制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范

系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范范圍本設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定了空調(diào)性能總體設(shè)計(jì)規(guī)范、整機(jī)功能設(shè)計(jì)規(guī)范和壓縮機(jī)選型規(guī)范三部分本設(shè)計(jì)規(guī)范適用于內(nèi)銷(xiāo)和外銷(xiāo)的空調(diào)器產(chǎn)品，其他產(chǎn)品可參考使用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)QJ/MK02.001-2001a房間空氣調(diào)節(jié)器空調(diào)性能總體設(shè)計(jì)規(guī)范性能設(shè)計(jì)是空調(diào)器設(shè)計(jì)的核心空調(diào)器作為一個(gè)在市場(chǎng)銷(xiāo)售的產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)主要包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能（制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)）、平面設(shè)計(jì)、電控、電器設(shè)計(jì)，但就其基本功能來(lái)講，空調(diào)器的作用就是實(shí)現(xiàn)制冷或制熱的溫度調(diào)節(jié)，制冷系統(tǒng)的性能是否發(fā)揮良好是空調(diào)器品質(zhì)的最重要指標(biāo)；另一方面，就空調(diào)器材料成本的構(gòu)成來(lái)講，普通空調(diào)器中，制冷系統(tǒng)的材料成本占總成本的50%左右，因此性能設(shè)計(jì)的重要性是不言而喻的，可以說(shuō)性能設(shè)計(jì)是空調(diào)器設(shè)計(jì)的核心。正因如此，性能設(shè)計(jì)是否規(guī)范，對(duì)整個(gè)空調(diào)器設(shè)計(jì)的成本、質(zhì)量、開(kāi)發(fā)速度均有很大影響。性能設(shè)計(jì)要立足本廠實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，要敢于創(chuàng)新，應(yīng)用新的技術(shù)，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品才有競(jìng)爭(zhēng)力。但同時(shí)也要注意工廠畢竟不同于科研單位，設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮工廠目前的生產(chǎn)設(shè)備情況、工藝水平、實(shí)驗(yàn)條件、計(jì)劃進(jìn)度等實(shí)際情況。特別是換熱器的設(shè)計(jì)，就要考慮換熱器的設(shè)備情況。性能設(shè)計(jì)要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)性能設(shè)計(jì)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)有：內(nèi)銷(xiāo)機(jī)型執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7725-2004《房間空氣調(diào)節(jié)器》，外銷(xiāo)機(jī)型執(zhí)行相應(yīng)出口國(guó)家或地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)，以及執(zhí)行美的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)機(jī)型的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。主要控制指標(biāo)有：制冷量、制熱量、功率消耗、能效比（EER）、性能系數(shù)（COP）、噪音；各項(xiàng)型式實(shí)驗(yàn)必須通過(guò)相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：最大運(yùn)行制冷、最小運(yùn)行制冷、凝露、最大運(yùn)行制熱、最小運(yùn)行制熱、自動(dòng)除霜、運(yùn)輸?shù)涞?。除GB—7725—2004試驗(yàn)之外必須追加如下實(shí)驗(yàn)：長(zhǎng)配管試驗(yàn)分體機(jī)15m，柜機(jī)20m，天花機(jī)30m，定制機(jī)另算，在此試驗(yàn)下，做7725—2004要求的可靠性試驗(yàn)，主要觀察壓縮機(jī)在各種工況下面的油位、溫度、壓力等參數(shù)，確保壓縮機(jī)運(yùn)行在壓縮機(jī)廠允許范圍內(nèi)。