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美的领航者Ⅲ家用中央空调靠什么去挑战吉尼斯记录

来源：厂商供稿 2024-01-16/09:04

正文

前不久，美的领航者Ⅲ家用中央空调挑战吉尼斯并顺利达成。利用美的领航者Ⅲ家用中央空调的零部件进行了哥德堡装置的挑战，达成世界上最大的哥德堡装置的吉尼斯纪录。

鲁布·戈德堡机械（Rube Goldberg machine）是一种被设计得过度复杂的机械组合，以迂回曲折的方法去完成一些其实是非常简单的工作，例如倒一杯茶，或打一颗蛋等等。

以往主机厂拿分体机挑战吉尼斯纪录的较多，但是拿家用多联机主机挑战吉尼斯纪录，美的领航者Ⅲ家用中央空调算是第一个“吃螃蟹”的，用哥德堡装置挑战去证明美的领航者Ⅲ家用中央空调的零部件过硬的质量和工艺，实际是在证明其背后可靠的工厂和产品生产线

关于美的领航者Ⅲ家用中央空调的生产线

美的领航者Ⅲ家用中央空调的生产线是在武汉的美的“智造”工厂生产。

AI机器检测机器生产是否达标

-23年7月我和小伙伴一起有幸去武汉工厂内部参观，该生产线运用了大量AI机器人和AI机器检测装置，当时看到生产线投放了大量AI机器人进行品控率的检测，便好奇是不是真的那么神奇，据工厂负责人介绍哪怕动了几毫米，AI机器都可以识别出来不达标，生产线会马上停机预警，然后人工介入纠错，我们便对其中一个配件“下手了”，然后，生产线就直接预警停机了。

红色NG表示该配件配装时有问题不符合美的企业内部的生产标准

美的领航者Ⅲ家用中央空调生产组装中

美的领航者Ⅲ家用中央空调成品

抛开表象看本质，挑战哥德堡装置达成吉尼斯纪录，也是给用户证明现目前美的的生产线品控保证是在线的

作为美的制冷的第一款搭载满足T3级工况压缩机的产品，美的领航者Ⅲ家用中央空调自身也有很多抓眼球的产品架构设计和不错的硬件素质

什么是T3工况？

最早根据国标GB/T7725-1996 《房间空气调节器》的规定，家用空调器根据气候类型分为三类

T1：温带气候

T2：低温气候

T3：高温气候

我国国内目前绝大多数氟系统空调，列如挂机，柜机，VRF（VRV）中央空调，一拖一等，是按照国标T1工况进行生产

-但随着近年国内房地产市场的潮流，即流行给空调机位往数量少，尺寸窄，甚至两家共用一个外机位的问题。再加上这几年国内气候越来越频繁的出现极端天气（极热&极冷），再加上一个空调主机是装个高层小区这种散热很不好的机位里面的，就出现一个问题：机位里面的环境温度太容易突破43度（T1工况最高限温），性能相对好的主机在机位超过43度以后，制冷衰减依然很大并且伴随着耗电量极具的增高，但室内的制冷体验是明显感觉不如平时来的那么快和那么凉快，性能一般的机器超过43度以后也同时面临着高温热保护停机故障的问题，导致家里在正热的时候需要制冷，空调主机却先宕机无法使用。

监狱机位示例

目前支持高温制冷的设备有两个大方向，也属于学术&产业链方向：

一种是传统的负压风冷散热，改变结构让主板用没被冷凝器加热过的风散热，结构简单但是一定程度上增加主板上的积灰，从而达到灰电平衡的状态。

另外一种是在负压风冷散热的基础上怼上冷媒散热的架构即冷媒环，从系统管路分液出来让低温的冷媒经过冷媒环，通过类似电脑“液冷散热”的方式把压在金属片下面的发热大户进行强制吸热来降温，从而让这些拥有冷媒散热架构的空调可以超过40度以后依然能比较有效的工作，但是T1工况下生产的机器做的冷媒散热的架构，属于超过40度以后依然有制冷衰减，只是冷媒散热把当地的下限拉的高一些了。不管是格力，大金，美的等，T1工况下的设备，在监狱机位里面。面对极热天，高负载运行时，冷媒散热只是给主板部分进行降温，但极热天工况下运行时，能否扛得住高负载，还需要系统管路+压缩机+风扇&电机整体的系统架构全面支持

