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      影响空调长效性能的4大关键因素

      发布于：2023-10-23 15:43:23 来自：暖通空调/制冷技术 [复制转发]


      本文将详细探讨影响家用空调长效性能的主要部件和因素，并深入分析其中四个关键影响因素：粉尘、腐蚀、间歇运行和微生物污染。

      （示意图，不对应文中任何具体产品）


                 
      影响家用空调长效性能的主要部件和主要因素
         
               

          家用空调的长效性能受多个部件和因素的影响。    
      首先，压缩机是空调的心脏，负责循环制冷剂。
      其次，冷凝器和蒸发器是热交换的核心部件，直接影响制冷效果。
      再者，风扇和电子控制模块等辅助部件也对空调的性能有重要影响。
      另外，粉尘污垢、表面腐蚀、间歇运行及微生物污染这些外界影响因素也是影响空调长效性能的主要因素。
      主要因素包括但不限于环境温度、湿度、使用频率、维护保养等。其中，环境温度和湿度直接影响空调的制冷效果；使用频率越高，空调的磨损就越严重；而良好的维护保养可以延长空调的使用寿命。


                 
      影响长效性能衰减的关键影响因素一： 粉尘
         
               

      1、粉尘如何影响空调系统？    
      粉尘是空调长效性能的一大敌人。粉尘一方面会在翅片及冷却盘管上进行物理沉积，另一方面在合适的条件下又会重新悬浮于气流中。当空调长时间运行时，空气中的灰尘和颗粒物会被吸入空调系统，积累在冷凝器、蒸发器和过滤器等部件上，阻碍空气流动，降低热交换效率，最终导致制冷效果下降。
      2、粉尘对空调系统影响特点    
      通过研究发现：
      干工况下粉尘对空调的影响大致呈现如下特点:    
      1) 粉尘主要沉积在翅片前缘而不是沉积在整个翅片表面；
      2) 粉尘沉积率与粉尘浓度呈正比；
      3) 一定风速范围内，风速越大，粉尘污垢的沉积率越大；
      4) 小粒径的粉尘相对于大粒径的粉尘更容易沉积在翅片表面；
      5) 粉尘污垢对换热器压降特性的影响明显大于对传热特性的影响；
      6) 粉尘沉积量主要受管排数和翅片几何结构的影响，翅片几何结构越复杂、管排数越多，粉尘沉积量也越大；
      湿工况下的情形要比干工况复杂的多：    
      1）少量的凝水与粉尘结合后会黏附在翅片表面，而过多的凝水又会将污垢冲刷掉；
      2）空调器在第一个粉尘模拟周期内的性能衰减状况最明显，而随着实验周期的增加，制冷量及能效比的性能衰减率会呈现递减的趋势。
      3、如何降低粉尘影响？    
      （1）安装过滤器    
      降低换热器粉尘积垢的最直接有效的方法就是在换热器前端安装过滤器，在气体吹向换热器表面之前先将气体里面的粉尘颗粒吸附下来。
      （2）定期除尘    
      为预防粉尘对空调长效性能的影响，应定期对空调进行清洁和维护，特别是过滤网和散热器等易积尘部件。
      （3）采用静电除尘技术    
      静电除尘原理是利用高压电场形成电晕，在电晕区里的自由带电粒子吸附在颗粒物上使其带电，从而使颗粒物在电场力的作用下被吸收并沉积到收集区。对静电除尘技术的研究，目前主要集中在电除尘理论、除尘器结构、供电技术等方面，如建立粉尘静电传输模型、设计新型除尘器结构以及开发新型脉冲供电技术等。


                 
      影响长效性能衰减的关键影响因素二： 腐蚀
         
               

      1、腐蚀机理       
      空调长期运行过程中，由于涂层在固化过程中不可避免地存在一定的缺陷，水分子、氧分子和离子通过涂层的针孔渗透进金属基体处发生腐蚀反应，腐蚀产物堵塞涂层微孔导致不同部位间存在氧浓度差，富氧和贫氧区各自形成的阴阳区之间的腐蚀加剧，腐蚀产物增多导致涂层剥离。

