压缩机吸排气温度对空调机的影响分析

压缩机吸排气温度对空调机的影响分析

赵舜

赵舜

乐金电子（天津）电器有限公司天津300134

摘要：科技在不断的发展，社会在不断的进步，本文针对压缩机吸排气温度偏高或偏低对空调机造成的影响，结合空调系统及运行原理进行分析和阐述，并对生产及使用过程中可能存在的影响因素进行了分析总结，避免因操作不当或使用不当，致使影响空调机使用寿命或损坏。

关键词：吸气温度；排气温度；过热度；润滑油

引言

随着国内经济的发展，人们生活水平逐步提高，空调已成为普通的家用电器，并且空调还成为耗电主力，根据相关统计得出：空调能耗占建筑工程能耗的三分之二，而建筑工程能耗占社会总能耗三分之一以上，并且还保持着强劲增长势头。空调能耗占社会总能耗20%左右，因此可通过提高空调能效来降低能源消耗。目前提高空调能效方法主要有以下几种：选择高能效压缩机是首要选择，压缩机作为空调核心部件，其对空调能效有至关重要的影响，目前多数压缩机厂家已开发出高能效的压缩机并应用到高能效空调系统上；其次通过使用内螺纹铜管和开窗翅片来提高空调内、外机换热器的换热效果；还有就是通过增加循环风量。采用太阳能给压缩机排气加热以提高空调能效，并将该技术应用到了实际工程中，但是其实际工程的空调系统为多联机系统，并且未对该技术在空调系统不同运行情况下的效果进行研究。本研究对一套变频风管机系统更改，通过外置加热装置给压缩机排气加热，研究空调系统在不同运行情况下能效、能力以及功率的变化规律。目前节能减排越来越重要，本研究发现提高空调能效一种新方法：变频空调系统在一定频率运行时可通过对压缩机排气加热来提高空调制冷能力和能效，可使用低品位能源给压缩机排气加热提高空调能效，如此就可以在低品位能源使用和空调能效提升两个方面对节能减排做出贡献。

1吸排气温度偏高的原因及影响

1.1吸排气温度偏高的原因分析

排气温度与冷凝压力和蒸发压力以及吸气温度成正比，吸气温度偏高则压缩比增大，排气温度随之升高，具体有以下原因：1）系统内缺少制冷剂，即使节流装置开到最大，制冷剂流量也不会有较大变化，制冷剂在蒸发器中过热致使吸气温度升高；2）节流装置打开度数过小，系统内循环的制冷剂不足，进人蒸发器的制冷剂量少，系统内存在一部分过热蒸汽，从而致使吸气温度偏高；3）吸气管路过长或管路保温措施防护不到位，引起吸气温度过高；4）冷凝器脏堵或者壳管水垢过多，水流量不足影响冷凝器换热效果，系统内制冷剂蒸汽过多，经过压缩机压缩后排出的气体温度升高。

1.2结构改型后排气口气流组织分析

利用ＧＡＭＢＩＴ建立排气口的二维有限元模型，通过ＦＬＵＥＮＴ的耦合、隐式求解器计算排气定常流。对于一台几何容积排量及转速一定的压缩机而言，在不同工况下运行时，气体体积流量不变。由于气体流经内环槽时截面积变大，流速变小，根据气体流动的伯努利能量方程可知，气体的静压力得到提高。可以看出，涡旋压缩机排气口内环槽对制冷剂气体的流动起到了扩压的作用，所以排气阀前的静压力高于结构改型前排气阀前的静压力，使排气阀片开启瞬间发生的定容压缩现象得到削弱，减少了此过程产生的附加功损失，从而可以降低压缩机的排气温度。

