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1.1~1.2mm之间，管长在450~550mm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15~25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2~2.5mm,管长150~160mm；室外机一段管内径1.65~1.76mm,管长300mm~400mm；制热过程专用的一段管内径1.65~1.75mm,管长200~250mm;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。

（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2~5℃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。

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