變頻多聯(lián)機(jī)回油等因素對(duì)凝露的影響分析

周夢(mèng)然 羅永前 施清清 賀雷

珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519000

1 引言

在中國(guó)，多聯(lián)機(jī)產(chǎn)品的市場(chǎng)份額已經(jīng)占到整個(gè)集中空調(diào)領(lǐng)域的40%左右，而且還在呈逐漸上升趨勢(shì)[1]。但室內(nèi)機(jī)凝露滴水問(wèn)題一直影響用戶體驗(yàn)、造成財(cái)產(chǎn)損失乃至存在安全隱患，從而導(dǎo)致售后投訴，影響企業(yè)品牌形象且增加維修成本。目前變頻多聯(lián)機(jī)室內(nèi)機(jī)凝露研究多與制冷劑分配、環(huán)境冷熱負(fù)荷等參數(shù)有關(guān)，而實(shí)際工程中影響變頻多聯(lián)機(jī)凝露漏水因素較多，筆者從變頻多聯(lián)機(jī)的回油周期、安裝方法、使用環(huán)境等方面對(duì)凝露漏水原因進(jìn)行綜合分析，并提出相應(yīng)控制措施，對(duì)改善實(shí)際工程中變頻多聯(lián)機(jī)凝露漏水問(wèn)題具有重要意義。

2 凝露及回油原理

凝露過(guò)程是飽和空氣降溫析濕的過(guò)程。在保持空氣中水蒸氣含量不變的情況下，等壓降低空氣的溫度，當(dāng)降低到一定值時(shí)，水蒸氣分壓力達(dá)到當(dāng)前空氣溫度對(duì)應(yīng)的飽和壓力，此時(shí)，空氣中的水蒸氣達(dá)到飽和，相對(duì)應(yīng)的溫度即是露點(diǎn)溫度。如果進(jìn)一步降低溫度，空氣中就會(huì)有水以凝露的方式析出。凝露析濕過(guò)程如圖1所示，其中：t1——濕空氣初始溫度，P1——濕空氣對(duì)應(yīng)的水蒸氣分壓力，t2——濕空氣對(duì)應(yīng)的飽和溫度，A點(diǎn)表示濕空氣的初始點(diǎn)。此時(shí)濕空氣為不飽和狀態(tài)，水蒸氣分壓力為P1，隨著溫度的降低，P1保持不變，在溫度降到t2時(shí)，此時(shí)等壓線P1和等溫線t2與飽和線相交于點(diǎn)B。B點(diǎn)代表的濕空氣即為飽和濕空氣，此時(shí)飽和濕空氣的溫度t2就是露點(diǎn)溫度。繼續(xù)對(duì)飽和濕空氣降低溫度至t3，等溫線t3與飽和濕空氣線相交于C點(diǎn)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的水蒸氣分壓力為P3，在降溫過(guò)程中，伴隨著水蒸氣分壓力的降低，多余的水蒸氣通過(guò)凝露的方式變成凝結(jié)水析出[2]。

多聯(lián)機(jī)內(nèi)機(jī)凝露漏水原因?yàn)椋嚎諝庥龅嚼浔砻婊蚶淇諝鈺r(shí)，如果冷表面或冷空氣溫度低于空氣露點(diǎn)溫度，則會(huì)產(chǎn)生凝露水，附著在冷表面或經(jīng)過(guò)的物體表面，進(jìn)而凝聚成大水滴并滴落。

冷凍油在各類制冷壓縮機(jī)中起著十分重要的作用：（1）減少運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)械摩擦和磨損；（2）冷凍油在運(yùn)行循環(huán)中不斷帶走制冷壓縮機(jī)工作過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱量，使機(jī)械保持較低的溫度，從而提高制冷機(jī)的機(jī)械效率和使用可靠性；（3）用于各種軸封及氣缸和活塞間，起密封作用，防止制冷劑泄漏。變頻多聯(lián)機(jī)也就是“一拖多”模式，即1臺(tái)室外機(jī)經(jīng)由配管同2臺(tái)以上（包括2臺(tái)）室內(nèi)機(jī)連接到一起的一種空調(diào)系統(tǒng)[3]。多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)由于管路長(zhǎng)（長(zhǎng)達(dá)125 m）、落差大（高達(dá)50 m）、彎頭多，系統(tǒng)存油的地方多，回油困難[4]。且由于任何一種油分離器不能百分之百將油分離，總有部分油進(jìn)入系統(tǒng)冷凝器、蒸發(fā)器以及相應(yīng)的管路，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，系統(tǒng)中的潤(rùn)滑油越積越多，壓縮機(jī)會(huì)因?yàn)槿庇投鴵p壞，所以系統(tǒng)會(huì)定期升頻進(jìn)行回油循環(huán)，利用高流速的冷媒將冷凍油帶回壓縮機(jī)[5]。

