空調(diào)內(nèi)外機連接管增大時內(nèi)機管路件的更改方案

劉志麗，秦蕊

（1. 廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院能源動力與環(huán)境工程學(xué)院，郵編：530000 2. 珠海格力電器股份有限公司，郵編：519000）

由于目前市場上的空調(diào)競爭較為激烈，如何降低成本成為了各個商家的重中之重［1］。經(jīng)過研究表明，通過更換其室內(nèi)外機的電動機、電子膨脹閥、毛細管與冷凝器均能降低成本［2］，但目前有一種有效降低成本的方位為打破傳統(tǒng)的內(nèi)外機搭配。目前家用空調(diào)的開發(fā)與市場已經(jīng)非常成熟，只要空調(diào)機組運行時能滿足制冷/熱能力、舒適性與可靠性，市場價格降低就可在市場上占有銷售優(yōu)勢。因此，在產(chǎn)品開發(fā)階段會存在采用大內(nèi)機搭配小外機的情況，如2P機組采用2P內(nèi)機搭配1P外機（提高內(nèi)機出風(fēng)量從而可以提高制冷量了），以及小內(nèi)機搭配大外機，如2P機組采用2P內(nèi)機搭配3P外機（大外機可采用單排冷凝器從而降低兩器的成本）。

本文案例來源于2P內(nèi)機與3P外機搭配進行2P空調(diào)機組的開發(fā)。根據(jù)目前市場上的普遍情況，制冷量與連接管的大小具體搭配情況為：（1）1匹機：φ 10、φ 6 mm；（2）1.5～2匹機：φ 12、φ 6 mm；（3）3匹機：φ16、φ9.52 mm；（4）5匹機：φ 19、φ9.52 mm。

2P內(nèi)機的集氣管管徑與進液管管徑分為 φ 12與φ6的銅管，3P外機的氣與液連接管管徑分別為φ16與φ9.52 mm，即內(nèi)外機的搭配時內(nèi)機集氣管與進液管的管徑與內(nèi)外機連接管的管徑不一致。而連接管在空調(diào)器降成本機型中也有及其重要的影響［3］，因此本文采用3P外機的大連接管 φ16與φ9.52 mm，更改內(nèi)機的管路件。

1 設(shè)計方案

集氣管部件由集氣管組件與管接頭焊接組成，進液管部件由進液管組件與管接頭組成。由于內(nèi)外機的氣/液連接管是通過喇叭口+螺母的連接方式將內(nèi)外機連接起來，因此實現(xiàn)氣/液連接管變管徑的方法必須更改管接頭。本分采用兩種方案，方案一是僅更改管接頭而不更改內(nèi)機的管路，方案二是更改管路與管接頭，下文將對具體方案的設(shè)計與可行性進行描述與分析。

1.1 方案一：更改更改集氣管與進液管的管接頭

1.1.1 設(shè)計方案

管接頭是將內(nèi)機的集氣管/進液管與內(nèi)外機氣/液連接管連接起來的銜接零件，由于之前沒有出現(xiàn)過集氣管φ12與進液管φ6的內(nèi)機搭配氣管φ16與液管φ 9.52 mm的連接管的案例，因此需要設(shè)計兩款新管接頭，一款管接頭用于氣管ф12→φ16 mm的連接，一款用于液管φ6→φ9.52 mm的連接，分別替換原φ12→φ12與φ6→φ6的管接頭。

管接頭的設(shè)計圖見圖1，其中，A端是集氣管/進液管的與管接頭的焊接端，B端是與內(nèi)外機連接管的喇叭口+螺母連接端，因此，為了達到變管徑的方法，更改的參數(shù)是B端的參數(shù)d1與d2。

圖1 管接頭設(shè)計結(jié)構(gòu)圖

由于A端與B端之間的的凸臺是用于集氣管/進液管的焊接定位，管接頭B端的內(nèi)徑d1不能更改，因此只能通過增大外徑螺紋的直徑d2，管接頭的B端壁厚隨之增加，具體的參數(shù)見表1。更改后管接頭的壁厚變大，集氣管、進液管的管接頭壁厚分別由3、2.5 mm增加到4.75與4.5 mm，可實現(xiàn) φ 12的集氣管部件、φ6的進液管部件分別與內(nèi)外機連接管φ16與φ9.52 mm通過喇叭口+螺母的連接方式進行連接。

表1 管接頭的參數(shù)對比表

1.1.2 驗證結(jié)果

采用自動送絲焊將設(shè)計的兩款新管接頭分別焊接在集氣管組件與進液管組件上，由于兩款新管接頭的壁厚增大，管接頭壁厚與管路件壁厚相差較大（φ6的壁厚0.75 mm，管接頭3的壁厚為4.75 mm，φ12的壁厚為0.8 mm，管接頭4的壁厚為4.5 mm），在焊接過程中管接頭尚未燒紅，管路存在發(fā)生過熱與過燒現(xiàn)象的可能性，焊點過燒是影響銅管強度和空調(diào)壽命的重大隱患之一［4］。為此對焊接的管路件進行了外觀檢查與內(nèi)部分析。得到下列結(jié)果：

