周夢然 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，多聯(lián)機產(chǎn)品的市場份額已經(jīng)占到整個集中空調(diào)領(lǐng)域的40%左右，而且還在呈逐漸上升趨勢[1]。但室內(nèi)機凝露滴水問題一直影響用戶體驗、造成財產(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)機室內(nèi)機凝露研究多與制冷劑分配、環(huán)境冷熱負荷等參數(shù)有關(guān)，而實際工程中影響變頻多聯(lián)機凝露漏水因素較多，筆者從變頻多聯(lián)機的回油周期、安裝方法、使用環(huán)境等方面對凝露漏水原因進行綜合分析，并提出相應(yīng)控制措施，對改善實際工程中變頻多聯(lián)機凝露漏水問題具有重要意義。

2 凝露及回油原理

凝露過程是飽和空氣降溫析濕的過程。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，當降低到一定值時，水蒸氣分壓力達到當前空氣溫度對應(yīng)的飽和壓力，此時，空氣中的水蒸氣達到飽和，相對應(yīng)的溫度即是露點溫度。如果進一步降低溫度，空氣中就會有水以凝露的方式析出。凝露析濕過程如圖1所示，其中：t1——濕空氣初始溫度，P1——濕空氣對應(yīng)的水蒸氣分壓力，t2——濕空氣對應(yīng)的飽和溫度，A點表示濕空氣的初始點。此時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，此時等壓線P1和等溫線t2與飽和線相交于點B。B點代表的濕空氣即為飽和濕空氣，此時飽和濕空氣的溫度t2就是露點溫度。繼續(xù)對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，此時對應(yīng)的水蒸氣分壓力為P3，在降溫過程中，伴隨著水蒸氣分壓力的降低，多余的水蒸氣通過凝露的方式變成凝結(jié)水析出[2]。

多聯(lián)機內(nèi)機凝露漏水原因為：空氣遇到冷表面或冷空氣時，如果冷表面或冷空氣溫度低于空氣露點溫度，則會產(chǎn)生凝露水，附著在冷表面或經(jīng)過的物體表面，進而凝聚成大水滴并滴落。

冷凍油在各類制冷壓縮機中起著十分重要的作用：（1）減少運動部件的機械摩擦和磨損；（2）冷凍油在運行循環(huán)中不斷帶走制冷壓縮機工作過程中產(chǎn)生的大量熱量，使機械保持較低的溫度，從而提高制冷機的機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)機也就是“一拖多”模式，即1臺室外機經(jīng)由配管同2臺以上（包括2臺）室內(nèi)機連接到一起的一種空調(diào)系統(tǒng)[3]。多聯(lián)機系統(tǒng)由于管路長（長達125 m）、落差大（高達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，總有部分油進入系統(tǒng)冷凝器、蒸發(fā)器以及相應(yīng)的管路，隨著運行時間的增加，系統(tǒng)中的潤滑油越積越多，壓縮機會因為缺油而損壞，所以系統(tǒng)會定期升頻進行回油循環(huán)，利用高流速的冷媒將冷凍油帶回壓縮機[5]。

現(xiàn)以變頻多聯(lián)機1種典型售后漏水情況為例進行驗證分析。如圖2系統(tǒng)圖所示，若用戶安裝的多聯(lián)機為一拖N天井內(nèi)機，A為主機。正常運行時回油周期為4 h，回油時間為4 min左右。用戶制冷只開主機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)。當進行回油循環(huán)時，B至N天井機的電子膨脹閥全部打開但整機仍不制冷，內(nèi)風機不轉(zhuǎn)動。在此種運行模式下，出現(xiàn)運行主機A不漏水但部分未運行B、N等天井內(nèi)機漏水的問題。

圖1 凝露析濕過程

3 凝露原因分析

3.1 回油導(dǎo)致的凝露漏水

3.1.1 整機內(nèi)部系統(tǒng)原因分析

針對此種漏水情況分析系統(tǒng)內(nèi)部原因有以下三點：

（1）控制程序問題。用戶使用時只開主機A，未開B、N等內(nèi)機時，因售后多聯(lián)機控制程序出問題，導(dǎo)致B、N等內(nèi)機也正常開啟制冷而凝露漏水；現(xiàn)場核查排除此原因。