美的领航者Ⅲ家用中央空调搭载的全液冷-冷媒散热

满足高温制冷性能的产品，设计上有什么不同？

用于R410a冷媒的压缩机一般允许的最大运行压力4.2MPa，并且排气温度也很高，室外侧空气温度升高，冷凝器侧换热减弱，所以压缩机排气温度、排气压力升高，压缩机运转功率增大，性能降低。T3工况下R410a冷媒空调器运行压力、排气温度会非常高，压缩机负载增加，这是空调制冷系统设计需要重点考虑考虑的方面

对于T3工况的设备一般降低排气温度的系统设计方案有：

增加室外机冷凝器的换热面积或增加室外机风机功率提高转速，从而加强冷凝侧的换热，降低冷凝压力。冷媒在冷凝器侧的变化近似等压变化，冷凝压力与排气压力相近，冷凝压力降低，压缩机排气压力也会降低。同时,压缩机压缩比减小，运行功率减小。

使用变频压缩机在运行的时候改变压缩机的运行频率，减少制冷系统质量流量和压缩机对冷媒的做功量，冷凝侧冷媒温度降低，系统冷凝压力下降，从而降低压缩机排气压力和排气温度。

使用电子膨胀阀的控制，可降低节流强度，增大系统冷媒质量流量，更多的冷媒流向蒸发器，使压缩机入口处冷媒的温度、压力降低，从而降低压缩机排气压力、排气温度。

简单说，满足T3级的设备是完全偏向于在恶劣复杂的环境温度工况下能稳定运行设备支持高负载表现高性能的产品。

整体拆机来看，美的领航者Ⅲ家用中央空调基于E01新能效双风扇钣金架构的基础上，通过重新架构了电机功率，主板电控，冷媒散热方案等，基于此开发了全面针对高负载工况的T3高温机，主打的就是硬钢散热难的监狱机位。如果你家刚好是监狱机位，这个主机的性能就能满足契合你的需求

设计偏向满载工作的机器低频都偏高，所以在此之前请认真研判好你的使用习惯下的开启负荷是否契合室外机压缩机的最小制冷量输出负荷。

一款全季侯的产品，依然是以中央空调为骨架，把两联供地暖+新风+中央加湿+除菌+58度高温制冷和喷气增焓低温制热，可以一个面板集成多个系统的用户，可以考虑这款机器（再次强调这款机器低频高，产品立项是首先满足高负载性能工况的产品）

为了支持高温制冷的运行工况，美的领航者Ⅲ家用中央空调在产品硬件堆料上做了哪些工作？

冷凝器部分

美的领航者Ⅲ家用中央空调的主机冷凝器采用的是双排管设计，共计30对管，管长考虑误差取整约95cm，冷凝器铜管为7mm铜管，整体冷凝器堆料规格为：60*2*0.95=114米

室外机电机

上下两颗电机均使用的是大洋电机提供的铜线直流无刷电机，功率为120W，上一代的功率为85W，为了更好的在高温天气以及监狱机位里工作。

依然用的是外置驱动的做法，更考验主板的整合能力但是方便做反转除尘或者抗强风等更精细的控制

美的领航者Ⅲ家用中央空调的风扇电机部分设置了带载启动（室外风机启动时克服强风环境下造成的风轮反转带来的反向扭矩，顺可正常运行）

在空调关机状态下，如遇强风雨天气，可正常开启，避免工作失效

主板

空调行业来说：不同颜色的PCB板其制造使用的材料，工序是一样的，敷铜层的位置都一样。为避免敷铜层被氧化以及焊接元器件在PCB上留下过多的焊锡，后续一般使用玻璃环氧树脂覆盖在PCB表面作为阻焊层。早期玻璃环氧树脂绝大部分是绿色的，不同颜色的PCB板制造工艺和工序没实质性的区别

