2匹家用分体空调器设计--毕业设计论文.doc

本科毕业设计（论文）2匹家用分体空调器设计学 院 材料与能源学院 专 业 热能与动力工程 （制冷与空调方向） 年级班别2012级（2）班 学 号 3112007072 学生姓名 指导教师 2016 年 6 月摘要分体空调器是将整体式空调器（窗式、柜式）分为两个部件构成的。一般是将压缩机、冷凝器、轴流风机等组装成压缩冷凝机组，置于室外，称为室外机组；将蒸发器、离心式（或者贯流式）风机、控制元件等组装成冷风箱置于室内，称为室内机组。两者之间用连接管道相连，构成一个完整的空调机组。本设计为两匹家用单冷型分体空调器，两匹对应的制冷量为4500W。通过给定的条件，对家用分体空调器进行理论计算，根据计算结果进行系统部件选型，最终完成对空调器的整体设计。设计的主要内容包括：压缩机的选型、冷凝器设计和室外风机选型、蒸发器设计和室内风机选型、节流装置的选型、制冷剂充注量的确定。本课题系基于广州地区气象条件下进行设计，设计的主要参数包括：冷凝温度、蒸发温度；过冷度、吸气过热度；冷凝器的进口温度为，出口温度为；蒸发器的进口干球温度为，进口湿球温度为，出口干球温度为，出口湿球温度为。通过对机组的整体设计可得到：室内机组采用壁挂式，节省室内空间；压缩机采用广东美芝制冷设备有限公司的高能效定频压缩机，型号为PH270M2CS-4KU2；选用制冷剂为R22；冷凝器与蒸发器均采用翅片管热交换器，冷凝器的换热面积为23.58m2，尺寸为640mm87mm500mm，蒸发器换热面积为10.5m2，尺寸为440mm87mm300mm；节流装置采用毛细管，管长为0.3m；系统制冷剂充注量为1.68kg。关键词：家用空调器，分体壁挂式，翅片管换热器AbstractSplit Air Conditioner comes from Monolithic Air Conditioner (Windows and Cabinets) which is divided into two parts. One is the condensing unit and another is a cold wind box. Usually, the condensing unit can be assembled by compressor, condenser and axial flow fan, called outdoor units which placed in the outdoor. The cold wind box in the room is assembled by the evaporator, the centrifugal fan (or the cross-flow fan) and control components, referred to as the indoor unit. The two parts can be constituted a complete unit, with the connection of pipes.The graduation project is: The Design of 2.0HP Split Air Conditioner that refrigerate only. The refrigeration of 2.0HP is 4500W. By the given conditions, I make a theory calculation, and then select system components according to the result of the calculation. Finally, the integer design of the air conditioner will be completed. The main content include: selection of compressor and fan type; design of