度的準確性及系統保護的及時性兩方面進行分析，得出如下結論：

（1）管溫感溫包放置應盡可能和所在彎頭接近；

（2）焊接感溫包套管時，套管盡可能與蒸發器彎頭接觸面積足夠大，使兩者溫差盡量小，同時需考慮實際生產，放置在生產焊接方便操作的位置；

（3）制冷運行時，為防止蒸發器出現局部結霜，管溫感溫包應放置在蒸發器最低或者次低位置，才能確保系統能及時進入防凍結保護；

（4）制熱運行時，管溫感溫包應放置在室內換熱器各流路的最高溫度或者次高溫度的位置，可使系統在高負荷制熱運行時能及時進入防高溫保護。

[1] 莫劍鋒，裴東. 控制掛壁式房間空調器蒸發器溫度的方法. 家電科技 2013.8: 66-68。

[2] 王小梅. 感溫元件插入深度的確定.計量技術.1994.2: 20-21。

Reliability research of position indoor tube temperature sensor of indoor split air conditioner

ZHONG Guangming LIN Chen MAO Wei
(GREE Electric Appliances, Inc. of Zhuhai Zhuhai 519070)

Indoor tube temperature sensor of split air conditioner is the component for detect the evaporator temperature, the placement position have important effect to the reliability of split air conditioner. This paper analyses the effect of the position of indoor tube temperature sensor for reliability，and supply direction for how to proper placer indoor tube temperature sensor.

Split air conditioner; Tube temperature sensor; Temp sensor sleeving; The maximal mode of heating; Freeze up