1、1对分体式空调机系统工艺设计的探讨摘要：分体式空调机虽然成本比窗式空调机高,但制冷、制热量却得到了提高。下面对分体式空调机的设计分析探讨。 关键词：分体式空调机；工艺设计 中图分类号： S611 文献标识码： A 一、循环方式及制冷剂的选择 在相同蒸发温度下,R22 蒸发潜热比 R12 大，这样可以减少换热器面积,降低成本。但排气压力高，要求系统耐压高。因 R22 采用回热循环方式不能提高制冷系数,所以不采用回热循环方式。 二、系统工艺设计 选用全封闭式涡旋压缩机或旋转压缩机,结构都比活塞式压缩机简单,特别适合小型制冷系统，机内冷却方式是用冷凝后的高压液体经毛细管节流送入压缩机内,此毛细管的长
2、度和管径已由压缩机生产厂家给出。一般在空调工况产冷量为 4000kcal/h 左右时,选用毛细管道内径在 1.11.2mm之间，管长在 450550mm 之间。 为提高热交换器的效率,采用强化异形翅片和内螺纹铜管。根据制冷剂的特性及在热交换器管内的流速,确定螺旋角度（管心线与螺旋线之间的夹角）,通常小型制冷设备选用的螺旋角为 1525 度。这样制冷剂在管内增加了液体的扰动,减少层流底层,既可增加液体的流速,同时也增加了热交换的面积,与平面管相比,传热效率提高了将近一倍。因管外的空气2换热系数小,选用强化异型翅片,增加了热交换面积。管子要叉排,在风机的吹动下,由于涡旋的产生,增加了换热强度。因靠
3、近风机侧的管组比外层管组热交换强,在设计时要各流程的换热均等,充分利用换热面积考虑到制冷和制热的各循环,通常室外机的热交换器与室内机的热交换器的面积比为 2.7:1。根据压缩机的吸排气量确定热交换器的面积。在空调工况产冷量为 4000kcal/h 的空调器,应配室外热交换器的外表面积为 1.2m2,肋片面积为 20m2;室内热交换器的外表面积为 0.5m2,肋片面积为 7.6m2。 毛细管的设计选择, 要考虑制冷、制热时的各自循环过程,因为制热过程冷凝面积比蒸发面积小,所以毛细管比制冷过程长。而室内机与室外机的连接管要穿过隔墙,为使该管与环境温度相近,而不会损坏此墙,减少系统的能量损失,为此将
4、毛细管分为几段。例如对于空调工况产冷量4000kcal/h 的空调机,室内机考虑到分流，一般选两段相同的毛细管并联,管内径为 22.5mm,管长 150160mm；室外机一段管内径 1.651.76mm,管长300mm400mm；制热过程专用的一段管内径 1.651.75mm,管长 200250mm;要求毛细管的耐压为 30kg/cm2。根据诺漠图选择毛细管,然后由实验校正,确定毛细管的内径和长度。 为充分利用热交换器的面积,在空调工况产冷量 3000kcal/h 以上,拟选用贮液器;而在 3000kcal/h 以下,可不必设贮液器，由冷凝器下部的管容积代替贮液器。为防止压缩机排气管路堵塞,在
5、吸排气管间需有安全旁通阀及抗性消音器连接,以消除旁通阀打开时气流产生的噪音;在系统内应设计有抗性消音器,以消除运转过程中系统内气流产生的噪音。为防止压缩机产生“液击”,在吸汽管端设有汽液分离器,不用包隔热层,使低压3液体在容器内自然蒸发。选择止逆阀,保证制热用毛细管工作。根据系统大小选择干燥器、过滤器。在低压管路通过三通阀加入制冷剂。 在运转过程中,特别在制热循环中,蒸发器容易结霜,为保持正常运转,并不明显影响室内温度,可采用双组蒸发器,利用五通阀分别除霜。总之,在设计过程中,都应根据压缩机的吸排汽量,选择热交换器等其它设备件及配管的内径。 三、一个室外机配几个室内机 在实际使用中,房间的大小