（2）電子膨脹閥損壞。因多聯(lián)機電子膨脹閥均安裝在各內(nèi)機側(cè)，且未開啟部分內(nèi)機漏水，極具偶然性，故有可能是漏水內(nèi)機的電子膨脹閥損壞，正常運行時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)場核查排除此原因。

（3）系統(tǒng)回油循環(huán)引起。系統(tǒng)回油時，未開啟內(nèi)機的電子膨脹閥正常開啟，冷媒流經(jīng)電子膨脹閥節(jié)流后降壓降溫，使內(nèi)機風道等溫度低于空氣露點溫度，凝露漏水。后經(jīng)過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

首先進行售后漏水的模擬試驗，驗證回油猜想。

（1）試驗方案：工況27℃/26.5℃，32℃/-，相對濕度96%。選取如下5臺內(nèi)機為試驗對象，運行時單開1號71風管機，另外4臺天井內(nèi)機處于關(guān)閉狀態(tài)。具體試驗對象如下：

圖2 系統(tǒng)圖

1號：風機盤管內(nèi)機，型號FGR7.1Pd/C1Na，制冷功率2600 W，制冷量7100 W，采用格柵送風，嵌入吊頂。安裝在某空調(diào)企業(yè)的焓差實驗室數(shù)據(jù)監(jiān)控房中，同步用作辦公場合，開門頻次及開門時間較長。

2號：吸頂式空調(diào)，型號KFR-28TWNhCa-3，制冷功率1630 W，制冷量2800 W，設(shè)置四個導(dǎo)風板四面送風，嵌入吊頂。安裝在某空調(diào)企業(yè)的焓差實驗室數(shù)據(jù)監(jiān)控房中，同步用作辦公場合，開門頻次及開門時間較長。

3號：吸頂式空調(diào)，型號KFR-36TWNhCa-3，制冷功率2000 W，制冷量3600 W，設(shè)置四個導(dǎo)風板四面送風，嵌入吊頂。安裝在某空調(diào)企業(yè)的焓差實驗室內(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)置有新風口，定期通新風。

表1 模擬售后故障試驗試驗工況 室內(nèi)干/濕球：27℃/26.5℃ 室外干/濕球:32℃/- 相對濕度：96.6%試驗對象 1號 2號 3號 4號 5號71風管機 28天井內(nèi)機 36天井內(nèi)機 80天井內(nèi)機 140天井內(nèi)機內(nèi)機運行情況 開啟 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

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圖3 28天井機凝露試驗結(jié)果

圖4 36天井機凝露試驗結(jié)果

圖5 售后機凝露現(xiàn)象

4號：吸頂式空調(diào)，型號KFR-80TWNhCa-3，制冷功率2790 W，制冷量8000 W，設(shè)置四個導(dǎo)風板四面送風，嵌入吊頂。安裝在某空調(diào)企業(yè)的焓差實驗室內(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。

5號：吸頂式空調(diào)，型號KFR-80TWNhCa-3，制冷功率3850 W，制冷量14000 W，設(shè)置四個導(dǎo)風板四面送風，嵌入吊頂。安裝在某空調(diào)企業(yè)的焓差實驗室內(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。

備注：試驗工況為模擬售后使用環(huán)境確定。因正常滿負荷運行時回油周期為4 h，而系統(tǒng)在部分負荷時壓縮機轉(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1號71風管機采取開10 min停3 min的試驗方案，使壓縮機一直處于23 Hz左右的低頻運行，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）試驗結(jié)果：以此試驗方案系統(tǒng)制冷運行74 h進行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28機、3號36機內(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)機漏水現(xiàn)象。經(jīng)過進一步調(diào)查了解，發(fā)現(xiàn)用戶晚上單開一臺天井內(nèi)機（外機是900多聯(lián)機），分析為機組負荷過低導(dǎo)致壓縮機頻繁啟停，此時回油周期縮短為2 h，回油時其他未開啟天井機風機不啟動，而電子膨脹閥打開進行節(jié)流降溫，內(nèi)機進出管最大溫差溫度為39.7℃/-4.5℃，溫差最大可達44.2℃。溫度較低的冷媒流經(jīng)室內(nèi)蒸發(fā)器時，通過熱傳導(dǎo)、輻射、對流換熱等方式使保溫綿、蝸殼溫度低于空氣露點溫度，導(dǎo)致凝露滴水。