高落差試驗(yàn)落差：分體機(jī)5m，柜機(jī)10m，天花機(jī)15m有試驗(yàn)資源的情況下，在長(zhǎng)配管下做落差可靠性試驗(yàn)。長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，需作此試驗(yàn)觀察壓縮機(jī)油位。極限溫度試驗(yàn)分體機(jī)一15℃~50℃,柜機(jī)天花機(jī)一15℃~50℃,部分機(jī)型要在格柵中作高溫試驗(yàn)，確保機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。任何一個(gè)新產(chǎn)品都要用視液鏡壓縮機(jī)，在廠家的指導(dǎo)下作初步試驗(yàn)和確認(rèn)試驗(yàn)。任何一個(gè)產(chǎn)品都必須有下列數(shù)據(jù)：A能力B10個(gè)關(guān)鍵溫度點(diǎn)：溫度和蒸發(fā)器，冷凝器出口各分流管溫度。10個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)指，排氣，回氣，蒸入、中、出，冷入、口、出，壓機(jī)底部，殼體中部。同時(shí)必須記錄排回氣壓力數(shù)據(jù)。C壓縮機(jī)油面變化圖，在壓機(jī)視液鏡上標(biāo)上刻度。記錄此刻度，尤其在低溫除霜時(shí)記錄油面。D啟動(dòng)試驗(yàn)，—15℃凍8個(gè)小時(shí)后啟動(dòng)觀察油面變化狀況，并記下缺油時(shí)間。E室外機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)量。實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須裝訂成冊(cè)，并注明日期和更改出。性能設(shè)計(jì)必須重視實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果性能設(shè)計(jì)的理論計(jì)算目前還沒(méi)有哪種方法可以滿足實(shí)際要求，只能作為初步方案時(shí)的參考數(shù)據(jù)，制冷系統(tǒng)的主要參數(shù)換熱器、壓縮機(jī)、冷媒充注量、節(jié)流毛細(xì)管規(guī)格等均要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證才能加以確認(rèn)。3.5性能設(shè)計(jì)必須按照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行為保證性能設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)、高效地進(jìn)行，主要參數(shù)換設(shè)計(jì)必須遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，包括：《性能設(shè)計(jì)規(guī)范》《壓縮機(jī)選型規(guī)范》《冷媒選擇規(guī)范》《兩器參數(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范》《系統(tǒng)流路設(shè)計(jì)規(guī)范》《性能參數(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范》《整機(jī)功能設(shè)計(jì)規(guī)范》《銘牌參數(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范》《實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析規(guī)范》等。性能設(shè)計(jì)的一般步驟設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一參考樣機(jī)分析一兩器選型一?室內(nèi)外風(fēng)量確定一蒸發(fā)器流路確定一冷凝流路確定一冷媒量初定一毛細(xì)管初定一能力測(cè)試—冷媒量確定一毛細(xì)管確定一能力測(cè)試一型式實(shí)驗(yàn)一管溫傳感器位置確定一電控參數(shù)確定一型式實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。說(shuō)明：應(yīng)分析具體系統(tǒng)特點(diǎn)，通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)結(jié)果修正完善前面步驟的參數(shù)。實(shí)際設(shè)計(jì)中根據(jù)已有的機(jī)型選擇樣機(jī)分析，然后設(shè)計(jì)，為了標(biāo)準(zhǔn)化，盡量借用已有的零部件。系統(tǒng)匹配過(guò)程各參數(shù)指導(dǎo)、壓力、排回氣溫度等（R22系統(tǒng)）^點(diǎn)^標(biāo)冷標(biāo)熱最大制冷最大制熱排氣溫度85?9075?85<115<110回氣溫度8?150?5?