condenser, evaporator and the throttling device; the evaluation of the refrigerant charge quantity. The main designing parameters include: condensing temperature as 45, evaporating temperature as 7; sub-cooling degree as 5,super-heat degree as 6; the inlet temperature of condenser as 33, the outlet temperature as 41; the inlet dry-and-wet-bulb temperature of evaporator as 25/17, the outlet dry-and-wet-bulb temperature of evaporator as 15/12.In this project, I choose wall-mounted outdoor unit that save space. The compressor was made by GMCC, and its a efficient and constant-frequency compressor as PH270M2CS-4KU2. R22 is chosen as the refrigerating fluid. The fin-tube heat exchanger is applied to condenser and evaporator, and the design of the heat exchangers are completed according to the performance parameters. The capillary is used in throttling device. The design of the pipelines system and the evaluation of the refrigerant charge quantity are completed at last.Key words: Home used air conditioner, Split and wall-mounted, Fin-tube heat exchanger目录1.绪论11.1选题的背景及意义11.2分体空调器的发展概况11.3分体空调器的工作原理22.空调用制冷循环的确定42.1制冷剂的选用42.2制冷循环热力计算52.2.1循环参数及压焓图52.2.2热力计算63.压缩机选型84.蒸发器设计计算94.1蒸发器进口空气状态参数94.2风量及风机的选择94.3蒸发器进、出口空气焓差及出口处空气焓值104.4初步确定蒸发器结构参数114.5结构设计传热面积、管长及外形尺寸124.6传热温差134.7传热计算所需传热面积134.8空气侧流动阻力135.冷凝器设计计算155.1冷凝器热负荷155.2风量及风机的选择165.3初步规划冷凝器的结构165.4传热计算185.5结构设计管长及外形尺寸215.6计算所需传热面积215.7空气侧流动阻力226.毛细管选择计算236.1设计参数236.2毛细管尺寸估算237.管路系统的设计268.系统制冷剂充注量的估算279.其他辅助设备289.1干燥过滤器289.2电磁阀289.3气液分离器2910.结论31参考文献33致谢34附录A：R22压焓图35附录B：焓湿图361.绪论1.1选题的背景及意义随着全球气候环境变化，人们追求健康舒适的生活环境的需求越来越大，科技的进步让更多的人享受着高科技带来的方便。然而，发展也伴随着问题的出现，资源匮乏，环境恶化，给人类带来严峻的挑战。既要保护我们仅有的资源，同时，也要改善我们生存、繁衍的大气环境，因而越来越多人选用和使用家用空调，空调也就进入了千家万户。