6、及保温效果都不同,所需的冷量或热量也不同,房间的使用也是有增有减,为此我们可设计几个室内机配一个室外机,也便于安装,占地面积减少。以配两个室内机为例,并用电磁阀自动控制,即可解决上述问题，只需加几个电磁阀和止逆阀。 利用冷凝水的节能设计 分体式空调机因环境温度、通风、阳光直射、散热铝片氧化,灰尘堵塞等因素,会造成空调机在制冷过程中产生的大量热量无法散发,室外机温度升高,冷媒压力加大,压缩机能耗明显增加(有时超过 30 %),制冷效果下降,迫使空调机进人热循环工作状态。分体式空调机工作时室内机冷风口因温度、湿度、温差等原因,会产生大量的冷凝水,现时的做法是用管道排放室外,白白浪费掉,如果任其滴洒
7、还会造成环境污染。 因此设计了一种分体式空调机“水盘蒸发式除水节能装置”,不仅解决了空调机热循环工作问题,而且提高了空调机的制冷效果， 减少能耗、消除冷凝水排放造成的环境间题,延长了空调机的寿命。具体设计如下: 在分体式空调机室外机散热器顶部,紧贴着散热器,制作一个盛水盘,水盘4内有若干金属蒸发管,一端与压缩机高压高温冷媒输出管相接,另一端与原散热器上的管道相通,然后在机壳顶部开一孔,用管道把室内机的冷凝水引人蒸发水盘,当高温冷媒从压缩机出口喷出时,把蒸发管加热,通常达到 110,蒸发管把冷凝水加热蒸发,水蒸汽被散热风扇抽走,低温冷凝水(低于环境温度 17)随即降低了室外机的温度,使机组进入良
8、性循环工作状态。独特的水盘设计: 紧贴在室外机的散热器上部的水盘,其内置若干蒸发管,分主水盘与排水盘、两盘之间有一隔板,把主水盘即蒸发水盘的水位限制在刚好淹没蒸发管,若水不断加满,就会从隔水板上的缺口分流到排水盘。排水盘设计成内测盘边低于外测盘边 1 厘米左右,是蒸发盘水蒸汽的通道,通过散热风扇把水蒸汽抽走,底部靠外侧开有一排排水孔,把未来得及蒸发的冷凝水从排水孔排人散热器铝片中,进行第二次蒸发。 分体式空调机要加装“水盘蒸发式除水节能装置”,无须改动生产线,只是把室外机机壳加高若干则可。加装了“除水节能装置”后,分体式空调机可节电 30%左右,经济效益,环保效益相当可观。 分体式空调的微电脑
9、控制设计 1、微电脑控制系统实现的功能 （1）制冷、制热状态的恒温自动控制。 （2）抽湿自动控制。抽湿时,空调机处于制冷低挡风速状态,温度每下降 2,风扇和压缩机同时停止工作 10 分钟,直至温度下降到设定值。 （3）睡眠工作方式自动控制。在此工作方式下,制冷和制热运行 1小时后设定温度自动上升或降低 l,2 小时后设定温度再自动上升或降低 1，以后维持不变。 5（4）温度设定和显示功能。该机采用有线遥控可进行温度设置，并将温度的设定值通过发光二极管显示。 （5）定时开、停机控制。 （6）只送风及自动风量控制。只送只进风及自动风量控制。只送风时,通过线控健盘可任意设定低挡、中挡、高挡及自动中的
10、任一种单独送风方式。如果设定在自动挡时,送风量按设定温度与室内温度差值大小自动设定送风方式,差值 2 之内低挡送风,差值 25之间中挡送风,差值5以上时为高挡送风。 （7）送风方向自动调节控制。按下自动送风按键,叶片就会在一定的角度范围内上下自动变向送风,这时再按一次按健,叶片就会停止在所选的送风角度上。 （8）自动除霜控制,制热时，压缩机启动运转 50 分钟后,自动进行除霜 5 分钟,然后停机 3 分钟,再重新按制热方式启动工作。 （9）过电压保护功能。 （10）三分钟延时启动保护功能。在制冷或制热运行停机之后,为防止再启动过载,电脑控制设置了三分钟延时保护,此时机组只作送风运行,三分钟后自动恢复正常运动。 参考文献 1 魏珏.制冷气、暖气装置J.制冷.1991(01) 2 饶荣水,宋铭,刘丽刚,蔡宗军,许洪飞.节流元件对空调 Cd 系数影响的试验研究J.制冷与空调. 2009(03) 3 陈仲智.往复活塞式制冷压缩机的应用技术J.电机电器技术.61994(04) 4 李元超.电磁阀在制冷系统中的应用J.装备制造技术.2010(07) 5 殷光文.美国谷轮公司压缩机应用技术第三讲制冷空调系统中的液体制冷剂控制J. 制冷技术. 2001(02) 6 郑银华.高压贮液器出液管不供液J.制冷技术. 1989(04)
