淺談空調(diào)系統(tǒng)中混入空氣影響及原因分析

劉 波 陳章勇 侯偉奇

（珠海格力電器股份有限公司 珠海 519070）

引言

理論上空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)入空氣后，空氣會跟著冷媒一起在系統(tǒng)中循環(huán)，會降低系統(tǒng)的換熱效果，使得吸排氣溫度上升，制冷制熱能力下降，同時空氣在系統(tǒng)中并非均勻分布，故而導(dǎo)致壓力、功率都存在一定波動。而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，混入空氣現(xiàn)象比較常見，分析空調(diào)系統(tǒng)混入空氣后的現(xiàn)象以及排查空調(diào)生產(chǎn)過程可能進(jìn)入空氣的環(huán)節(jié)，對整機(jī)的質(zhì)量保證非常重要。

1 驗(yàn)證方案及過程

在灌注前將快速接頭拔掉使整機(jī)系統(tǒng)里面充注空氣，使用灌注機(jī)人為強(qiáng)行灌注后在熵檢房進(jìn)行測試，并將混入空氣的機(jī)器和沒混入空氣正常的機(jī)器送性能實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行制冷量測試，對比性能差異。從測試的數(shù)據(jù)情況分析，混入空氣異常機(jī)器制冷量、能效比嚴(yán)重偏低、功率基本不變、吸排氣溫度偏高、壓力存在不穩(wěn)定及偏低的情況，具體對比數(shù)據(jù)如下表1。

表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2 生產(chǎn)過程混入空氣原因分析

空調(diào)生產(chǎn)過程中涉及物料和裝配工序多，對整個生產(chǎn)流程進(jìn)行梳理同時結(jié)合檢驗(yàn)工序排查制冷系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)進(jìn)入空氣的環(huán)節(jié)主要集中在熵檢測試、抽真空以及灌注環(huán)節(jié)。

2.1 熵檢測試環(huán)節(jié)分析

作業(yè)流程為接管→運(yùn)轉(zhuǎn)測試→冷媒回收→拆管，主要是通過連接管、快速接頭實(shí)現(xiàn)被測機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)進(jìn)行對接。熵檢環(huán)線里系統(tǒng)進(jìn)入空氣的失效原因主要是測試車位有漏，特別是是標(biāo)準(zhǔn)機(jī)系統(tǒng)各管路聯(lián)接點(diǎn)、連接管接頭密封圈損壞等。有漏車位在熵檢房冷媒回收后因?yàn)楣艿缐毫^低，而大氣壓力較高從而導(dǎo)致空氣逐漸進(jìn)入車位管道，尤其是在停線較長的情況下有漏的車位標(biāo)準(zhǔn)機(jī)管道內(nèi)部可能混入較多的空氣。主要解決方案及對策：生產(chǎn)前必須檢查標(biāo)準(zhǔn)機(jī)壓力情況，當(dāng)系統(tǒng)壓力在標(biāo)準(zhǔn)范圍時，表明系統(tǒng)正常、無泄漏，該車位可使用；當(dāng)系統(tǒng)壓力高于標(biāo)準(zhǔn)時，表明系統(tǒng)內(nèi)冷媒過多，須將多余的冷媒排掉；當(dāng)系統(tǒng)壓力低于標(biāo)淮時，表明該車位標(biāo)準(zhǔn)機(jī)系統(tǒng)可能有漏，須進(jìn)行漏點(diǎn)排查。

2.2 抽真空環(huán)節(jié)分析

作業(yè)流程為接管→抽真空→拆管，主要是通過連接管、快速接頭實(shí)現(xiàn)被測機(jī)與真空泵之間進(jìn)行對接，通過真空泵抽空實(shí)現(xiàn)整機(jī)真空度達(dá)標(biāo)。真空環(huán)線導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)入空氣（或空氣殘留）的常見原因?yàn)檎婵毡贸榭漳芰ο陆?、連接管及接頭密封失效等。

為了驗(yàn)證真空泵抽空能力影響，選取在實(shí)際生產(chǎn)過程中容易進(jìn)入制冷系統(tǒng)的物質(zhì)（真空泵油、銅管油、壓縮機(jī)油、水）分別進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)證測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2。

表2 驗(yàn)證情況匯總表

通過對以上對比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：

1）在真空泵中分別增加200 mL水和壓縮機(jī)油后測試數(shù)據(jù)基本相同，說明一定量的水和壓縮機(jī)油對抽真空影響變化不大。

2）當(dāng)在真空泵中增加100 mL銅管油時，抽空180 s后真空度比正常測試要大，當(dāng)增加到200 mL銅管油后重新測試真空泵顯示真空度比100 mL有所上升，而抽空時間增加300 s后系統(tǒng)真空度也無法達(dá)標(biāo)。

3）真空泵更換新油后驗(yàn)證抽空能力正常。

通過以上驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)銅管油對真空泵的能力衰減有很大影響。在實(shí)際生產(chǎn)過程中冷凝器和管路生產(chǎn)過程中都很容易造成銅管油混入，從而造成真空泵抽真能力下降系統(tǒng)抽空不徹底，另外對接接頭密封圈損壞等也是抽真空不達(dá)標(biāo)常見原因。