冷中溫度48?52-1?1<65?蒸中溫度7?942?50?<60過(guò)冷/過(guò)熱度5?12/0?58?12/0?2――?排氣壓力1.9?2.01.8?2.02.3?2.52.3?2.5回氣壓力0.4?0.550.35—0.45<0.7<0.7整機(jī)功能設(shè)計(jì)規(guī)范房間空調(diào)器整機(jī)功能因不同類(lèi)別機(jī)型（窗式、移動(dòng)式、分體掛壁式、分體落地式、分體嵌入式）而不完全相同，但其主要功能基本相同，輔助功能根據(jù)產(chǎn)品市場(chǎng)定位則有多種選擇，輔助功能隨著房間空調(diào)器整發(fā)展將越來(lái)越多。窗式空調(diào)器手控窗式空調(diào)器主要功能：高風(fēng)、低風(fēng)、高冷、低冷、高熱、低熱輔助功能：擺風(fēng)、換氣遙控窗式空調(diào)器主要功能：送風(fēng)（高風(fēng)、低風(fēng)）、制冷、制熱、獨(dú)立抽濕輔助功能：擺風(fēng)、換氣、時(shí)鐘、定時(shí)、空氣清新移動(dòng)式空調(diào)器主要功能：送風(fēng)（高風(fēng)、低風(fēng)）、制冷、制熱、抽濕、自動(dòng)輔助功能：擺風(fēng)、時(shí)鐘、定時(shí)分體掛壁式空調(diào)器主要功能：送風(fēng)（高風(fēng)、中風(fēng)、低風(fēng)）、制冷、制熱、抽濕、自動(dòng)、手動(dòng)制冷、手動(dòng)自動(dòng)輔助功能：強(qiáng)勁運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、擺風(fēng)、換氣、時(shí)鐘、定時(shí)、加濕、空氣清新、分體落地式空調(diào)器主要功能：（手控、遙控均可）送風(fēng)（高風(fēng)、中風(fēng)、低風(fēng)）、制冷、制熱、抽濕、自動(dòng)輔助功能：強(qiáng)勁運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、擺風(fēng)、換氣、時(shí)鐘、定時(shí)、空氣清新、測(cè)試、加濕、電輔熱、鎖定分體嵌入式空調(diào)器主要功能：送風(fēng)（高風(fēng)、中風(fēng)、低風(fēng)）、制冷、制熱、抽濕、自動(dòng)輔助功能：擺風(fēng)、換氣、時(shí)鐘、定時(shí)、空氣清新主要保護(hù)功能的設(shè)計(jì)原則保護(hù)功能種類(lèi):通用保護(hù):壓縮機(jī)啟動(dòng)制冷3分鐘延時(shí)保護(hù)（制熱4分鐘延時(shí)保護(hù)）、三相壓縮機(jī)相序保護(hù)、壓縮機(jī)電流保護(hù)；大功率壓縮機(jī)排氣溫度、排氣壓力保護(hù)、吸氣壓力保護(hù)；變頻壓縮機(jī)過(guò)、欠電壓保護(hù)，壓縮機(jī)頂部溫度、排氣溫度保護(hù)，模塊保護(hù)。制冷、抽濕模式保護(hù)：蒸發(fā)器防凍結(jié)保護(hù)、冷凝器高溫保護(hù)。制熱模式保護(hù)：蒸發(fā)器高溫保護(hù)、防冷風(fēng)功能。化霜功能設(shè)計(jì)為提高冷暖機(jī)的平均制熱效果，特別是低溫工況下的制熱效果，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用平片、加大迎風(fēng)速度等措施使結(jié)霜速度盡量慢，另一方面，又要使已形成的霜迅速熔化干凈。要求一化霜時(shí)間與化霜時(shí)間之比不超過(guò)20%壓縮機(jī)選型壓縮機(jī)選型及使用標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)一般情況而言，實(shí)際選用時(shí)請(qǐng)嚴(yán)格遵守壓縮機(jī)規(guī)格書(shū)要求，以下說(shuō)明僅供參考。選用標(biāo)準(zhǔn)：空調(diào)器能力=壓縮機(jī)額定能力X（1-（能效等級(jí)數(shù)-1）*5%）空調(diào)器功率=壓縮機(jī)額定功率X（1+（能效等級(jí)數(shù)-1）*5%）。注：1）整機(jī)能效越高，換熱器面積較大，所以壓縮機(jī)排量要相應(yīng)減小。2）每種既定壓縮方式的壓縮機(jī)，單位排量所能產(chǎn)生的能力大致是相同的。R410A冷媒的單位排量制冷量在247.0W.rev/cm3,R22的約為170.0W.rev/cm3,R407C的約為180.5W.rev/cm3。在只知道排量的情況下可以用這個(gè)規(guī)律來(lái)估算壓縮機(jī)的單體能力。使用標(biāo)準(zhǔn)：過(guò)負(fù)荷工況下壓縮機(jī)排氣溫度轉(zhuǎn)子式不超過(guò)115℃，渦旋式不超過(guò)125℃否則會(huì)造成壓縮機(jī)電機(jī)繞組絕緣老化以及冷凍油碳化，長(zhǎng)期運(yùn)行后電機(jī)繞組燒損。