黑色PCB板采用了更优的特殊黑色环氧树脂涂层，具备更高的绝缘阻抗更强的耐酸/耐碱/耐腐蚀性能，同时也会提高PCB材料和制造成本。

主板分布上，左侧是发热大户区域，高热区域的器件区借助负压风冷散热强制性的带走这部分热量形成对流散热

中间的冷媒散热相比上一代铜管的覆盖面积直接增大了一倍，把以前没放进去的风机变频模块也覆盖进去了。此区域的铜管的长度也得到了增加。从原来的U型直进直出变为了环形盘状管，美的公布的相关数据为：冷媒管长度增加100%、冷媒管散热面积增加75%、铝散热器面积增加39%

主板用上了高频低损耗低发热，散热面积更大更好的扁线PFC电感

这次的美的领航者Ⅲ家用中央空调使用了PFC高频电感的设计

为什么要使用PFC？全直流变频中央空调中的变频是指对压缩机电源进行变频调节调速，目前变频空调的电源的输入端通常采用由二极管构成的桥式整流后接电容滤波，为后续电路提供较为稳定直流电压。采用这种电路的优点是结构简单、可靠性高，但是它缺点是输入电流波形不是正弦波，而是呈尖角波形，这种尖角波形含有大量的谐波成分，不仅对供电系统产生严重的电网污染，而且降低了变频电源的功率因数，所以需使用PFC(功率因素校正)电路来满足电流谐波标准要求，减少对电网的污染，提高变频电源的功率因数。

-电容使用的105度电容，对于现在各品牌的新能效多联机来说，从原来的85度增加到105度支持高温制冷提高主板稳定性也是一种趋势。

这套主板目前是过了双85认证：高温85℃高湿85%可连续工作运行500小时

这部分主板（主要是冷媒散热装置）这次区域与二代的所有不同，都主要为了一点：减少高温制冷的衰减。

管路部分

-美的领航者Ⅲ家用中央空调同样设置了二次过冷的制冷系统，在中央空调空调四大件基础之上（压缩机，冷凝器，蒸发器，节流装置（一般指电子膨胀阀）），系统上额外增加了板式换热器（一些日机设置的套管式过冷器目的同样是为了增加过冷度以及得到更纯液态的冷媒并且降低冷媒流动异音）做为二次过冷核心换热部件

二次过冷的运行大致原理：低温低压的气态冷媒被吸入压缩机，压缩成高温高压的气态冷媒，进入蒸发器进行放热，形成中温高压的液态冷媒，液态冷媒经过板式换热器后，一分为二，一部分经节流阀①(系统管路会设置两个节流阀）节流降压降温后，进入板换的另一侧进行换热，变为中温气态冷媒，并同主路冷媒一同被吸入压缩机进行再压缩，有效降低进入节流阀 ②的制冷剂温度、提高系统冷媒的过冷度，如此往复循环

外置油分离器器

美的领航者Ⅲ家用中央空调配置了一颗大容量的气分，空调系统能不能长效稳定的运行，特别是压缩机部分，气分的设计和用料选型是非常关键的地方

在空调的蒸发器中，由于液态冷媒在室内机蒸发器中蒸发时变为气体的过程，考虑负荷的变化，可能会有一部分的制冷剂未全部蒸发，而会直接进入到压缩机。由于液态冷媒的不可压缩性，所以在未进入压缩机之前，要将气液两相的冷媒给分离开，保证进入压缩机的都是气态冷媒，使压缩机能正常+长效的运转。