家用空调的种类很多，但是大部分家用空调还是以分体挂壁式为主。分体挂壁式空调以其体积小，外形美观，使用灵活，噪声低，不影响室内采光，安装检修方便等优点被广泛的应用于家居之中，并且随着人们对生活环境的要求越来越高，空调所提供的舒适度也相应提高。家用空调的普及，真切地让每家每户都能感受经济与科技的发展进步。在未来，家用空调的发展还会向着低成本、高节能的方向迈进。本课题针对分体式空调器进行了基本的设计计算，旨在深入了解家用空调，并打开视野，认识更多节能环保的能为带来人们健康舒适生活的高新技术。1.2分体空调器的发展概况二十世纪六、七十年代，在美国发生罕见的干旱天气，为解决干旱缺水地区的空调冷热源问题，美国率先研制出用空气散热代替冷却塔的风冷式冷水机。我国的第一台家用空调器于1963年在上海冰箱厂诞生。上世纪八十年代中期以前，由于我国空调器的使用受公用事业电力供应政策的限制，空调器工业发展缓慢，生产规模不大。到八十年代中后期，空调器的市场需求迅速增长。为满足这一需求，空调器工业进行了集中的技术引进，总计从国外引进了数十条生产线。在九十年代的中国，从先进国家吸收了较大型空调设备的先进高新技术，并与多数是美国的大公司组成合资企业。如今，中国已经是一个顶级国家，中国主要工厂和合资企业制造了大量SRAC和SPAC以满足增长的国内市场出口需要。1988年中国第一台国产分体壁挂机KF-19G1A在华宝空调器厂诞生，开启了我国家用空调器行业的一个新时代；二十世纪八十年代中国空调市场一直以进口为主；2005年推出了光面板系列空调产品，此后一直使用至今。在原有的技术手段上，随着不断的创新和改进，在如今形成了系统完善的生产过程。压缩机、热交换器、精细阀和电子控制装置等都有了明显的改进。自此，我国的空调产业实现了从小到大的跨越式发展。目前我国家用空调器的型式结构以分体空调器占绝对优势。即使目前以水为传热介质的家用中央空调机组开始兴起，但由于成本高、结构系统复杂，大多数居民还是选择采用单个分体空调器或多联机分体空调器。分体空调器具有安装方便、易于独立计费、初投资小等特点，以其独特的优势，广泛受到民众的青睐。2009年到2011年，家电下乡、以旧换新、节能补贴等扶持政策的贯彻落实有效拉动内需市场，空调制造企业和渠道商纷纷加大对三、四级及农村市场的拓展，国内空调市场逐步恢复生机。2011年，我国规模以上空调制造工业企业实现主营业务收入达4109.6亿元；实现利润总额达231.74亿元。2012年1-12月全国规模以上制冷、空调设备制造行业企业实现销售收入1996.67亿元，同比增加11.86%；完成利润总额144.4亿元，同比增加20.54%。2013年年我国家用空调产量为14333万台，同比增长7.9%，2014年我国空调产量15716.93万台，比2013年增长9.7%。变频空调产品的市场占有率已经达到52.54%。1.3分体空调器的工作原理分体式空调器是在窗式空调器的基础上发展起来的，分体式空调由室内机组和室外机组构成，由于室内机组和室外机组是两个相对独立的装置，而被称之为“分体”。室内机组可根据用户需要将其制成壁挂式、落地式、悬吊式、埋入式等新颖式样，为房间布置增添色彩。本设计为壁挂式分体空调器，其工作原理与窗式空调器相同。室内机组和室外机组的连接方式是由粗细不同的两个铜管相连接，细的一根为液管，粗的一根为气管，统称为配管。室内机组主要包括换热器、离心式（或贯流式）风扇及电动机、排水系统等。其中换热器是用于冷却（或加热）室内空气。贯流风扇及电动机用于完成室内空气的循环。与窗式空调器离心风扇相比，贯流风扇叶片数目较多，转速较低，在保持总送风量不变的情况下，噪声会有明显降低。自动风向系统又称为摇风机构，它是为了使空调器向室内送风均匀、舒适而设置的。同时，室内机组也会配置上下自由摆动的送风百叶，可通过一台微型电机带动并由微处理器进行控制。导向器可按左、中和方向对风向进行手动调整，以满足舒适性的需要。室外机组主要包括全封闭式压缩机、室外换热器、毛细管、轴流风扇、电动机等。