現(xiàn)以變頻多聯(lián)機(jī)1種典型售后漏水情況為例進(jìn)行驗(yàn)證分析。如圖2系統(tǒng)圖所示，若用戶安裝的多聯(lián)機(jī)為一拖N天井內(nèi)機(jī)，A為主機(jī)。正常運(yùn)行時(shí)回油周期為4 h，回油時(shí)間為4 min左右。用戶制冷只開(kāi)主機(jī)A，B至N全部為關(guān)閉狀態(tài)，電子膨脹閥也均處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)行回油循環(huán)時(shí)，B至N天井機(jī)的電子膨脹閥全部打開(kāi)但整機(jī)仍不制冷，內(nèi)風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)。在此種運(yùn)行模式下，出現(xiàn)運(yùn)行主機(jī)A不漏水但部分未運(yùn)行B、N等天井內(nèi)機(jī)漏水的問(wèn)題。

圖1 凝露析濕過(guò)程

3 凝露原因分析

3.1 回油導(dǎo)致的凝露漏水

3.1.1 整機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)原因分析

針對(duì)此種漏水情況分析系統(tǒng)內(nèi)部原因有以下三點(diǎn)：

（1）控制程序問(wèn)題。用戶使用時(shí)只開(kāi)主機(jī)A，未開(kāi)B、N等內(nèi)機(jī)時(shí)，因售后多聯(lián)機(jī)控制程序出問(wèn)題，導(dǎo)致B、N等內(nèi)機(jī)也正常開(kāi)啟制冷而凝露漏水；現(xiàn)場(chǎng)核查排除此原因。

（2）電子膨脹閥損壞。因多聯(lián)機(jī)電子膨脹閥均安裝在各內(nèi)機(jī)側(cè)，且未開(kāi)啟部分內(nèi)機(jī)漏水，極具偶然性，故有可能是漏水內(nèi)機(jī)的電子膨脹閥損壞，正常運(yùn)行時(shí)電子膨脹閥不能完全關(guān)閉，導(dǎo)致節(jié)流后溫差很大，凝露漏水；現(xiàn)場(chǎng)核查排除此原因。

（3）系統(tǒng)回油循環(huán)引起。系統(tǒng)回油時(shí)，未開(kāi)啟內(nèi)機(jī)的電子膨脹閥正常開(kāi)啟，冷媒流經(jīng)電子膨脹閥節(jié)流后降壓降溫，使內(nèi)機(jī)風(fēng)道等溫度低于空氣露點(diǎn)溫度，凝露漏水。后經(jīng)過(guò)售后維修人員的核查排除控制程序及電子膨脹閥損壞原因，初步懷疑為系統(tǒng)回油引起。

3.1.2 模擬復(fù)現(xiàn)售后故障

首先進(jìn)行售后漏水的模擬試驗(yàn)，驗(yàn)證回油猜想。

（1）試驗(yàn)方案：工況27℃/26.5℃，32℃/-，相對(duì)濕度96%。選取如下5臺(tái)內(nèi)機(jī)為試驗(yàn)對(duì)象，運(yùn)行時(shí)單開(kāi)1號(hào)71風(fēng)管機(jī)，另外4臺(tái)天井內(nèi)機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)。具體試驗(yàn)對(duì)象如下：

圖2 系統(tǒng)圖

1號(hào)：風(fēng)機(jī)盤管內(nèi)機(jī)，型號(hào)FGR7.1Pd/C1Na，制冷功率2600 W，制冷量7100 W，采用格柵送風(fēng)，嵌入吊頂。安裝在某空調(diào)企業(yè)的焓差實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)監(jiān)控房中，同步用作辦公場(chǎng)合，開(kāi)門頻次及開(kāi)門時(shí)間較長(zhǎng)。

