为什么空调在高温天气制冷效果不好?

我拆过空调 2024-03-13 03:39:00

2016年~2021年,空调行业曾对长江流域746个楼盘的10万台空调进行统计,研究结果显示:2000年后的商品房,封闭机位占比69.6%,这种安装方式对空调影响的平均值为:

空调外机总循环风下降12%,排到大气中的有效循环风量为77%,热风回流率为12.8%;空调进风温度升高3~5℃;空调制冷量衰减20%,耗电量增加36%;制热量衰减12%,耗电量增加12%。

从统计数据看,封闭机位造成空调排风受阻,热风回流,空调外机所处环境温度不断升高,导致空调制冷能力下降,耗电量大幅增加。

为什么温度升高,空调制冷效果就不行了呢?

一、和制冷剂有关

空调依靠制冷剂循环,在气态和液态之间变化,吸收和释放潜热,实现制冷和制热。热物理特征决定了,制冷剂越接近临界温度,性能越差。

家用空调制冷剂对应的临界温度为:

R410A:70.5℃R32:78.105℃R290:96.76℃

实验研究表明,当空调外机环境高于35℃时,空调制冷能力都会衰减,临界温度高的制冷剂,衰减率会低一些。

二、和电控板散热有关

空调高温制冷差,有人以为是冷凝器温度高,其实不是这样的,空调制冷差是电控系统过热保护造成的。

定频空调恒定50Hz转数,达到设置温度后就停机

在一定工况下,空调的制冷、制热能力,和制冷剂流量成正比,而制冷剂流量和压缩机转数一致。以前的定频空调只要开机,运行频率就是50Hz,因为我国电网就是220V/50Hz,压缩机的运行频率要和供电保持一致,所以定频空调频率只能是50Hz,制冷量也就恒定不变。

变频空调和定频相比,多出一个关键部件,就是变频器。变频器被称为“空调的大脑”,它把交流电整流为直流电,再通过逆变器输出为不同频率的交流电。

变频压缩机转数在一定范围内可控速

变频空调制冷时,运行频率在15~100Hz,输出能力在此范围内可控,因此变频空调开机可以跑到70~90Hz高频,快速制冷制热;达到设定温度后,再降至15~30Hz低频保温,房间内温度波动小,舒适度更好。

控制变频空调输出能力的部件,就是变频器,可在高温环境,变频器和相关电子元器件存在过热风险,为避免出现故障,在高温时变频器会减少电流,降低元器件的温度,可减小电流后,压缩机频率也随之降低,空调制冷效果也就不行了。

研究表明,空调外机环境温度每升高10℃,空调制冷能力将降低50%,超过55%的电控失效是由于温度过高引起的。

三、高温制冷技术对比

普通空调电控板,是加装散热片,使用经过冷凝器的热风散热,热风温度要比环境风温度高7~10℃,如果气温不超43℃,这种散热方法可以满足空调正常运行。

可在43℃以上高温天气,或空调外机安装在封闭机位,常规散热方法就不行了,需要使用更强的散热手段:

使用更耐高温规格更高的元器件,这会增加空调成本。环境风冷散热:引入环境风给电控板,这需要对空调外机结构重新设计,设计引风的风道和开槽,并且压缩机腔和风机腔通常有水,还要加强电控板的防水性能。冷媒散热技术:将空调内机蒸发器流出的制冷剂(低于室外环境温度),引流给电控板降温。

环境风冷散热效果

可能有人会问,是风冷散热好,还是冷媒散热好呢?

其实风冷散热和冷媒散热,效果可以一样好,在实际应用中,主要是考虑成本。

对1匹和1.5匹空调来说,所需散热能力不高,中小尺寸散热片就够用,风冷散热比冷媒散热划算。对大功率空调来说,功率越高所需散热片尺寸也就越大,而大尺寸散热片成本要高于冷媒散热,因此2匹和3匹空调,有些用风冷散热,有些用冷媒散热。而功率更大的中央空调,基本都已普及冷媒散热。

冷媒散热

还有一个区别就是,冷媒散热的效果比较稳定,而风冷散热,要综合评估:散热片尺寸、风道开槽设计、电控板结构等,不同品牌之间风冷散热效果差异可能比较大。

还需要注意的是,评估空调的高温制冷能力,不能看商家宣传的58℃、60℃、62℃、65℃高温制冷,这种口号意义不大,并没承诺制冷能力,只是说空调没宕机,还能运行。

研究空调高温制冷能力,应该关注高温时的制冷量,比如:

美的冷媒环:1.5匹在48℃能达到112.9%制冷量格力第一代冷酷外机:1.5匹在46℃能达到94%制冷量、50℃能达到58.4%制冷量格力第二代冷酷外机:1.5匹在48℃能达到92%制冷量海尔凉芯桥二代:1.5匹在53℃能达到100%制冷量

这些承诺制冷量的指标才更重要,只是这些数据厂商都保密,最多在商品资料,或内部培训资料上公开一小部分。

空调厂商也会根据市场需求,来改善自家产品性能,2017年各家竞争46℃高温制冷能力,2020年升级到48℃,2023年已竞争到52℃、53℃。

R32制冷剂的高温制冷天花板是55℃,看哪家能先做到吧,这种竞争我们喜闻乐见。

今天的内容就到这里,后面我会继续介绍空调封闭机位如何优化排风效果,以及各品牌高温制冷技术原理。

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