单冷型分体式空调器的工作过程为：高温低压的制冷剂蒸汽被压缩机压缩成高温高压蒸汽，高压蒸汽进入冷凝器后，向室外环境放热变成低温高压液体，然后通过毛细管节流变成低温低压气液混合物，继而进入蒸发器，吸收房间内的热量汽化变成低压气体，最后又回到压缩机并开始新的循环。液体汽化制冷是利用液体汽化吸热和冷凝放热效应来实现制冷的。液体的汽化会形成蒸汽。当液体（制冷工质）处在密闭的容器中时，此容器中除了液体及液体本身所产生的蒸汽之外，不存在其他任何气体，液体和蒸汽将在某一压力下达到平衡，此时的气体称为饱和蒸汽，此时的压力称为饱和压力，此时的温度称为饱和温度。平衡时液体不再汽化，此时如果将一部分蒸汽从容器中抽走，液体必然要继续汽化产生一部分蒸汽来填充以维持这一平衡。液体汽化时要吸收热量，此热量称为汽化潜热。汽化潜热来自被冷却对象，使被冷却对象温度下降。为了使这一过程连续进行，就必须从容器中不断地抽走蒸气，并使其凝结成液体后再回到容器中去。从容器中抽出的蒸汽如果直接冷凝成液体，则所需冷却介质的温度要比液体的蒸发温度还要低。然而我们希望蒸气的冷凝是在常温下进行，因此需要将蒸汽的压力提高到常温下的饱和压力。制冷工质将在低温、低压下蒸发，产生冷效应；并在常温、高压下冷凝，向周围环境或冷却介质放出热量。蒸汽在常温、高压下冷凝后变为高压液体，还需要将其压力降低到蒸发压力后才能进入蒸发容器。液体汽化制冷循环是由工质汽化、蒸气升压、高压蒸气冷凝、高压液体降压四个过程组成的。2.空调用制冷循环的确定2.1制冷剂的选用制冷剂是制冷机中的工作流体，它在制冷机系统中循环流动，通过自身热力状态的循环变化不断与外界发生能量交换，达到制冷的目的。液体蒸发式制冷机中，制冷剂在要求的低温下蒸发，从被冷却对象中吸取热量；再在较高的温度下凝结，向外界排放热量。所以，只有在工作温度范围能够汽化和凝结的物质才有可能作为制冷剂使用。选择制冷剂时对其性质要求方面的考虑如下：（1）具有环境可接受性。制冷剂的臭氧破坏指数（ODP）和温室效应指数（GWP）为零或尽可能小。（2）热力性质满足指定的使用要求。就是说制冷剂在指定的温度范围进行制冷循环时，循环特性较满意。（3）传热性和流动性好。可以使制冷机热交换设备的尺寸较小（减少重量和材耗）和保证制冷剂流动中的阻力损失小。（4）化学稳定性和热稳定性好，使用可靠。（5）无毒害，无刺激性气味，不燃、不爆或燃爆性很小，使用安全。（6）价格便宜，来源广。当然，完全满足上述要求的制冷剂很难寻觅。各种制冷剂总是在某些方面有其长处，另一些方面又有不足。使用要求、机器容量、使用条件以及机器种类不同，对制冷剂性质要求的考虑侧重面就不同，应按主要要求选择相应的制冷剂。但须指出，由于环境保护直接关系人类的生存和发展空间，所以环境指标是选择的硬指标。ODP和GWP较高的制冷剂，即使其他性质再好，在今后的发展中也只能割舍。R22广泛用在家用空调器（配备全封闭容积式压缩机）以及中型冷水机组中（半封闭容积式压缩机），还在工业制冷中使用（开启式压缩机）。R22属HCFC类物质。环境指标ODP为0.05左右，GWP为0.35左右。标准蒸发温度为-40.8，凝固温度为-160。R22无色、无味、不燃、不爆，毒性小，对金属无腐蚀，使用安全。本设计为家用分体式空调器，选用R22作为制冷剂。2.2制冷循环热力计算2.2.1循环参数及压焓图分体式空调器名义工况下制冷循环参数及室内、外空气参数如下：名义工况下制冷量为；冷凝温度、蒸发温度；过冷度、吸气过热度；冷凝器的进口温度为，出口温度为；蒸发器的进口干球温度为，进口湿球温度为，出口干球温度为，出口湿球温度为。循环的p-h图如图1.1所示。图1.1 制冷循环p-h图查R22热力性质表和图得：表1.1t0 /p0 /MPah0 /(kJkg-1)tk /pk /MPat1 /h1 /(kJkg-1)v1 /(m3kg-1)t2 /h2 /(kJkg-1)t4 /h4 /(kJkg-1)70.621408451.729134150.0472444402502.2.2热力计算单位质量制冷量：单位理论功：制冷剂循环质量流量：实际输气量：本设计拟采用滚动转子式压缩机。