2號(hào)：吸頂式空調(diào)，型號(hào)KFR-28TWNhCa-3，制冷功率1630 W，制冷量2800 W，設(shè)置四個(gè)導(dǎo)風(fēng)板四面送風(fēng)，嵌入吊頂。安裝在某空調(diào)企業(yè)的焓差實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)監(jiān)控房中，同步用作辦公場(chǎng)合，開(kāi)門頻次及開(kāi)門時(shí)間較長(zhǎng)。

3號(hào)：吸頂式空調(diào)，型號(hào)KFR-36TWNhCa-3，制冷功率2000 W，制冷量3600 W，設(shè)置四個(gè)導(dǎo)風(fēng)板四面送風(fēng)，嵌入吊頂。安裝在某空調(diào)企業(yè)的焓差實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部用于溫度、濕度調(diào)節(jié)，提供不同工況環(huán)境，房間設(shè)置有新風(fēng)口，定期通新風(fēng)。

表1 模擬售后故障試驗(yàn)試驗(yàn)工況 室內(nèi)干/濕球：27℃/26.5℃ 室外干/濕球:32℃/- 相對(duì)濕度：96.6%試驗(yàn)對(duì)象 1號(hào) 2號(hào) 3號(hào) 4號(hào) 5號(hào)71風(fēng)管機(jī) 28天井內(nèi)機(jī) 36天井內(nèi)機(jī) 80天井內(nèi)機(jī) 140天井內(nèi)機(jī)內(nèi)機(jī)運(yùn)行情況 開(kāi)啟 關(guān)閉 關(guān)閉 關(guān)閉 關(guān)閉凝露現(xiàn)象 良好 海綿上形成較大水珠凝露并經(jīng)格柵滴落海綿上形成較大水珠凝露并經(jīng)格柵滴落 大量凝露 大量凝露

?

圖3 28天井機(jī)凝露試驗(yàn)結(jié)果

圖4 36天井機(jī)凝露試驗(yàn)結(jié)果

圖5 售后機(jī)凝露現(xiàn)象

4號(hào)：吸頂式空調(diào)，型號(hào)KFR-80TWNhCa-3，制冷功率2790 W，制冷量8000 W，設(shè)置四個(gè)導(dǎo)風(fēng)板四面送風(fēng)，嵌入吊頂。安裝在某空調(diào)企業(yè)的焓差實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部用于溫度、濕度調(diào)節(jié)，提供不同工況環(huán)境，定期通新風(fēng)。

5號(hào)：吸頂式空調(diào)，型號(hào)KFR-80TWNhCa-3，制冷功率3850 W，制冷量14000 W，設(shè)置四個(gè)導(dǎo)風(fēng)板四面送風(fēng)，嵌入吊頂。安裝在某空調(diào)企業(yè)的焓差實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部用于溫度、濕度調(diào)節(jié)，提供不同工況環(huán)境，定期通新風(fēng)。

備注：試驗(yàn)工況為模擬售后使用環(huán)境確定。因正常滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)回油周期為4 h，而系統(tǒng)在部分負(fù)荷時(shí)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速降低，系統(tǒng)處于低流速狀態(tài)，回油比較困難，所以需要增加回油循環(huán)，現(xiàn)對(duì)1號(hào)71風(fēng)管機(jī)采取開(kāi)10 min停3 min的試驗(yàn)方案，使壓縮機(jī)一直處于23 Hz左右的低頻運(yùn)行，系統(tǒng)冷媒處于低流速狀態(tài)，回油困難，回油周期縮短為2 h。

（2）試驗(yàn)結(jié)果：以此試驗(yàn)方案系統(tǒng)制冷運(yùn)行74 h進(jìn)行24次回油后，現(xiàn)象如圖3、圖4、表1所示。