主要解決方案及對策：①定期對真空泵能力進(jìn)行檢測，如空抽能力不滿足須停用。②定期對真空泵油進(jìn)行更換。③對接頭密封圈等進(jìn)行定期更換檢修。④對管路件、兩器件上游工序來料加強(qiáng)質(zhì)量控制，減少系統(tǒng)里自帶管路油及異物影響。

2.3 灌注環(huán)節(jié)分析

灌注流程分為抽真→保壓→灌注。

抽空：槍頭上的抽空電磁閥打開，同時壓縮空氣驅(qū)動槍頭上的頂針將工藝管快速接頭頂針頂開，機(jī)器與灌注機(jī)真空泵系統(tǒng)連接進(jìn)行抽空，抽真空時間一般設(shè)定3～5 s，當(dāng)真空度低于設(shè)定下限值，灌注機(jī)進(jìn)行檢測保壓，否則灌注機(jī)報(bào)警。

保壓：此時槍頭抽空電磁閥、氣頂針仍然打開，灌注機(jī)真空泵的真空入口氣動閥關(guān)閉，機(jī)器進(jìn)行保壓，當(dāng)時間到且真空度未超過設(shè)定上線值時灌注機(jī)開始充注冷媒，否則灌注機(jī)報(bào)警。

灌注：槍頭上的抽真空電磁閥關(guān)閉，氣頂針仍然打開，灌注槍頭充注大閥、小閥同時打開對機(jī)器進(jìn)行灌注，流量計(jì)開始計(jì)數(shù)，當(dāng)快要充注完畢時先關(guān)閉大閥，小閥繼續(xù)充注，以此減小灌注量誤差。灌注完成后，小閥關(guān)閉，氣頂針縮回，灌注合格提示鈴聲響起。

從上面的灌注原理可以看出當(dāng)整機(jī)系統(tǒng)真空度不良時灌注機(jī)會開啟自抽真空功能。如果真空度僅輕微超標(biāo)時，可以通過灌注機(jī)將系統(tǒng)抽至合格范圍且保壓合格后進(jìn)行灌注。如果系統(tǒng)出現(xiàn)大漏或直接對空排放時抽真空速度慢于系統(tǒng)泄漏速度，在設(shè)定時間內(nèi)抽不到設(shè)定真空度要求或無法保壓時灌注機(jī)會報(bào)警并無法灌注。正常操作時設(shè)備可以保證系統(tǒng)真空度要求，但當(dāng)采用強(qiáng)灌方式時系統(tǒng)就會存在混入空氣風(fēng)險(xiǎn)。

強(qiáng)灌原理：灌注機(jī)能否灌注主要是根據(jù)檢測真空度和保壓真空度的信號是否達(dá)到設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，如果全部滿足就會進(jìn)行灌注，而一旦信號錯誤（或假信號）就會存在誤灌注的可能。在生產(chǎn)過程中常見的強(qiáng)灌的方式有如下：

1）回折檢測真空管，使工件未能與被測空間接通，誤導(dǎo)灌注機(jī)檢測合格并進(jìn)入充注步驟；

2）關(guān)閉截止閥閥芯，抽空系統(tǒng)僅對閥門及充注槍空間進(jìn)行抽空檢測，灌注機(jī)以此檢測依據(jù)進(jìn)入灌注環(huán)節(jié)，而實(shí)際系統(tǒng)內(nèi)部真空度遠(yuǎn)高于檢測值；

圖1 灌注槍頭結(jié)構(gòu)圖

3）啟動灌注機(jī)手動功能，屏蔽抽真空、檢測環(huán)節(jié)，直接對工件實(shí)施灌注；

4）設(shè)備故障，如槍頭頂針頂出失效等。

強(qiáng)灌是灌注環(huán)節(jié)造成系統(tǒng)真空不良的常見原因，主要解決方案及對策：①利用自動化及信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)灌注全流程自動化，如利用自動掃條碼識別冷媒種類[1]、灌注重量自動切換校準(zhǔn)、自動稱重等，全流程無人化，從而避免人工操作不受控影響。②對于需要人工操作的設(shè)備，可以通過對操作人員的受控管理（如需要取得上崗作業(yè)資格證）加強(qiáng)對人員操作要求培訓(xùn)、質(zhì)量意識提升等減少違規(guī)操作，同時可以對灌注設(shè)備進(jìn)行技術(shù)升級改造[2]，實(shí)現(xiàn)設(shè)備防呆防錯，有效降低異常出現(xiàn)。

3 結(jié)語

制冷系統(tǒng)中混入空氣會影響整機(jī)性能，產(chǎn)品會存在質(zhì)量隱患。對生產(chǎn)過程中可能混入空氣的主要環(huán)節(jié)及隱患點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)分析排查以及進(jìn)行針對性的改善，是空調(diào)生產(chǎn)過程中一項(xiàng)非常重要工作。同時利用信息化、自動化技術(shù)提升實(shí)現(xiàn)作業(yè)環(huán)節(jié)防呆防錯也是目前空調(diào)制造的方向。