输气系数：根据（小型制冷装置设计指导第5章第4节）关于小型滚动转子压缩机的热力计算，取泄露系数，得：压缩机理论输气量：压缩机理论功率：根据（小型制冷装置设计指导第5章第4节）关于小型滚动转子压缩机的热力计算，取压缩机的指示效率，压缩机指示功率：取机械效率，电动机效率，电效率：压缩机输入功率：3.压缩机选型压缩机是空调的心脏，压缩机成本几乎达到整机成本的50，压缩机的性能对整机起着决定性作用。家用空调器一般采用滚动转子式压缩机，压缩机的额定制冷量应比整机的额定制冷量高200300W 为宜。因为压缩机的额定制冷量选的太大，相应的功耗也会增大，整机能效比将降低；如果压缩机的额定制冷量选得太小，由于制冷系统存在一定的冷量损失，将导致整机冷量减小，达不到设计要求。本设计整机的额定制冷量为4500W，选用压缩机额定制冷量应为4700W-4800W为宜。本设计选用广东美芝制冷设备有限公司的高能效定频压缩机，机型为PH270M2CS-4KU2，选型参数如下图3.1。图3.1 美芝高能效定频压缩机M2系列由所选压缩机型号可知，额定制冷量，压缩机输入电机功率，均能满足本设计要求。4.蒸发器设计计算在进行分体式空调器制冷量测定时，不考虑新风量，因此设计计算中可以假定进入蒸发器的空气状态即为室内空气状态。蒸发器设计所用到的计算公式参考小型制冷装置设计指南。4.1蒸发器进口空气状态参数蒸发器进口处空气干球温度为，湿球温度为，查湿空气的焓湿图，得蒸发器进口处湿空气的比焓值，含湿量，相对湿度=43。4.2风量及风机的选择蒸发器所需风量一般按每1kW冷量取0.05m3/s的风量，故蒸发器风量为：根据（小型制冷装置设计指导第7章第6节）关于风机的选用，查表7-36（如图4.1所示），选择DF2C型离心式通风机，该风机的风量，全压，转速，配用电动机功率。图4.1 蒸发器风机选型4.3蒸发器进、出口空气焓差及出口处空气焓值取空气密度。蒸发器进、出口空气焓差：蒸发器出口处空气焓值：设蒸发器出口处空气的相对湿度=90，则蒸发器出口处空气的干球温度，含湿量。将h-d图上的空气的进、出口状态点1、2相连，延长与饱和线相交，得，。4.4初步确定蒸发器结构参数采用强制对流的直接蒸发式蒸发器，连续整体式铝套片。根据房间空调器用蒸发器和单元式空调器用蒸发器的基本结构参数（如表4.1，表4.2所示），选用紫铜管为，正三角形排列，管间距，排间距，铝片厚，片距，铝片热导率数。表4.1 房间空调器用蒸发器的基本结构参数（单位为mm）传热管（铜）肋片（铝）外径壁厚厚度片距100.500.202.5表4.2 单元式空调器用蒸发器的基本结构参数项目管子翅片排数n材料外径D0壁厚0管距s排列方式材料片厚节距emmmm参数紫铜7160.3012038等边或等腰三角形铝0.100.301.33.516每米管长翅片表面积：每米管长翅片间基管外表面积：每米管长总外表面积：每米管长内表面积：肋化系数：肋通系数：肋通系数是指每排肋管外表面积与迎风面积之比，即净面比：净面比是指最窄流通截面积与迎风面积之比，即4.5结构设计传热面积、管长及外形尺寸取沿气流方向管排数N=4，分两路供液，迎面风速取，则最小截面流速为迎风面积：总传热面积：所需管长：取蒸发器高度方向为12排，蒸发器高：蒸发器长：蒸发器宽：4.6传热温差4.7传热计算所需传热面积根据（热交换器原理与设计附录A）关于翅片管式热交换器传热系数经验值，取总的传热系数，所需传热面积：所设计的蒸发器能满足要求。4.8空气侧流动阻力凝露工况下，气体横向流过整套叉排管簇时的阻力可按下式计算：对于粗糙的翅片表面，当量直径：沿气流方向蒸发器长（即蒸发器的宽度），空气密度，凝露工况下取，则所以，选择的DF2C型离心式通风机能满足压头要求。5.冷凝器设计计算家用分体式空调器的冷凝器普遍采用强制对流式空冷冷凝器，外套整体式铝片。冷凝温度，蒸发温度；冷凝器的进口空气干球温度为，出口空气干球温度为，压缩机额定制冷量为。冷凝器设计所用到的计算公式参考小型制冷装置设计指导。