由圖3、圖4及表1可知，2號(hào)28機(jī)、3號(hào)36機(jī)內(nèi)部保溫棉上形成較大水珠凝露并經(jīng)格柵滴落，可復(fù)現(xiàn)售后多聯(lián)機(jī)漏水現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步調(diào)查了解，發(fā)現(xiàn)用戶晚上單開(kāi)一臺(tái)天井內(nèi)機(jī)（外機(jī)是900多聯(lián)機(jī)），分析為機(jī)組負(fù)荷過(guò)低導(dǎo)致壓縮機(jī)頻繁啟停，此時(shí)回油周期縮短為2 h，回油時(shí)其他未開(kāi)啟天井機(jī)風(fēng)機(jī)不啟動(dòng)，而電子膨脹閥打開(kāi)進(jìn)行節(jié)流降溫，內(nèi)機(jī)進(jìn)出管最大溫差溫度為39.7℃/-4.5℃，溫差最大可達(dá)44.2℃。溫度較低的冷媒流經(jīng)室內(nèi)蒸發(fā)器時(shí)，通過(guò)熱傳導(dǎo)、輻射、對(duì)流換熱等方式使保溫綿、蝸殼溫度低于空氣露點(diǎn)溫度，導(dǎo)致凝露滴水。

通過(guò)此模擬試驗(yàn)及售后情況狀態(tài)調(diào)研，確定系統(tǒng)回油會(huì)導(dǎo)致正常運(yùn)行時(shí)未開(kāi)啟的多聯(lián)內(nèi)機(jī)漏水。

3.2 風(fēng)速過(guò)低乃至為0導(dǎo)致凝露漏水

運(yùn)行時(shí)5臺(tái)機(jī)回油周期均縮短為2 h，而只有1號(hào)機(jī)風(fēng)機(jī)正常開(kāi)啟，凝露較少。其他4臺(tái)機(jī)因回油時(shí)電子膨脹閥正常開(kāi)啟節(jié)流降溫，導(dǎo)致保溫棉、蝸殼等處吸收蒸發(fā)器冷量使溫度不斷降低，低于空氣露點(diǎn)溫度導(dǎo)致凝露。若風(fēng)機(jī)開(kāi)啟，可帶走部分保溫棉、蝸殼冷量，減少凝露，且風(fēng)速越大，凝露越小。

3.3 安裝原因?qū)е履堵┧?/h3>

售后機(jī)凝露情況如圖5所示。經(jīng)過(guò)售后維修人員的實(shí)際勘測(cè)發(fā)現(xiàn)：（1）用戶安裝的天井機(jī)主體與天花吊頂有約40 mm的間隙，漏風(fēng)嚴(yán)重。（2）由于安裝時(shí)機(jī)器主體高于天花吊頂，導(dǎo)致機(jī)器主體與面板之間有約20 mm的間隙，用手感覺(jué)有漏風(fēng)，若內(nèi)機(jī)開(kāi)啟低風(fēng)檔，試紙飄動(dòng)。（3）生產(chǎn)過(guò)程中內(nèi)機(jī)風(fēng)道海綿未粘貼到位導(dǎo)致凝露滴水。以上三點(diǎn)可確定室內(nèi)及吊頂內(nèi)的新風(fēng)被吸入回風(fēng)道及出風(fēng)口縫隙處，與出風(fēng)口滲漏的低溫冷氣交匯，低于露點(diǎn)溫度而凝露滴水。

3.4 用戶使用環(huán)境濕度過(guò)大導(dǎo)致漏水

用戶空調(diào)安裝在實(shí)驗(yàn)室及通透式辦公場(chǎng)所，為保證試驗(yàn)的安全性，門上均設(shè)有新風(fēng)格柵，新風(fēng)源源不斷吹入室內(nèi)，導(dǎo)致室內(nèi)濕度很高。監(jiān)控到空調(diào)開(kāi)啟情況下，室內(nèi)濕度仍可達(dá)到84%～91%。這種濕熱空氣在回油及制冷時(shí)，在面板縫隙處冷凝，或在回風(fēng)腔與冷空氣交匯凝結(jié)而產(chǎn)生大量凝露水。

4 制定對(duì)策并驗(yàn)證

4.1 針對(duì)回油及風(fēng)速為0導(dǎo)致的漏水問(wèn)題

4.1.1 制定整改方案

更改控制程序：（1）對(duì)于未開(kāi)啟的天井內(nèi)機(jī)，回油期間使其風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將冷量轉(zhuǎn)移出去。（2）使回油周期固定為4 h，防止頻繁開(kāi)停機(jī)縮短回油周期。并對(duì)售后更改的程序進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

