移動式冷氣改分離式冷氣

這是這次我們要玩的玩具, 移動式冷氣
號稱推到哪涼到哪, 但實際上並沒有這麼美好
我嘗試改善它, 做了一些實驗, 記下實驗心得, 然後再評論一下這玩具
做這玩具需要有足夠的基本知識, 建議看懂冷凍空調丙級的教材再實作
但由於非常不划算, 我建議還是看看就好, 不要照做, 會吃虧的XD

這是機器背面的樣子

只有一個風口, 把熱排出去, 上半是蒸發器, 產生冷氣, 下半是冷凝器, 釋放熱能

接著我們繼續 "開箱" XD


下半部是壓縮機, 用 2 分管輸出, 接到 1.5 分管繞成的冷凝器
接著冷凝器輸出接到二對一分岐管, 兩輸入為冷凝器 1.5 分管和 2 分工作管
輸出為毛細管, 通往蒸發器, 蒸發器為 2.5 分管繞成, 輸出端接 3 分管回壓縮機
和教科書上的範例一模一樣

修改流程就和安裝分離式冷氣一樣, 先拆解, 然後接管, 接完後抽真空, 然後灌冷媒
因此我需要真空幫浦, 買這台：

本來只想買最便宜的機種, 但考慮到壓力表上負壓刻度太小不好閱讀
所以還是買了自帶錶頭的機種, 多幾百元, 再加買一瓶真空油, 總價三千


使用前加注真空油潤滑機件, 抽出的氣體會從真空油的油箱中排出
會混到真空油一起排出, 因此要定期補充, 而且不可以抽太奇怪的氣體
例如強酸鹼, 或是可能會和油起化學反應的氣體, 會損壞機器
這論述套到冷凍空調或是火箭科學都是一樣的, 氣體和盛裝的容器及氣密組件有相容性的議題

加注真空油高過 MIN 即可, 加注時想起老爸公司的案例, 公司設備加注機油
以前都是加好加滿, 結果有一次管線破裂, 一開始只有個小洞, 但一整桶油那麼多
只漏一點刻度不會降太多因此沒人發現, 後來因為壓力洞越來越大
等到發現油快沒時已經破了個大洞, 因此維修後就只加到底限上方一點點以便察覺問題

該賣家有整套的抽真空容器, 本來想一起買順便當注模脫泡用
但價錢過高...容器部份比真空幫浦還貴......
而且以往經驗如果是環氧樹脂慢速固化的, 其實只要灌注前先等個十幾分鐘就沒有泡泡
灌入模具時還是會再產生泡泡, 但這可以透過修改模具來解, 沒有迫切需要這裝備
而且如果要抽別的東西網路上也多有實驗結果, 不用自己試, 像是抽蟑螂XD
Experiment!!! Madagascar Cockroach Reaction to Vacuum!!!
馬達加斯加蟑螂, 號稱地表上命最硬的蟑螂, 體型大且性能強大, 可以爬上玻璃
國外的小強...不, 這是大強了, 看起來真 TM 噁XD 它可以在真空中撐一段時間
還好老天是公平的沒有給它一對翅膀, 不然這種性能若還會飛一定很恐怖XD
不過再多看幾次影片, 這大強和家裡的美國大強有個很大的不同
美國大強一看到人就瘋狂逃竄, 這傢伙不會, 即使抓起來放進真空瓶中
它依然優雅的低速爬行, 不會到處逃竄, 彷彿對自己的性能充滿自信！XD
從這個角度去看就不這麼討厭了, 好像還有點可愛? 扯遠了XD

抽真空後灌冷媒, 所以我們還需要冷媒...

R410a 冷媒, 可能是因為會買這種的大多是冷凍空調業者, 所以只有這種容量可選
一次就要買 11.3 公斤, 要價 2600 元, 這產品價錢會波動, 最貴時可以到三千多
不像 R134a 冷媒, 汽車會使用, 用戶較多, 有小包裝供選購

接著就開始動手, 首先放掉機器內冷媒

這玩具可以在冷媒銅管上開孔, 接頭可接管連接回收機把冷媒抽出
不過抽出的冷媒並沒法重複使用, 它會混到空氣, 特別是故障的冷氣
銅管可能有破損甚至會含水, 這樣的冷媒是不能使用的, 只能回收


由於我只是做實驗, 使用量少, 所以...嗯...這管接去哪不清楚...XD

接著開始切管拆解


分離控制板

控制板看起來沒有很複雜, 看起來就是一個交換式變壓器送電給 MCU
其他部份做配線盤使用, 兩個繼電器開關風扇和壓縮機, 剩下的應該是突波吸收器和啟動電容?


