空調蒸發器保壓檢漏過程研究

周子榮 朱曉天

(珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070)

1 引言

蒸發器的檢漏工作在空調行業中一直有所進行，常用的兩種方式為冷媒檢漏和惰性氣體檢漏。但實際在檢漏過程中，檢漏介質的壓力變化，儀器的準確性，將導致實驗數據的差異性。本文旨在通過對兩種方式的研究，進而發現不同的檢漏過程中的現象，最終指導實際的實驗操作流程。

2 檢漏方法概述

空調的檢漏方法有充灌壓力法，氣泡法等方法。充灌壓力法其基本原理在兩器之間灌注一定的氣體，進而測量其壓力值的變化。一般空調廠家的檢漏流程是：抽真空——灌注介質——電子檢漏，流水線的檢漏有儀器檢漏。不同的檢漏介質之間，是否存在差異？灌注完檢漏介質后，整個壓力的變化如何？本文我們要討論的正是這些問題。

3 檢漏保壓實驗的實驗過程

3.1 實驗準備

某產品蒸發器2個、冷媒、惰性氣體（氦氣）、快速接頭、轉接頭。

3.2 具體實驗方法

選擇A產品蒸發器部件，一端接入直角閥并連接壓力表，另一端為快速接頭。

步驟一：分別對兩蒸發器抽真空完后充灌R22、氦氣。靜置，待壓力平衡后，記錄蒸發器壓力。之后將蒸發器放于背光且空氣流通處，靜置8小時。待8小時后，觀察壓力表壓力降情況。使用電子檢漏儀，對指定位置進行檢漏測試。

步驟二：將步驟一的兩蒸發器抽空，重新對調充灌氦氣及R22，放于背光且空氣流通處，靜置8小時讀取壓力表示數；使用電子檢漏儀，對指定位置進行漏率檢測。實驗數據見表1、圖1所示。

3.3 實驗現象

根據表1、圖1，我們得出：

（1）兩蒸發器灌注R22后，都會產生一個升壓過程，而氦氣卻沒有此過程；

（2）兩蒸發器經輪流充灌R22與氦氣后，從壓力表示數都表現為：灌有氦氣的壓力降很快、而灌有R22的幾乎沒有壓力降；

表1 實驗數據表

表2 泄露速率實驗數據表

圖1 實驗數據折線圖

圖2 輔助實驗驗證過程圖

（3）對蒸發器進行泄漏率檢測，壓力表處及快速接頭處泄漏率均超標，其他部位合格；

（4）將蒸發器置于水槽中，壓力表處有明顯連續氣泡產生；

（5）試驗后靜置2天，灌有氦氣的蒸發器完全漏光，灌有R22的蒸發器壓力表示數仍沒有變化。

3.4 實驗分析

（1）通過實驗數據及現象可以看出，在保壓實驗過程最終，兩蒸發器在壓力表及快速接頭處都有不同程度的泄漏。

（2）充灌R22時，分析平衡后壓力升高的原因為：充灌時液態制冷劑迅速膨脹，對外做功，使蒸發器溫度降低，同時蒸發器銅管表面也產生了凝露現象，待蒸發器溫度回升至環境溫度時，其內部壓力必然升高。

（3）實驗結束后，根據實驗現象我們又做了以下實驗：

① 將蒸發器翅片管部分、快速接頭部分、壓力表部分分別用袋子包起來，靜置30分鐘后檢漏，檢漏結果為：只有壓力表部分有制冷劑泄漏（檢漏儀精度較低）；

② 將壓力表及快速接頭部分沉入水槽中，觀察其泄漏情況：兩蒸發器均在壓力表處均有連續氣泡產生，也就是說其在壓力表處存在明顯泄漏，但壓力表示數沒有變化。

（4）蒸發器中充灌R22時，使用檢漏儀及水槽法都會發現存在泄漏的現象，但壓力表示數幾乎不發生變化，分析為蒸發器內存在液態制冷劑，所以當其泄漏時就會有液態的制冷劑不斷汽化，使蒸發器內壓力始終維持在一定范圍內，故壓力表示數不變。

（5）實驗結束2天后，靜置的灌有氦氣的蒸發器完全漏光，壓力表示數為0，灌有R22的蒸發器仍為充灌時示數，說明氦氣的泄漏更快、更明顯。分析：氦氣為小分子，分子半徑較小，極小的空隙也會導致其泄漏，而R22為大分子，氦氣分子可通過的孔洞其不一定可以通過，故泄漏較慢也較少。

針對這一分析，為了保證微觀分析與宏觀現象的一致性，驗證不同氣體泄漏速度的不同，我們又進行了輔助實驗。

3.5 輔助實驗分析

3.5.1 實驗方法

使用同一蒸發器，在相同溫度下分別充入相同壓力的R22、氮氣、氦氣，并將泄漏點沉入水槽中，用同一量杯對泄漏氣體進行收集，并記下集滿一杯氣體所需要的時間，進而驗證其泄漏速率大小，如圖2所示。

3.5.2 實驗數據

實驗數據如表2所示。

3.5.3 現象分析

此實驗分別使用了R22、氦氣、氮氣進行了同種氣體不同壓力的泄漏速度快慢的驗證及相同壓力下不同種氣體泄漏速度快慢的驗證。采用單一變量原則的實驗方式，從實驗數據來看，基本符合前期所分析的結果。

3.5.4 實驗結論

通過比對實驗，可以進行以下分析：

（1）分子半徑大小關系為：

He

同壓力下泄漏速度為：

He>N2>R22(CHF2Cl)，即分子半徑越小，泄漏速度越快。

（2）同種氣體不同壓力時，壓力高的泄漏快。

綜上，此實驗結果基本與分析情況一致，從宏觀上可以驗證因分子半徑小而泄漏快的可能。

4 實驗結論

通過兩蒸發器輪換充灌R22及氦氣觀察壓力降情況，可以得出如下結論：

（1）兩蒸發器在不同程度上都有泄漏的情況，源于蒸發器本身或直角閥、壓力表及快速接頭，且部分位置的泄漏率已經超標；

（2）使用R22灌注時，不論高壓低壓（0.6MPa，0.8MPa），及靜置時間長短（8h，1.5h），其在壓力表示數中都不會體現出明顯的壓力降，但通過檢漏儀及水槽法都能檢測出泄漏，故通過觀察壓力表示數不能確定其泄漏情況；

（3）使用氦氣進行灌注時，會產生明顯的壓力降，且壓降趨勢為灌注壓力越大壓降速度越快，保壓效果差，易泄漏，通過壓力表在短時間內就可觀察到其泄漏情況。

總之，保壓試驗中，使用壓力表示數作為保壓檢漏的方式中，氦氣可以比較明顯的反應出蒸發器泄漏的情況，而使用R22則不甚明顯。