4.1.2 試驗(yàn)驗(yàn)證

（1）試驗(yàn)方案：工況27℃/26.5℃，32℃/-，相對(duì)濕度96%。試驗(yàn)對(duì)象1、2、3、4、5號(hào)如3.1.2節(jié)所述。2號(hào)28天井內(nèi)機(jī)、5號(hào)140天井內(nèi)機(jī)更改為售后新程序；3號(hào)36天井內(nèi)機(jī)、4號(hào)80天井內(nèi)機(jī)程序不變。單開(kāi)1號(hào)71風(fēng)管機(jī)連續(xù)運(yùn)行，另外4臺(tái)天井內(nèi)機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)，觀察回油后新程序與舊程序凝露情況。以此方案連續(xù)運(yùn)行20 h后，凝露現(xiàn)象及對(duì)比情況如圖6、圖7、圖8、圖9和表2所示。

（2）試驗(yàn)結(jié)果：新程序2號(hào)28機(jī)保溫綿上基本無(wú)水珠，而舊程序3號(hào)36機(jī)保溫綿上有一層細(xì)小水珠，比新程序凝露嚴(yán)重很多。新程序5號(hào)140機(jī)導(dǎo)流圈上基本無(wú)水，舊程序4號(hào)80機(jī)導(dǎo)流圈上局部有大量水珠，比新程序140機(jī)嚴(yán)重。

綜上，延長(zhǎng)回油周期及使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)可減少變頻多聯(lián)機(jī)凝露。

4.2 針對(duì)安裝問(wèn)題導(dǎo)致的漏水

解決措施如下：（1）在主體與吊頂縫隙、面板與主體縫隙處粘貼海綿，隔絕出風(fēng)口與回風(fēng)口，防止漏風(fēng)。（2）導(dǎo)風(fēng)板與泡沫結(jié)合處縫隙大漏風(fēng)，粘貼5 mm厚的海綿。

4.3 針對(duì)使用環(huán)境導(dǎo)致的漏水

使用環(huán)境導(dǎo)致漏水原因歸結(jié)于縫隙大，故在面板體與主體、主體與吊頂縫隙處粘貼海綿防止漏風(fēng)。同時(shí)用戶使用時(shí)應(yīng)關(guān)閉門窗，防止室外濕度較高的空氣進(jìn)入室內(nèi)。

4.4 整體方案驗(yàn)證

售后更改回油新程序及粘貼海綿后，單開(kāi)一臺(tái)內(nèi)機(jī)連續(xù)運(yùn)行一夜，其他內(nèi)機(jī)未出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，問(wèn)題得到解決。

圖6 28天井機(jī)凝露試驗(yàn)結(jié)果

圖7 36天井機(jī)凝露試驗(yàn)結(jié)果

圖8 140天井機(jī)凝露試驗(yàn)結(jié)果

圖9 80天井機(jī)凝露試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)論

變頻多聯(lián)機(jī)內(nèi)機(jī)凝露漏水問(wèn)題，與系統(tǒng)回油時(shí)間、風(fēng)速大小、售后安裝、使用環(huán)境等有較大關(guān)系。本文以一種典型售后凝露漏水情況為例，從凝露原理及回油原理上對(duì)變頻多聯(lián)機(jī)凝露漏水原因進(jìn)行分析，并從設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)到安裝等方面給出處理建議。

（1）程序設(shè)計(jì)：要優(yōu)化回油控制邏輯，適當(dāng)延長(zhǎng)回油周期，減少節(jié)流次數(shù)從而減少凝露。同時(shí)適當(dāng)增大內(nèi)機(jī)風(fēng)速，提高出風(fēng)溫度，轉(zhuǎn)移冷量，減少凝露。

（2）售后安裝：按安裝規(guī)范進(jìn)行安裝，維修后要還原裝配到位，防止出現(xiàn)縫隙漏風(fēng)問(wèn)題。

（3）使用環(huán)境：指導(dǎo)用戶使用時(shí)關(guān)閉門窗，隔離室外潮濕空氣，節(jié)約能源。

通過(guò)以上幾方面建議，可解決變頻多聯(lián)機(jī)凝露漏水問(wèn)題，提高變頻多聯(lián)機(jī)的用戶體驗(yàn)舒適性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。