5.1冷凝器热负荷对数平均温差：由下图5.1查得，R22在，时的冷凝负荷系数，则冷凝热负荷：图5.1 冷凝负荷系数5.2风量及风机的选择根据（制冷原理及设备附录4）关于干空气热物理性质表，取空气定压比热容为，取空气密度为，则冷凝器所需风量：查下图5.2轴流式通风机性能表，选400FZL-02型轴流式通风机，该风机风量，风压，功率，转速。图5.2 轴流式通风机性能表5.3初步规划冷凝器的结构根据下表5.1空冷式冷凝器结构参数表，选用传热管为紫铜管，正三角形排列，管间距，排间距，平铝片，片厚，片距，铝片热导率数。表5.1 空冷式冷凝器结构参数表管子翅片排数n材料外径d0/mm壁 厚/mm管距S/mm排列方式材料片厚/mm片距Sf/mm片型紫铜6160.10.32035等边或等腰三角形铝0.10.31.32.5平片，波纹片，冲缝片15每米管长翅片表面积：每米管长翅片间基管外表面积：每米管长总外表面积：每米管长内表面积：肋化系数：肋通系数：肋通系数是指每排肋管外表面积与迎风面积之比，即净面比：净面比是指最窄流通截面积与迎风面积之比，即5.4传热计算预计冷凝器在空气流通方向上的管排数，则翅片宽度：微元最窄截面的当量直径：取迎面风速，则最窄截面风速：因为查干空气热物理性质表，得，则由下图5.3（表3-18和表3-19），用插入法求得，则空气侧表面传热系数：图5.3 系数取值表由下图5.4（表3-11），插入法查得R22在物性集合系数，氟利昂在管内凝结的表面传热系数：图5.4 几种氟利昂的B值管簇采用正三角形排列，取，翅片相当高度：取铝片热导率，计算翅片参数：计算翅片效率：表面效率：忽略各有关污垢热阻及接触热阻的影响，则，整理得：解得，则R22在管内的凝结表面传热系数：取管壁与翅片间的接触热阻、空气侧尘埃垢层热阻、紫铜管热导率；则冷凝器的总传热系数：5.5结构设计管长及外形尺寸沿气流方向管排数N=4，分两路供液，迎面风速取，则最小截面流速为迎风面积：总传热面积：所需管长：取冷凝器高度方向为20排，冷凝器高：冷凝器长：冷凝器宽：5.6计算所需传热面积由前面计算得到传热系数，对数平均温差，所需传热面积：所设计的冷凝器能满足要求。5.7空气侧流动阻力干工况下，气体横向流过整套叉排管簇时的阻力可按下式计算：所以，所选风机能满足压头要求。6.毛细管选择计算6.1设计参数制冷剂：R22；冷凝压力：；蒸发压力：；节流阀前温度：；制冷剂循环量：；蒸发器分路数：。6.2毛细管尺寸估算制冷剂在毛细管内的两相流动过程十分复杂，难以精确计算。用图解法选出的毛细管尺寸都要经过在实际装置中的运行试验，经修正后才能获得最佳尺寸。为了简化计算，假定由冷凝器出口至毛细管进口前的总流动阻力损失相当于饱和温度降低了1.5，因此进毛细管时液体制冷剂的过冷度为由、值查下图6.1得标准毛细管的通流量。根据（小型制冷装置设计指南关于毛细管尺寸估算经验公式），流量系数：查下图6.2，如选毛细管内径，则毛细管长度，共两根。图6.1 毛细管进口状态与流量的关系图图6.2 毛细管相对流量系数与内径及长度的关系图7.管路系统的设计制冷管路的设计应合理选择管材、管径，尽量缩短管线长度，以减少管路阻力损失，并防止制冷剂产生“闪气”现象。本设计采用R22为制冷剂，因此管材选用紫铜管，为减轻重量和降低成本，选用薄壁铜管，铜管壁厚为。在确定管径时，主要是根据管道总压力损失的许可值。对吸气管道而言，总的允许压力损失约1020kPa，相当于制冷剂的饱和温度降低1；对排气管道而言，总的允许压力损失约1540kPa，相当于制冷剂的饱和温度升高12；冷凝器至节流机构之间的液体连接管路总压力损失应小于20kPa。在系统的制冷剂流量计工况已确定的情况下，压力损失决定于管内制冷剂的流速。针对本设计选用R22冷媒，其吸气管允许流速范围是815m/s，排气管允许流速范围是1018m/s，冷凝器至节流机构的液管允许流速范围是0.51.25m/s。对于上升的吸气管，考虑到回油问题，制冷剂的流速一般应不低于8m/s。8.系统制冷剂充注量的估算对于小型空调器（机）而言，由于没有贮液罐，故系统内制冷剂的充注量对制冷机的经济、安全运行起着重要作用。