1.3吸排气温度偏高故障案例

我们以1.5匹壁挂式空调为例分析，系统缺冷媒运行24个月，内机出现整机开机跳闸，压缩机无法启动异常现象。解剖发现压缩机内部油量只有20mL，油色发黄，有难闻气味。电机绕组高温发黄，漆包线与绝缘纸脆化。泵体表面金属色转为红褐色，分析漆包线与绝缘纸耐高温达220℃以上，泵体和电机颜色转变说明内部发生缓慢高温现象，油色发黄油量偏少，说明系统缺氟。造成电机烧坏原因分析，当系统泄漏时，压缩机内部缺氟产生的高温情况发生，电机会无法受到冷媒的冷却造成过热。此时压缩机的保护器因未满足动作条件（温度、电流均未达到动作条件），所以仍处于不动作状态，电机双重压力，得不到有效的冷却，使得压缩机内的热量大部分转变为温度的增升。而当温度上升到满足保护器动作条件后，保护器虽然会对压缩机有一定的保护，但在这种状态下，压缩机却会随着电压的变化会不断出现“停动”并始终处于通电状态。同时当压缩机“持续停动”会对电机有一个缓慢的劣化过程，并最终造成压缩机电机的烧毁。

2预防措施

2.1设计要严谨

为使空调机组在使用过程中在空调允许的工作范围内工作，防止吸排气温度过高或过低对压缩机造成的危害，在设计之初就应对机组进行多种保护措施条件以及控制输出比例等等一系列措施，如空调机组中的排气保护、高/低压保护、过流保护、压缩机内置保护等等。2.2压缩机频率25Hz时压焓图解析在压缩机频率为25Hz时对压缩机排气进行加热，冷媒的冷凝压力升高0.083MPa提升3.46%，蒸发压力升高0.173MPa提升16.49%，蒸发压力升高幅度和比例明显大于冷凝压力升高幅度和比例。单位容积制冷量为：—单位容积制冷量，kJ/m3；q0—单位质量制冷量，kJ/kg；υ—压缩机吸气比容，m3/kg。加热时冷凝压力变化较小，单位质量制冷量h1-h5与未加热时的单位质量制冷量h1′-h4′基本一致，上式分子基本无变化，但加热时蒸发压力变化较大，压缩机吸气比容比υ1比未加热时的压缩机吸气比容υ1′降低，即上式分母较大改变，那么加热时单位容积制冷量比未加热时单位容积制冷量迅速增加，它意味着压缩机在25Hz运行对排气的加热时，蒸发压力大幅度上升、压缩机吸气比容降低使机组制冷能力和机组能效上升。

2.3生产要严格要求

空调机组虽有多种保护进行防护机组，但必须保证机组系统及各个部件本身处于正常状态，才能各司其职的按照空调控制要求动作。生产商为保证生产出来的空调机组都能经得起质量考验以及用户的认可，必须按照严格的生产工艺要求，做好每一个环节、每一个工序。1）严格把关空调各零部件来料的质量以及可靠性，以保证所用的每一个零部件都是符合质量要求以及工艺要求；2）电控及系统生产组装生产过程中严格按照相关工艺要求进行操作；3）生产空调机组灌注冷媒时，保证机组抽真空及关注冷媒量符合各机组工艺标准要求；4）节流装置安装符合工艺标准要求，并保证节流装置感温包、电子膨胀阀线圈、电子膨胀阀线路接插件等接插安装牢固；5）机组系统管路、节流装置、毛细管等管路在焊接时做好焊接充氮保护，使其符合焊接充氮保护工艺要求，以保证系统清洁度。

2.4安装要正确

空调机组的安装也十分关键，必须保证机组安装适当以及符合空调的各项正常安装要求，以满足机组正常的可靠性运行，并在使用过程中定期做好维护保养工作，使得空调机组能够以正常状态长期运行。

结语

（１）排气口具有内环槽结构的汽车空调涡旋压缩机，减少了排气等容压缩附加功率损失，降低了排气温度。（２）汽车空调涡旋压缩机的排气口结构改型后，各项制冷性能指标得到了相应的提高。

参考文献：

[1]刘振全.涡旋式流体机械与涡旋压缩机[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2]缪道平，吴业正.制冷压缩机[M].北京：机械工业出版社，2001.

[3]缪道平，吴业正．制冷压缩机［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００１．

[4]刘振全．涡旋式流体机械与涡旋压缩机［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００９．