浅谈空调蒸发器温度传感器的故障诊断
刘建东
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刘建东,. 浅谈空调蒸发器温度传感器的故障诊断[J]. 装备技术研究,2022.8. DOI:10.12721/ccn.2022.157168.
摘要: 目前我国城市化发展和科技水平的快速发展,空调系统是现代的重要组成部分,在采用定排量压缩机的空调装置中,通常利用设置在蒸发器出风口的温度传感器信号控制空调装置的启停,当出风温度降低到预先设定的切断温度时,压缩机停止运行,当出风温度升高到预先设定的接通温度时,压缩机运行。因此,温度传感器的位置及控制参数(切断/接通温度)的设定对于车内环境的热舒适性和空调装置工作的稳定性有重要影响。文中以重庆长安公司生产的某款微型为研究对象,在不改变原车现有空调装置硬件的前提下,对蒸发器表面结霜对制冷量的影响进行了研究,在此基础上,通过实验对温度传感器位置和空调控制参数(切断/接通温度)进行了优化,实车环境模拟试验表明,优化后空调装置的舒适性和稳定性有较大的提高。
关键词: 空调温度传感器;温度控制参数;温度测量系统
DOI:10.12721/ccn.2022.157168
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引言
空调的两大系统分别为制冷系统和制热系统,是空调设备的主要工作机构。空调的单冷系统由压缩机、冷凝器、毛细管和蒸发器组成。将四通阀加在单冷空调的制冷系统中,可以增加制热功能。通常会在空调中增加单向阀和毛细管,以增强制热功能。空调系统中,故障率最高的是制热和制冷两大系统。所以,当空调出现故障时,维修技师主要针对这两大方向展开研究分析,排查维修故障。
1智能传感技术
智能空调要对室内的温度、湿度、空气质量等信息进行监测和分析,智能地判断何时该制冷、何时该净化、何时该加湿,让室内的温度、湿度、空气指数始终保持在最舒适的状态。智能传感器把收集到的温度、湿度、空气质量等各种数据储存起来,并按照设定的舒适度的判断等指令处理这些数据,从而给出人性化的判断温度、湿度的设定值以及各部件的工作时间等结果。
2理论分析
层叠式蒸发器在空调装置中的应用极为广泛,其内部多个流程通过多个隔板划分,不同流程之间的制冷剂存在温度的显著区别,而受到不同流道间制冷剂流动存在的不均匀性影响,不同流程间制冷剂的温度也存在一定差别,而如果层叠式蒸发器某一位置温度低于0℃,层叠式蒸发器表面便会开始结霜。如出现表面结霜情况,层叠式蒸发器将带来蒸发温度降低、平均换热系数降低、系统功耗增大等影响,而如果出现表面爽层过厚情况,层叠式蒸发器的换热量将急剧降低,且风机状态点也会出现明显变化,最终导致空调系统无法正常运行。因此,空调系统的设计必须避免层叠式蒸发器的结霜,但在结霜临界点可以允许其表面结一层薄霜,这是由于此类情况下薄霜有助于提高层叠式蒸发器的空气侧平均换热系数,其制冷量也能够由此实现长足提升。因此,空调装置的切断温度可以降低至℃以下,但在过低的蒸发温度状态运行中,长时间运行将导致层叠式蒸发器的安全性、稳定性受到影响,因此必须通过温度传感器将空调装置切断温度降低到0℃以下并控制在合理区间,层叠式蒸发器的结霜由此即可控制在合理范围内,这一目标的实现需重点考虑风量和冷量的变化,具体数值确定还需要开展针对性较高的试验。
3空调系统中的常见故障解决措施
3.1制热时频率变化对蒸发器性能