①樣件的焊點處焊縫飽滿，無氣孔、未熔合、焊瘤等缺陷，但是表面粗糙，銅管過熱氧化嚴重，見圖2；

圖2 焊接處表面粗糙

②管接頭與管路的焊接內(nèi)部熔深合格，氣孔比例小于40 %，見圖3。

圖3 焊接內(nèi)部熔深分析圖

③金相分析結(jié)果顯示管路件輕微過燒，見圖4。

圖4 管路件輕微過燒

通過對管接頭的焊接分析得知，管路件的焊接基本處于臨界狀態(tài)，由于火焰大小受氣源壓力波動、人為因素等影響而不好控制，只要焊接火焰稍微過大，則管路件存在過熱或者過燒的安全隱患，而焊接火焰稍微調(diào)小，火焰溫度不足而導(dǎo)致管路件與管接頭處的焊料不飽滿，密封性不夠的安全隱患，因此方案一的推廣性不強。

1.2 方案二：更改集氣管與進液管的管徑與管接頭

1.2.1 設(shè)計方案

由于方案一不能確保產(chǎn)品的生產(chǎn)的可靠性，因此對其提出了更改方案二。由于3P內(nèi)機普遍采用的是φ16與φ9.52 mm的管路與其相對應(yīng)的管接頭，分別與φ16、φ9.52 mm的連接管連接，因此方案二將采用如下的設(shè)計方案：

在φ6的集氣管上截短，在φ6的管道焊接一根φ 9.52的I型管，而I型管需要做內(nèi)徑為φ6.2 mm的杯型口，通過焊接將φ6于φ9.52連接，而φ9.52的I型管的另一端采用成熟的管接頭5。

在φ12的集氣管部件上截短，在φ12的管道焊接一根φ16的I型管，I型管需要做內(nèi)徑為φ12.3 mm的杯型口，通過焊接將φ12于φ16連接，而φ16的I型管的另一端采用成熟的管接頭6。

由于φ6與φ12的銅管需要截短，分別增加 φ 9.52與φ16的管路，φ9.52與φ16的管路不能太短，否則不利于管路的焊接與管接頭的焊接。同時要保證集氣管部件與進液管部件的整體長度均不變，即：

①更改前的φ6銅管+管接頭的總長度等于更改后的φ6銅管+φ9.52銅管+管接頭的總長度。

①更改前的φ12銅管+管接頭的總長度等于更改后的φ12銅管+φ9.52銅管+管接頭的總長度。

1.2.2 驗證結(jié)果

經(jīng)焊接驗證，方案二簡單快捷，且不存在焊接過熱/過燒問題。但是可能存在下列問題：

保溫棉磨損問題：原蒸發(fā)器部件的保溫棉適用于φ6與φ12的銅管，目前管路的管徑增大，需要更換大的保溫管（為節(jié)省空間，不宜選用偏厚的保溫棉），避免保溫管在安裝時內(nèi)壁發(fā)生磨損；

內(nèi)機底殼空間不夠問題：該內(nèi)機為2P內(nèi)機，底殼部件適合安放φ6與φ12的銅管，現(xiàn)增加一段φ 9.52與φ16的銅管，銅管與其保溫棉所占的體積變大，底殼部件的空間或許不滿足方案二。

將更改后的蒸發(fā)器部件安裝在原底殼部件之后，發(fā)現(xiàn)新集氣管部件與進液管部件能放置在底殼部件。為了更好的模擬裝機效果，將φ9.52與φ 16的連接管連接到內(nèi)機上，連接管放置在內(nèi)機的背面，用綁帶固定好內(nèi)外機連接管，完全根據(jù)內(nèi)機的安裝方法進行操作，將內(nèi)機安裝在壁掛板之后，內(nèi)機與墻壁之間沒有明顯的空隙。

裝機證明，2P的內(nèi)機的底殼部件可放置 φ 9.52與φ16的銅管及其管接頭。

（3）安裝泄漏問題：將集氣管與進液管放置在內(nèi)機底殼的背面，銅管不存在放生折彎的情況，但內(nèi)機在安裝時，銅管的走向會多元化，為了避免管路折彎從而引起管路在焊接處發(fā)生泄漏的安全隱患，需要在集氣管、進液管的焊接位置放置彈簧，避免管路被折皺。

2 結(jié)語

綜上所述，通過增加管接頭壁厚更換管接頭的方案一存在焊接時管道過熱/過燒的安全隱患，方案二能較好的解決2P的內(nèi)機與3P的外機搭配時連接管變管徑的問題：氣管管徑由φ12變?yōu)棣?6 mm 的連接，液管管徑由φ6變?yōu)棣?.52 mm的連接。盡管本文的案例采取的是2P內(nèi)機搭配3P外機，但是整改方案依然使用與其他內(nèi)機和外機的搭配。