充注量过小，蒸发器只有部分管壁得到润湿，蒸发器面积不能得到充分利用，蒸发量下降，吸气压力降低，蒸发器出口制冷剂过热度增加，这不仅使循环的制冷量下降，而且还会使压缩机的排气温度升高，影响压缩机的使用寿命；充注量过多，不仅蒸发器内积液过多，致使蒸发器压力升高，传热温差减少，严重时甚至会产生压缩机的液击现象，而且会使冷凝器内冷凝后的制冷剂液体不能及时排出，使冷凝器的有效传热面积减少，导致冷凝压力升高，压缩机耗功增加。由此可知，在一定工况下，系统内存在一个最佳充注量问题。系统中制冷剂的充注量不等于制冷剂的循环量，它应该根据系统的容积大小、制冷剂在系统各处的状态、干度等分别加以计算。根据（小型制冷装置设计指南关于制冷剂充注量计算）相关介绍，对制冷剂为R22、小型空冷式空调器而言，系统的制冷剂充注量可用下式估算：式中： 系统制冷剂充灌量，单位为kg； 蒸发器容积，单位为l； 冷凝器容积，单位为l。本设计中，由前面计算可知，蒸发器的总传热管长为21.12m，冷凝器的总传热管长为51.2m，考虑到弯管等因素，现取蒸发器冷凝器的总传热管长为26m和56m，相应的各自容积为：由此可估算出该系统的制冷剂充注量为：充注量对系统性能的影响因素是多方面的，也与毛细管的长度有关，在毛细管长度一定的情况下，存在一个最佳充注量，它与确定毛细管尺寸的情况类似，也应该通过在实际装置中进行实验后确定。9.其他辅助设备9.1干燥过滤器干燥过滤器只用于氟利昂制冷系统中，装在节流机构前的液体管路上，用来吸附制冷剂中所含有的水分。干燥剂一般采用硅胶或分子筛。制冷剂液体在干燥器内的流速为0.0130.33m/s，流速过大易使干燥剂粉碎，将过滤器堵塞或者将粉末带入系统。这一流速范围将作为选择干燥器直径大小的依据。在小型氟利昂制冷装置中，通常将过滤器与干燥器合为一体，称为干燥过滤器。为防止吸附剂粉末进入管路系统，干燥过滤器的两端均装有网眼为0.1mm的铜丝网以及纱布、脱脂棉等过滤层。吸附剂吸附水分的能力是有限的，当吸附水分后，它的吸附能力随之降低，甚至丧失吸附水分的能力，因此在系统中往往与干燥过滤器平行设置旁通管路，并用截止阀隔开，以便在吸附剂的吸附能力明显下降（系统中发生冰堵现象）或过滤器被堵塞（系统中发生脏堵现象）时能将干燥过滤器拆下来清洗，加热再生吸附剂或者更换新的吸附剂，而又不影响制冷系统的正常工作。干燥过滤器结构简单，一般制造厂都成套配给，可根据接管直径选用。本机组选用过滤器型号为KG-3，基本参数见图9.1。图9.1 空调用过滤器基本参数9.2电磁阀电磁阀是一种依靠电磁力自动启闭的截止阀。在中、小型空调器系统中，它串联在节流装置前的液体管道上，并与压缩机同接一个启动开关，即当压缩机开机时，电磁阀打开，接通系统管路，使制冷系统正常运行；当压缩机停机时，电磁阀自动切断液体管路，阻止制冷剂液体继续流向蒸发器，以防止压缩机再次启动时造成液击现象。在电磁阀的选用中应注意其型号、工作电压、阀门通径、适用介质、使用温度、压力及压差等问题。安装时必须使用电磁阀垂直地安装在水平管路上，并使液体制冷剂的流向与阀体标明的箭头指向一致。电磁阀选用型号为2FDF8，技术参数见图9.2。图9.2 FDF型电磁阀技术参数9.3气液分离器对于小型空调器中使用的管道型气液分离器，从室内或室外热交换来的含液蒸气流进气液分离器后，由于气流速度降低和气流转向，使其中的液滴分离，落入腔体内，蒸气由回气管上端进入压缩机，为了使润滑油能返回压缩机，在回气管下端开有1mm左右的回油小孔。小型空调器中另一种气液分离器形式为筒体型气液分离器，从热交换器来的含液蒸气进入筒体内，气流中的液滴被分离后由U型回气管的一端进入压缩机。在U型管下部也开有小孔，以便润滑油返回压缩机。本设计采用筒体型气液分离器，型号为QFQ2A，技术参数如图9.4。图9.3 两种型号的气液分离器图9.4 筒体型气液分离器主要技术参数10.结论家用分体式空调器应用非常广泛，以其体积小、结构简单、安装拆卸方便等特点，受到大众的热捧。