      2、腐蚀的影响       
      腐蚀不仅会损坏空调的部件，还会降低制冷效率，从而影响空调的长效性能。
      目前国内外的一些实验结果表明：    
      （1）带亲水层的翅片表面会产生针孔腐蚀，不带亲水层的翅片表面则产生锈蚀；
      （2）随着盐雾腐蚀时间的增加，两种翅片的静态接触角、动态前进接触角和动态后退接触角均增大；
      （3）空气侧压降受腐蚀的影响要比换热系数受腐蚀的影响小。
      3、如何抵御腐蚀？    
      （1）最广泛的做法是在翅片表面覆盖防腐蚀层，或者设计抗腐蚀性更强的亲水层，包括采用环氧树脂材料的电泳涂层和采用聚氨酯材料的喷涂涂层。
      （2）在空调铝翅片表面涂装二氧化钛也能防止因空调亲水涂料腐蚀失效而导致的翅片间形成水桥堵塞风道现象。
      （3）研究还表明碳含量对换热器铜管的抗腐蚀性有一定的影响，铜管中碳含量低于4mg/m2时能提高铜管的抗腐蚀性，而碳含量超过5mg/m2时容易使铜管发生点蚀。
      （4）另外应定期检查空调系统的管道和部件，及时发现和修复腐蚀问题。
      （5）在空调运行过程中，应注意控制制冷剂的使用量，避免制冷剂过多导致管道内酸性物质的积累。



                 
       影响长效性能衰减的关键影响因素三： 间歇运行
         
               

      空调间歇运行会使空调系统内的温度和压力频繁波动，从而导致部件的疲劳和损坏。这种疲劳和损坏会逐渐累积，最终影响空调的长效性能。其主要有两方面。
      1、干湿循环    
      （1）干湿循环如何影响空调系统？    
      干湿循环主要通过影响翅片的亲水性来影响换热器的性能，翅片亲水性可用接触角来度量，包括静态接触角θ，动态前进接触角θa和动态后退接触角θr，如图6所示，其中θ越大，说明翅片表面的亲水性越差。

      （2）如何降低干湿循环对空调系统影响？    
      A、可通过对翅片表面进行特殊处理可以提高翅片的亲水性。一种简单而有效的方法是将翅片置于热水中一段时间以加速表面生成氧化膜(即Boehmite方法)，由于铝翅片氧化膜中的水合物Al2O3( OH)n具有细微的粗糙度，从而能够提高翅片的亲水性。翅片在热水中的浸泡时间越长，翅片亲水性越好，但是经一定干湿循环后亲水性会下降，原因是翅片表面的水合物很容易被冲刷掉。
      B、通过在翅片表面喷涂二氧化钛并经紫外线照射的方法得到了表面具有超亲水性的翅片，其接触角随干湿循环后的变化不大。
      2、高低温循环    
      高低温循环主要影响的是管翅之间的接触热阻。管翅间接触热阻一般占到换热器总热阻的10%～20%，而且还会随着循环次数增加、翅片热疲劳加剧而增大。
      换热器实际间歇运行过程往往是干湿循环和高低温循环的耦合，空调实际间歇运行次数对翅片管换热器性能的变化需要同时考虑这两种因素的影响。   已有的研究是反复将翅片管蒸发器放在冷水浴中冷却1min和放在对流式暖风箱中加热3min的方法来模拟间歇运行对换热器性能的影响，其实验结果表明铜翅片管蒸发器在间歇运行条件下具有比铝翅片管蒸发器更好的长效性能。


                 
      影响长效性能衰减的关键影响因素四： 微生物污染
         
               

      空调系统中的潮湿环境和适宜温度为微生物的生长提供了理想的环境。微生物污染不仅会影响室内空气质量，还可能损害空调系统的部件，从而影响空调的长效性能。
      目前针对微生物污垢对换热器性能衰减影响的研究很少，相关的研究需要解决两个方面的困难：
      1) 实际空调换热器的性能衰减受粉尘、腐蚀污垢、接触热阻增大、翅片亲水性变化等共同的作用，需要设计合适的实验方法来单独分析微生物污垢的影响；
      2) 实际的微生物生长周期较长，需要缩短在换热器翅片上的微生物培养时间。
      相关研究表明：    
      （1）铜翅片换热器的翅片表面几乎不生长微生物，而铝翅片换热器的翅片表面则能根据不同的孢子悬浮液喷涂浓度生长出不同数量的微生物，如图7所示。

      （2）较少的微生物污垢在低风速下对换热有一定的增强作用，原因是少量的微生物污垢团会增大翅片表面粗糙度，从而能够破坏空气流动的边界层并增强换热，但是风速较大时微生物污垢对换热只起到衰减的作用。
      为预防微生物污染对空调长效性能的影响，应定期对空调系统进行消毒和清洁。在设计空调系统时，应考虑到可能的微生物污染问题，选择合适的过滤器和消毒设备，以保持室内空气的质量。

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      这个家伙什么也没有留下。。。

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