移除風扇和潑水馬達, 剩下線路就只有這樣


接著開始修改, 實驗：把冷凝器換成水冷 「 實驗失敗 」
不可以這樣做, 後面描述現象, 先繼續寫實驗安裝流程


接管技能用前篇 焊接冷媒銅管 的, 連接 OK, 但沒注意噴火方向, 不小心把套管燒了一部分


想說只用一個錶就買一個單錶頭來用, 結果會漏氣, 不知道哪裡沒接好
所以後面照片雖然有用這個, 但實際上後來都換成雙錶頭操作


抽真空, 然後等一小時看看會不會漏
但不管怎麼抽錶值總是會掉, 把錶移除只接一條管看真空幫浦的錶還是會掉
焊接點都查過且加壓過了, 後來上網查都說是水分, 有看到一個方案
抽空, 然後灌氮氣進去, 再抽空, 做個一兩次就沒有再掉值了


接著安裝水冷頭, 塗散熱膏


接水管, 幫浦, 熱交換器, 然後送水, 打開雙錶頭開關灌一點冷媒進去, 壓縮機上電

全部的樣子：

結果沒有用, 即使我拿冰水浸泡銅管也一樣, 壓縮機出來的管溫度不斷上升
水冷的熱交換器沒有熱排出, 表示沒有散熱
但是只要我把壓縮機斷電等個一分鐘, 然後再上電, 蒸發器就會有冷風出來
只會持續一下子, 很快又恢復常溫, 然後壓縮機出來的管溫度上升
從這現象看來冷凝是需要時間的, 這或許是為什麼冷凝器要繞那麼多圈
讓它流久一點, 同時走越遠, 散熱面積越大, 才可確實移除熱
這應該是熱力學裡的熱平衡, 移除熱就是讓溫度和四周一樣, 這需要時間
時間又和熱傳導係數有關, 但我不可能去換銅管, 我沒有客製化這部份的能力
無法改善熱傳導就只能增加面積, 於是只能把原先的冷凝器裝回去


把機器的殼上半部鋸掉裝回去, 把冷凝器出來的管延長, 也就是把蒸發器拉出去
這和現在市面上的分離式冷氣是一樣的架構, 雖然這張圖緊接在上上一張圖後面
但中間做了很多功, 重新切管, 接管, 抽真空, 灌冷媒, 全部重作, 累翻
由於是重複的內容就不拍照了
控制板固定在機頂, 後方風扇抽風排出熱, 這次一開機沒多久就有熱風出來
不過蒸發器有些異狀：

這是冷媒不足的現象, 冷媒在蒸發器中還沒到蒸發器末端就全蒸發了
這樣會不夠冷, 同時導致回到壓縮機的冷媒溫度過高, 使得壓縮機過熱
不過此時我無法灌冷媒進去, 發現壓力到 15kg/cm^2 以後嘗試灌冷媒甚至會回流
我以為冷媒桶內壓力很高但其實沒有, 冷媒桶內壓力甚至低於壓縮機運轉時的壓力
但此結冰現象是冷媒不足, 應該要有辦法再灌, 於是關機等一下, 需要一點時間
可能是溫度吧, 關機後過了幾十分鐘發現壓力降到 13kg/cm^2, 於是再灌
接著再開機, 結冰現象就消失了, 開機後壓力升到 20 kg/cm^2 多左右
大約是 285 PSI, 曾看網路上資料最多大概 300 PSI 多就不要再灌了

overcharged 410a Air conditioner
全數位的錶頭耶, 還帶溫度量測, 這台要好幾千元台幣
錶頭顯示 515 PSI, 哇靠, 居然沒有爆炸XD 最後他移除冷媒到 350 PSI
移除時有確實連接回收設備, 真是非常守規矩
影片中用溫度作為認定基準, 我看過的教學都是用重量來認定
我的移動式冷氣就沒有標示運轉溫度, 但內含冷媒的重量有標明
該影片是對於已安裝機器維修服務, 自然也沒法量測重量, 就要依賴其他方法來評估狀況
如果是像我這種全部抽空的, 正確方法應該是拿個磅秤觀察冷媒桶的重量變化
我有買一個電子秤來用, 但是...冷媒桶放上去, 放在秤盤上不同位置會量出不同重量...
這貨根本不能用啊！ 只好用壓力來觀察

安裝成功後來實際體驗性能, 結果非常悲劇
從冷氣上溫度顯示 27 度, 測試時是五月一日, 春天接近夏天
在約 3 坪的房間裡無法感受到溫度下降, 如果縮小容積到 2 坪會有感
(3 坪房間堆了不少雜物, 冷氣可擴散的空間約 2.5 坪)
但也就下降不到 1 度, 而且到有感時花費了 40 分鐘...
雖然有符合網頁上的 1-2 坪使用, 但至少要下降超過 1 度吧
若要有感則要 3-5 度才行, 這樣不給力啊
而且這不是我改壞了, 因為動手前就已經測過, 原機器也差不多如此, 所以才想改
因為只有一個抽風口, 意思是散熱的風會從室內抽
製冷性能就已經沒很強了, 你還把風抽去散熱, 當然是不會冷啊, 只有出風口附近會冷
不過畢竟我是新手, 有可能是我改造失誤, 這我承認, 所以我又買了一台雙風口的
抽室外風散熱, 然後排去室外, 這樣總行了吧? 結果實際使用一樣悲劇, 但原因不同