壓縮機(jī)在低負(fù)荷工況下（最小制冷）AT（二壓縮機(jī)殼體底部溫度-冷凝器中部溫度）在穩(wěn)定時(shí)應(yīng)大于5℃，否則會(huì)造成壓縮機(jī)潤(rùn)滑油稀釋，潤(rùn)滑油完全失去機(jī)能，長(zhǎng)期運(yùn)行后，壓縮機(jī)滑動(dòng)部位磨損，最終不能運(yùn)轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)的冷凝壓力：R22不得超過(guò)26.5Kg/cm2.（=冷凝器中部溫度65℃）,R410A不得超過(guò)41.5Kg/cm2.（二冷凝器中部溫度65℃），壓縮比不得超過(guò)8。制冷系統(tǒng)充氟量不得超出壓縮機(jī)所規(guī)定的最大充氟量，在保證制冷系統(tǒng)能力的情況下，充氟量越小越好；在充氟量超出壓縮機(jī)所規(guī)定的最大充氟量的情況下，必須增加輔助儲(chǔ)液器，需進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn):A、冷忱啟動(dòng)。B、壓縮機(jī)在不同工況下潤(rùn)滑油面及回液確認(rèn)。制冷系統(tǒng)配管設(shè)計(jì)時(shí)，排氣管及回氣管管徑應(yīng)對(duì)應(yīng)于壓縮機(jī)的管徑，以盡量減少冷媒流動(dòng)阻力；壓縮機(jī)及配管與不動(dòng)的結(jié)構(gòu)件的間隙應(yīng)大于5mm,與可動(dòng)的結(jié)構(gòu)件間隙應(yīng)大于12mm。三匹及以下盡量選用轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)，更有成本優(yōu)勢(shì)；三匹以上盡量選用渦旋式壓縮機(jī)，更有能效比優(yōu)勢(shì)。6兩器的選取蒸發(fā)器、冷凝器是空調(diào)制冷系統(tǒng)的重要組成部分。針對(duì)不同的室內(nèi)外機(jī)外形尺寸、制冷（熱）量、安全性以及成本因素的要求,在兩器設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意以下一些問(wèn)題：銅管選擇：兩器選用的銅管（長(zhǎng)U管）一般分為①7mm,①7.94mm,①9.53mm三種，銅管目前分為內(nèi)螺紋及光管兩種。原則上，蒸發(fā)器需選用內(nèi)螺紋管，以減少所用的銅管及翅片數(shù)；冷凝器可根據(jù)具體情況選用內(nèi)螺紋管及光管,但目前的內(nèi)螺紋管及光管的價(jià)格相差并不大,在保證制熱效果以及不結(jié)霜的情況下,應(yīng)盡量選用較小的內(nèi)螺紋管式冷凝器；特別單冷機(jī)型冷凝器可考慮使用小管徑銅管。由于產(chǎn)能原因，①7.94mm通常只用于外銷(xiāo)機(jī)型。翅片選擇：翅片分為親水與非親水鋁薄兩種,親水鋁薄的優(yōu)勢(shì)在于有冷凝水時(shí)可使水盡快沿翅片流走,不堵塞風(fēng)道,提高制熱時(shí)換熱效果。原則上,蒸發(fā)器選用親水鋁薄,冷暖機(jī)冷凝器選用親水鋁薄,單冷機(jī)冷凝器則必須選用非親水鋁薄。翅片的片距一般在1.3-2.0mm之間（厚度0.105mm的翅片目前翻邊高度最高1.7mm）。翅片的片形分為弧形沖縫片、光片、方形沖縫片，原則上一般選用弧形沖縫片。光片優(yōu)勢(shì)在于有利于除霜,在低溫制熱時(shí)光片制熱量的衰減比弧形沖縫片和方形沖縫片都小,且有利于結(jié)霜的控制,可考慮選用。換熱器大小的設(shè)計(jì)：選用較大的兩器對(duì)于提高制冷（熱）量和能效比都有好處,但要考慮成本限制。蒸發(fā)器在保證標(biāo)準(zhǔn)制冷能力的前提下,可盡量進(jìn)行縮減；冷凝器減小會(huì)降低制熱量和高溫制冷運(yùn)行范圍,考慮在非標(biāo)準(zhǔn)工況運(yùn)行,冷凝器設(shè)計(jì)應(yīng)考慮一些余量。結(jié)合當(dāng)前已有的兩器,在保證或適當(dāng)減少銅管內(nèi)外表面換熱面積的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì),具體可以類(lèi)比經(jīng)典機(jī)型進(jìn)行單位面積換熱量來(lái)計(jì)算確定新開(kāi)發(fā)機(jī)型的兩器換熱面積。兩器設(shè)計(jì)是否合理可通過(guò)系統(tǒng)的高低壓力進(jìn)行判斷。流路設(shè)計(jì)：盡量借用經(jīng)過(guò)市場(chǎng)檢驗(yàn)的經(jīng)典流路；冷媒總體流向應(yīng)為蒸發(fā)過(guò)程下進(jìn)上出,冷凝過(guò)程上進(jìn)下出；冷媒總體流向與空氣流向成逆流：一般蒸發(fā)過(guò)程溫度變化較小,可以不考慮逆流；而冷凝過(guò)程溫度變化較大,必須按逆流設(shè)計(jì)流路；多路冷凝器出口盡量匯總后設(shè)置1~2根過(guò)冷管,以提高節(jié)流前過(guò)冷度,有利于系統(tǒng)的變工況穩(wěn)定