在蒸发器和压缩机之间设置了气液分离器，用于将从蒸发器出来的气液两相的冷媒分离，将未蒸发的液态冷媒储存在气液分离器内

气分最大的作用，就是避免冷媒液击压缩机导致压缩机故障

依然配备了油分，油分可以把更多冷冻油留在室外机里，加大回油间隔提升舒适度，为压缩机提供更稳定的供油确保可靠性。某品牌以前使用吐油量较大的涡旋压缩机还不设置油分，导致压缩机故障频发，过保就坏等等情况。当然，那个品牌目前改进了，配备了油分并且已经不再经常出现几年内就坏压缩机的情况了。

-美的美的领航者Ⅲ家用中央空调的气液分离器的管路构造设计大致看来是：气液两相的冷媒均液头分流，进入到各根毛细管进行节流，使得液态冷媒闪发：由液态变成气态，进入到气液分离器的冷媒绝大多数为气态；这样不管是气液分离器回油时、还是调试时逐步增加冷媒包括冬季除霜、单开内机低负荷低频运行时，液击压缩机的问题最大限度降低，从而提高了压缩机运行的稳定性和可靠性

连续喷气增焓压缩机

-美的领航者Ⅲ家用中央空调使用了今年年初最先应用到理想家3代身上的连续喷气增焓压缩机：压缩机型号为：EAPQ440D1UMUB，压缩机排量为44CC，低频运行频率确定为16HZ。

整体来看，美的领航者Ⅲ家用中央空调的压缩机电控偏向于高负载能力的工况运行即高温制冷和低温制热方面这台压缩机表现会很强。

正常非增焓的空调压缩机在制热工况运行时，随着室外环境温度的降低，压缩机的制热量会降低，环境温度越低，制热量衰减相对提高。

喷气增焓压缩机即解决极寒天利用空调制热时热量衰减的问题：

-压缩初始阶段，边压缩、边喷气，此时压缩腔内的气体压力低于喷气压力，喷气阀打开，向压

缩腔内喷入气体。

-随着压缩的进行，气缸压缩腔内压力逐步升高至喷气中间压力，当气缸压缩腔内压力高于

喷气压力时，喷气截止阀关闭，喷气停止

-气缸压缩腔内的压力进一步提高至排气压力后，压缩机进行排气，压缩过程结束

连续喷气增焓双转子压缩机喷气增焓压缩机主要用来提升低温环境时的制热能力及能效。

热泵空调系统制热运行时，制冷剂的蒸发温度由环境温度决定，蒸发温度一定时，蒸发压力是一定的。在低温制热情况下，如果要冷凝温度升高，则冷凝压力就会升高，此时压缩比就增大，导致压缩机有效容积减小，效率下降。

同时，在蒸发温度不变的条件下，冷凝温度的升高将导致压缩排气温度上升，或许因为当下低温工况运行时超过压缩机允许的安全运行温度（R410A冷媒最大是4.2MPA）。

因此，要突破单级压缩制热在低温条件下不可能获得较高冷凝温度的限制，首先要克服的就是压缩机的压缩比不可能很大以及压缩机排气温度过高的问题

喷气增焓压缩机比普通压缩机多一个喷射口，使得来自经济器的冷媒直接进入中压级的压缩腔，提高压缩机总排量。同时其压缩过程被补气过程分割成两段，变为准二级压缩过程。喷气降低排气温度，同时也降低了压缩机排气过热度，减少冷凝器的气相换热区的长度从而提高冷凝器的换热效率，当蒸发温度和冷凝温度相差越大会产生越好的效果，所以在低温环境下制热效果相对更明显。

但需要注意，环境温度降低，制热的效率是会下降的，耗电量是明显增高的，目前的制热不衰减制冷不衰减只是指的制冷量制热量不衰减而不是能耗也不增加。属于最大限度保证室内的制热效果不会因为环温低而无法有效制热。但热空气上浮，建议还是配上3D风口为宜。