這台雙風口, 號稱 3 坪內適用, 在 3 坪空間中剛開起來確實感覺到溫度下降
當時室內 28 度, 但是！！當溫度下降一度到 27 度時
壓縮機跳停, 冷凝器風扇還有在轉, 但壓縮機停了
溫度又上升回 28 度, 然後過了一段時間才重新運轉, 然後又是涼個幾分鐘跳停
看起來像是壓縮機過熱！ 才 28 度耶！ 我們這裡夏天 32 度都是家常便飯
你 28 度就跳機, 這樣能用嗎? 根本不行吧? 賣去高緯度國家可能 OK, 像是戰鬥民族那裡
夏季最高溫 25 度, 這可能還會運轉, 但在台灣肯定不行的
除了性能差, 它的噪音不小, 剛啟動機器還會抖一下, 由於適用空間小
我也不可能放離人太遠, 近距離聽它的噪音真是受不了！
所以最後還是乖乖去裝分離式冷氣, 為了這實驗, 買了一堆設備, 買兩台移動式冷氣
總花費接近四萬, 計畫有成功, 確實會動, 然後證明...不夠冷......學習知識：無價XD
然後又花錢裝分離式冷氣, 又要繳稅, 從現在到下個月底我都必須省吃儉用
是沒有到吃泡麵的程度, 但就不能亂買玩具就是了
這兩台移動式冷氣就只能先庫存了, 等我需要小區域冷卻時就可以派上用場
但...真有機會派上用場? 我很懷疑XD

後來請 "揪甘心ㄟ" 來裝冷氣, 分離式的, 學習過技術後再看師傅操作就有感
還可以順便問一些之前改的問題, 在修改移動式冷氣時不小心噴出冷媒
冷媒揮發後留下油脂, 看起來是冷凍油, 潤滑壓縮機用的, 以 R134a 的系統來說
潤滑油沖出就要補充, 有在賣, 但沒看到有人賣 R410a 的冷凍油, 於是就問師傅
師傅說 R410a 冷凍油混在冷媒中, 補充冷媒時就順便填入了, 不用另外補充
然後這是師傅的裝備：

雙錶頭, 高壓管接在低壓錶上...XD
高壓錶沒有負壓標示, 只有低壓錶有, 如果要抽真空後就灌冷媒, 就只能這樣接
不過雖然是低壓錶, 但如果是 300 PSI 上限的話, 其實低壓錶也夠用
我的低壓錶最大值是 500 PSI, 而高壓錶則是 800 PSI
由於我剛在學習並不知道高壓上限, 接高壓錶比較保險, 現在我知道了, 以後都接低壓錶XD
師傅抽真空後沒有等很久, 和教科書上不同, 不過情況不一樣
全新機剛接完冷媒管只須冷媒管抽真空, 室外機內已經預裝冷媒
而我是拆機後抽真空, 機器內要抽空比較麻煩, 有文章說 "不可能完全抽空"
只能盡可能減少水分殘留, 因此需要花較長時間觀察

這是我選的分離式冷氣

一樣是 R410a 冷媒, 冷房能力 2.2kw, 還比移動式冷氣標示的少, 但冷凝器面積差很大
吹起來感覺大大的不同！ 一樣 3 坪空間開機沒幾分鐘就冷吱吱
而且機器超安靜, 室內機安靜是基本要求, 可是連室外機都安靜就很強了
剛裝好開機時我還問師傅怎麼沒聲音, 有在動嗎? 結果有, 安靜到嚇人
二十年前老家裝的分離式冷氣每次一開機, 室外機就會用力的抖一下
然後持續發出嗡嗡嗡的聲響, 而那聲音就和移動式冷氣的聲音一樣
那聲音我聽了二十年不會記錯的XD 看來這是相同的古老科技, 新的技術已經改進很多
新機連風扇啟動都做軟啟動, 會先小轉一下克服力矩, 然後再慢慢加速
連風扇都是變頻控制的, 和傳統單相定速運轉的風扇馬達不同

做冷凍空調這行很硬的, 師傅說不管裝幾台都是兩個人來裝
室外機一台重量 30 公斤起跳, 我選的這系列最高規機種是 53 公斤
安裝時要釘冷媒管, 必要時要挖孔, 鑽水泥安裝固定架, 電路配線
釘冷媒管最耗時, 其他安裝都還算快, 早上八點上工, 通常作到下午八點, 有時到十二點
連週日都做, 勞基法什麼的沒聽說過, 真的非常辛苦
這年頭做什麼都辛苦, 像年薪250萬的實習生這種工作很少的, 得要有黨證和夠厚的臉皮才行

最後附上一些資料：

家用及商用冷凍空調設備安裝及維修 (上) (下)

Sub zero fridge repair. Choose right technician.

這事必須較真兒！ 篇一：談談空調安裝中抽真空的重要性、注意細節及設備檢測

陸藥廠年產60億隻小強 提煉「蟑螂汁」治內外傷

---

2018.05.20 更新：
仔細量測一下空間發現空間標示有錯故修改內文
不過沒有差太多, 差不多各加個 0.5 坪, 因為堆了一堆雜物感覺擁擠
而且梁柱佔了不少空間, 我的置物架是從地面填滿到梁柱空間, 空間縮小很多
冷房空間不同於標準 3 坪, 不過基於公平還是重新標示