通過此模擬試驗及售后情況狀態(tài)調(diào)研，確定系統(tǒng)回油會導(dǎo)致正常運行時未開啟的多聯(lián)內(nèi)機漏水。

3.2 風速過低乃至為0導(dǎo)致凝露漏水

運行時5臺機回油周期均縮短為2 h，而只有1號機風機正常開啟，凝露較少。其他4臺機因回油時電子膨脹閥正常開啟節(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，低于空氣露點溫度導(dǎo)致凝露。若風機開啟，可帶走部分保溫棉、蝸殼冷量，減少凝露，且風速越大，凝露越小。

3.3 安裝原因?qū)е履堵┧?/h3>

售后機凝露情況如圖5所示。經(jīng)過售后維修人員的實際勘測發(fā)現(xiàn)：（1）用戶安裝的天井機主體與天花吊頂有約40 mm的間隙，漏風嚴重。（2）由于安裝時機器主體高于天花吊頂，導(dǎo)致機器主體與面板之間有約20 mm的間隙，用手感覺有漏風，若內(nèi)機開啟低風檔，試紙飄動。（3）生產(chǎn)過程中內(nèi)機風道海綿未粘貼到位導(dǎo)致凝露滴水。以上三點可確定室內(nèi)及吊頂內(nèi)的新風被吸入回風道及出風口縫隙處，與出風口滲漏的低溫冷氣交匯，低于露點溫度而凝露滴水。

3.4 用戶使用環(huán)境濕度過大導(dǎo)致漏水

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

4 制定對策并驗證

4.1 針對回油及風速為0導(dǎo)致的漏水問題

4.1.1 制定整改方案

更改控制程序：（1）對于未開啟的天井內(nèi)機，回油期間使其風機轉(zhuǎn)動，將冷量轉(zhuǎn)移出去。（2）使回油周期固定為4 h，防止頻繁開停機縮短回油周期。并對售后更改的程序進行試驗驗證。

4.1.2 試驗驗證

（1）試驗方案：工況27℃/26.5℃，32℃/-，相對濕度96%。試驗對象1、2、3、4、5號如3.1.2節(jié)所述。2號28天井內(nèi)機、5號140天井內(nèi)機更改為售后新程序；3號36天井內(nèi)機、4號80天井內(nèi)機程序不變。單開1號71風管機連續(xù)運行，另外4臺天井內(nèi)機處于關(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)運行20 h后，凝露現(xiàn)象及對比情況如圖6、圖7、圖8、圖9和表2所示。

（2）試驗結(jié)果：新程序2號28機保溫綿上基本無水珠，而舊程序3號36機保溫綿上有一層細小水珠，比新程序凝露嚴重很多。新程序5號140機導(dǎo)流圈上基本無水，舊程序4號80機導(dǎo)流圈上局部有大量水珠，比新程序140機嚴重。

綜上，延長回油周期及使風機轉(zhuǎn)動可減少變頻多聯(lián)機凝露。

4.2 針對安裝問題導(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，隔絕出風口與回風口，防止漏風。（2）導(dǎo)風板與泡沫結(jié)合處縫隙大漏風，粘貼5 mm厚的海綿。

4.3 針對使用環(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。同時用戶使用時應(yīng)關(guān)閉門窗，防止室外濕度較高的空氣進入室內(nèi)。

4.4 整體方案驗證

售后更改回油新程序及粘貼海綿后，單開一臺內(nèi)機連續(xù)運行一夜，其他內(nèi)機未出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，問題得到解決。

圖6 28天井機凝露試驗結(jié)果

圖7 36天井機凝露試驗結(jié)果

圖8 140天井機凝露試驗結(jié)果

圖9 80天井機凝露試驗結(jié)果

5 結(jié)論

變頻多聯(lián)機內(nèi)機凝露漏水問題，與系統(tǒng)回油時間、風速大小、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變頻多聯(lián)機凝露漏水原因進行分析，并從設(shè)計開發(fā)到安裝等方面給出處理建議。

（1）程序設(shè)計：要優(yōu)化回油控制邏輯，適當延長回油周期，減少節(jié)流次數(shù)從而減少凝露。同時適當增大內(nèi)機風速，提高出風溫度，轉(zhuǎn)移冷量，減少凝露。

（2）售后安裝：按安裝規(guī)范進行安裝，維修后要還原裝配到位，防止出現(xiàn)縫隙漏風問題。

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

通過以上幾方面建議，可解決變頻多聯(lián)機凝露漏水問題，提高變頻多聯(lián)機的用戶體驗舒適性和市場競爭力。