通过本次课题设计，能够深入了解到家用分体式空调器的系统原理，了解到家用空调的适用场合等。本设计为单冷型家用分体式空调器，室内机采用了壁挂式结构安装，美观大方，节省空间。从工况条件开始分析，制定合理的运行系统。根据制冷循环系统，选用了广东美芝制冷设备有限公司的高效定频压缩机，继而进行两器的设计，以及毛细管选择计算、管路系统设计和辅助设备的选用。（1）压缩机的选型时，考虑到要保证系统运行性能，使系统能够适应工作环境的较大变化，而且，对于提高相同制冷量时，增大压缩机能力所增加的成本要低于增大两器换热面积所增加的成本。因此，所选用的压缩机制冷量比原设计要求制冷量高200W300W。（2）本次设计中，两器的设计为重点。在进行蒸发器设计计算时，首先通过空气的状态参数确定空气处理过程，然后进行结构外形的初选和设计，最后计算传热面积以校核设计是否满足要求。冷凝器的设计思路大体与蒸发器相同。（3）在进行毛细管选择和设计时，由于制冷剂在毛细管中的流动过程十分复杂，很难精确计算，需要经过实际装置运行试验才能获得最佳尺寸，故先采用尺寸估算方法算出所需管长。（4）一套完整的制冷循环装置还需要完成管路设计，冷媒的充注，还有一些辅助装置的配合使用。本文中仅提及到管路设计的规范和设计要求，以及干燥过滤器、电磁阀的选用介绍和选用要求。冷媒的充注是通过经验公式估算出系统所需的充注量，所以上述充注量计算只能作为参考。由下发设计任务书开始，至整个方案设计的完成，深刻认识到做工程设计容不得半点马虎，设计中应该遵循标准和规范，同时也应该结合实际情况。通过查看有关书籍、文献，了解更多设计上的重点和难点，结合本设计的实际进行对比，得出最佳方案。机组的整体设计得出：压缩机采用广东美芝制冷设备有限公司的高能效定频压缩机，型号为PH270M2CS-4KU2；选用制冷剂为R22；冷凝器与蒸发器均采用翅片管热交换器，冷凝器的换热面积为23.58m2，尺寸为640mm87mm500mm，蒸发器换热面积为10.5m2，尺寸为440mm87mm300mm；节流装置采用毛细管，管长为0.3m；系统制冷剂充注量为1.68kg；所选用干燥过滤器为KG-3；电磁阀型号为2FDF8；气液分离器为筒体形，型号为QFQ2A。参考文献1李松寿等.制冷原理与设备. 上海:上海科技出版社,1988年2郭庆堂等.实用制冷工程设计手册. 北京:中国建筑工业出版社 1994年3吴业正.小型制冷装置设计指导. 北京:机械工业出版社 1999年4陈芝久.制冷装置自动化. 北京:机械工业出版社 2002年5陈锦泉.冷冻空调设备大全(原理使用与维修)广东:广东科技出版社 1991年6高洪涛.高能效比家用空调器制冷系统的优化设计. 制冷与空调，2011.11（2）7熊立贵.优化空调结构设计、提高产品性能研究. 日用电器，2012（6）8何曙.我国家用空调器能效标准及节能技术发展综述. 家电科技，2012（5）9张晶晶.分体挂壁式空调器噪音分析及改善. 科技视界，2014（20）10刘国珍.浅析分体挂壁式空调器制冷系统的调试.黑龙江科技信息，2015(30)11 Kumlutas，Karadeniz，Kuru. Investigation of flow and heat transfer for a split air conditioner indoor unit. Source: Applied Thermal Engineering, v51, n1-2, p262-72, March 201312Ahilan, Kumanan, Sivakumaran. Numerical simulation of operating performance of heat exchangers in a residential split air-conditioner. Source: Advanced Materials Research, v250-253, pt.4, p3913-18,2011致谢通过本次毕业设计，重新翻开以前的教科书，发觉自己很多知识都快要忘记了，与此同时，也发现很