在额定制热工况下,制冷系统四通阀换向,蒸发器起冷凝作用,蒸发器的进口此时对应冷凝出口,蒸发器的出口对应冷凝进口。固定电子膨胀阀开度,通过调节频率变化,显示了额定制热能力与性能系统COP的变化情况,显示了蒸发器每个支路进出口温度的变化情况。随着频率的提高,额定制热能力提高,性能系数COP值不断下降;蒸发器各支路的进出口温度随着频率的提高而呈上升趋势。
3.2温度传感器位置的选择
温度传感器的位置应在蒸发器出风面温度最低处,这样才能准确判断蒸发器是否结霜或结霜的程度,若温度传感器的安装位置不正确,会引起蒸发器严重结霜导致制冷量不足,影响车内环境的舒适性。目前常规确定温度传感器位置的方法是采用铂电阻或热电偶测量蒸发器总成的出风口温度分布,寻找到温度最低点。该方法有较大的局限性:位置的准确度取决于温度传感器的个数,个数越多,位置的误差越小;温度传感器布置的个数越多,对蒸发器出风口的流场干扰越大,测量结果与实际情况的偏差也越大。温度传感器的准确位置必须具备2个条件:不影响蒸发器出风口的流场;得到出风口温度分布的全部信息。要满足以上条件,必须采用非接触式的测温方法。
3.3管温传感器
发现室内风机能够正常运转,而压缩机与室外风机不能启动,且正常亮起的“运行”指示灯无任何指示。为了证明室内机的主板没有向外输送电压,可以利用万用表的电压档来测压缩机与室外风机端子的电压。测量结果显示,电压为0V,判断没有向外输出电压。判断输入电路出现故障的重要现象是空调开机后“运行”指示灯不亮。待CPU检测到信号后,正常时应由继电器组输出控制电压,而传感器发生故障会导致这一信号检测至输出电压的过程中出现问题,因此应该重点检查传感器电路。测量环境温度与管温传感器的工作电压。利用万用表的直流电压档,测量集成块34046的地脚与插头的分压点之间的电压。房间温度为25℃时,两个插头间的电压应该接近2.5V。实际测量发现,环温传感器的分压点电压为2.5V,管温传感器的分压点电压是4.1V。经测量分析,环温传感器电路可以正常工作,应加强检查和分析管温传感器电路。测量管温传感器阻值。断开电源,从蒸发器抽出管温传感器,防止蒸发器的温度影响测量结果。等一段时间后,将传感器表面温度与房间最后,申请计划,制定故障抢修方案和准备抢修物资,待运营结束后,根据电力和防灾调度检查并处理整流机组故障。故障处理过程中,供电人员按要求执行调度命令,确认并制定安全措施。
3.4温度传感器位置布置对结霜控制
温度传感器通常都会设置在空调系统蒸发器的表面,这样蒸发器的温度能够及时反馈给温度传感器,从而来对压缩机开关进行控制。在实际运行中,蒸发器表面温度低于设定的最低温度值时,温度传感器则会控制压缩机停止运行,反之则会控制压缩机开始工作。通过压缩机停止运行和开始运行的循环控制,从而实现对蒸发器温度的有效控制。但在实际情况中,蒸发器会受到自身结构影响,其表面温度无法达到均匀的温度场,从而导致各个不同区域会存在温度差。一旦温度传感器安装在温度较高区域时,会出现感应温度过高的情况,从而出现部分低温区域,发生结霜现象。
结语
变频空调制冷系统的能效随着压缩机频率的提高而降低,在满足制冷系统能力基础上,适当降低频率可以提高变频空调APF值。制冷时,固定电子膨胀阀开度,提高频率,蒸发器进出口温度均降低;固定频率,调大电子膨胀阀开度,蒸发器进出口压力均上升,蒸发器压降增大。制冷系统存在一个最佳开度值,在这个点,制冷能力与能效比最优。空调温度传感器位置及控制参数优化可有效提升车内环境舒适性,在此基础上,本文涉及的理论分析、位置选择、参数确定试验等内容,则提供了可行性较高的优化路径,而为了更好提升空调系统性能,模糊控制理论的引入与应用也需要得到重视。
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