分体室内机管温感温包定位可靠性分析

钟光明 林晨 毛玮

（珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519070）

分体室内机管温感温包定位可靠性分析

钟光明 林晨 毛玮

（珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519070）

分体机室内机管温感温包是分体机室内蒸发器上用于感测蒸发器铜管温度的感温元件，其放置位置对分体式空调器可靠性有重大影响。本文对分体式室内机管温感温包位置对可靠性的影响进行相关分析，对如何正确设置感温包位置确保整机可靠运行提供指导。

分体式空调器；管温感温包；感温包套管；最大运行制热；冻结

1 引言

家用分体式空调器在全球范围内越来越普及，但是不同地区不同国家的人们使用空调的习惯不同，需要家用空调器能适应不同使用习惯下的可靠性要求。而分体式空调器主要通过控制温度和压力对整机可靠性进行控制，所以分体式室内机管温感温包作为直接感测蒸发器铜管温的感温元件对可靠性起重要作用。因为感温包将其感测到的温度返回给控制器，可以由控制器按设定好的程序对整机进行合理保护及控制。但是，在不同模式、不同室内外环境温度下，蒸发器各个位置的温度会存在较大差异，所以管温感温包的放置位置对控制整机可靠性的准确性有重大影响，否则极易引起保护不当或者保护不及时等问题。本文针对管温感温包放置的位置进行全面分析，对正确选择感温包位置的方法进行论述，并为后续感温包定位设计提供指导。

2 管温感温包的工作原理及装配位置

2.1 工作原理

感温包是以热敏电阻为原材料，经过加引线套管、压着端子等工序处理后加工而成的物料。热敏电阻是一种电阻值随其阻体温度的变化呈显著变化的热敏感半导体电阻器。当室内管温感温包感测到蒸发器管温发生变化时，其电阻值随着管温变化而变化，空调的控制器检测到阻值变化，转化为温度值，从而可检测感温包所在的管温处的温度值。然后按照设定的程序对管路的温度进行控制。

2.2 从感测准确性方面进行分析其正确的装配位置

在空调器室内机蒸发器上的感温包套管通常采用的是直管型套管，感温包装配在套管中是靠感温包插片进行固定的。在实际操作时为了确保感温包感测到的温度与实际管温最接近，一定要确保感温包在套管中与弯头的距离最小。这就

要求感温包插片在固定感温包时放置的位置与感测点相对（如图1所示）。

表1 最小制冷运行模式下蒸发器各流路的温度（单位：℃）

表2 最大运行制热模式下室内换热器各分路的温度（单位：℃）

此外，对于这种接触式测温方式，感温元件需要与被测介质接触进行热交换，如果在焊接感温包套管时焊接方式不正确，将会导致热交换不充分造成测量误差。当温度稳定时，感温元件与测温点的接触面积小或者接触点太靠近感温包的末端是造成误差大的主要原因。

感温包套管焊接在蒸发器弯头上按照焊接位置不同大概可以分为图2所示的A、B、C三种方式。其中A方式与测点的接触面积最大，是我们选择的首要方式。而C方式感温元件与测点不仅是点接触，而且焊点偏向感温包末端，在感温包从右往左插入后误差最大，故此方式不推荐使用。

另外，在感温包位置选择时需考虑焊接套管后与周边零件的距离，确保预留的空间足够大以方便生产时感温包能快速插入。

3 系统保护功能对管温感温包位置的要求

3.1 制冷运行可靠性分析

图1 感温包、感温包套管、感温包插片装配示意图

在室内、室外温度都较低的情况下，由于室外换热温差大，此时室外换热器的换热效果较好。而由于室内换热温差小，蒸发器的换热效果差，所以冷媒在蒸发器中的温度较低，极易发生结霜或者结冰的情况。蒸发器结霜后，空气的净流通面积变小，致使换热效果大幅降低，蒸发温度越来越低。这样不仅影响空调器的制冷效果，而且会导致吸气干度降低，易使压缩机带湿压缩发生液击现象而损坏压缩机。所以在蒸发器发生结霜现象后空调器应能及时进行防冻结保护。

在程序设定上，设定管温感温包检测到的温度低于某设定值时，主板将会控制整机进入防冻结保护模式，对内机蒸发器进行化霜。此时如果感温包所在位置的温度不是蒸发器中最低温度，将不能在蒸发器结霜时起到及时保护的作用，或者在退出保护模式时化霜不完全。基于此分析，此时对感温包放置位置的要求为：放在蒸发器最低或者次低位置。

以某出口24000Bth/h冷量分体机为例，对蒸发器各分路在最小制冷工况下各风档的温度点进行测试，测试的数据如表1所示，各点在蒸发器中的位置如图3所示。

图2 感温包套管的焊接位置

从表1的数据可以看出：在最小制冷工况时，风档高时换热效果好，蒸发器整体温度较高，不会出现结霜的现象。当风档为低风档时换热效果差蒸发器的温度较低，其中“中1”和“中4”两点的温度最低。如感温包放置在此两个位置都可使系统在最小运行制冷时更早进入防冻结保护。

3.2 制热运行可靠性分析

在分体机制热运行时，如果室内换热器（即上面的蒸发器）的管温过高时，在热辐射和热对流的作用下，因为内机壳体采用的材料大多是塑料，外壳将会变形甚至燃烧。同时蒸发器管温高反映系统的冷凝温度及压力高，此时的吸、排气温度、蒸发压力也会较高。如果整机长期在此种状况下运行会导致严重后果：压缩机在高负荷下运行寿命会受到较大影响，系统压力高可能导致管路系统振动剧烈，甚至发生爆管、冷媒泄露等质量事故。

在此种情况下，管温感温包可以设置在室内换热器（即上面的蒸发器）各流路的最高温度或者次高温度的位置，当检测到管温感温包检测温度达到限值时，通过主板控制整机进入防高温保护，降低整机的运行压力及排气温度。

同样，对上面24K分体机蒸发器在最大运行制热运行时室内换热器进行了相关测试，测试的结果如表2。

图3 蒸发器分路图

从表2可以看出：蒸发器4个分路中部温度基本相当，温差基本在2℃范围内。根据上面实验的结果，管温感温包放置的位置可以为“中1”、“中2”、“中4”三个位置，此三个位置都可使系统在高负荷制热运行时及时进入防高温保护。

3.3 综合分析

从制冷可靠性和制热可靠性两方面继续综合分析，感温包放置在“中1”和“中4”两个位置可以既兼顾制冷又兼顾制热。但是从生产的便利来看，“中4”位置在空调器底壳部件下面，生产操作较为困难，此位置不是较好的选择。所以综上所述，“中1”位置是我们最终选定的合理的感温包放置位置。

4 结论

内机蒸发器的管温感温包感测到的温度作为空调器保护程序的主要信息来源，其位置的合理性对可靠性有着重大意义，本文从感测温度的准确性及系统保护的及时性两方面进行分析，得出如下结论：

（1）管温感温包放置应尽可能和所在弯头接近；

（2）焊接感温包套管时，套管尽可能与蒸发器弯头接触面积足够大，使两者温差尽量小，同时需考虑实际生产，放置在生产焊接方便操作的位置；

（3）制冷运行时，为防止蒸发器出现局部结霜，管温感温包应放置在蒸发器最低或者次低位置，才能确保系统能及时进入防冻结保护；

（4）制热运行时，管温感温包应放置在室内换热器各流路的最高温度或者次高温度的位置，可使系统在高负荷制热运行时能及时进入防高温保护。

[1] 莫剑锋，裴东. 控制挂壁式房间空调器蒸发器温度的方法. 家电科技 2013.8: 66-68。

[2] 王小梅. 感温元件插入深度的确定.计量技术.1994.2: 20-21。

Reliability research of position indoor tube temperature sensor of indoor split air conditioner

ZHONG Guangming LIN Chen MAO Wei
(GREE Electric Appliances, Inc. of Zhuhai Zhuhai 519070)

Indoor tube temperature sensor of split air conditioner is the component for detect the evaporator temperature, the placement position have important effect to the reliability of split air conditioner. This paper analyses the effect of the position of indoor tube temperature sensor for reliability，and supply direction for how to proper placer indoor tube temperature sensor.

Split air conditioner; Tube temperature sensor; Temp sensor sleeving; The maximal mode of heating; Freeze up