空调制冷系统高能效初步设计

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1、空调制冷系统高能效初步设计序言去年底今年初，一场在全国范围内爆发的“电荒”危机在为人们敲响节约能源的警钟之际，也烧热了沉寂已久的空调市场，空调节能刻不容缓。据统计，目前中国家用空调的年耗电量为400亿千瓦时以上，约占中国每年全国电力消耗的15%左右，而其年增长率却和全国实际GDP增长率相近，远远高出我国每年新增电力的增长量。随着空调的进一步普及，这个数字还将进一步提高，我国目前正在制定家用空调的能效标准，以解决空调用户日益增多所带来的电力供应压力。空调的核心技术是制冷、制热的能力与效率，更高能效比意味着更强、更高的制冷制热能力和更低的消耗。日本以及大多数西方国家经过多年努力在空

2、调效率方面取得长足进步：日本规定，所有家用空调器的能效比必须在3.5以上；欧洲、美洲以及香港等国家和地区也都相应制定了能效比标准与规定来引导空调行业不断开发生产更高效率的产品，并引导消费者选购高效空调。而我国空调行业对空调能效比技术一直没有给予足够的关注与投入，致使中国空调器的核心技术——能效比平均水平远远低于发达国家，目前市场上的空调平均能效水平过低，仅有2.6，空调的能耗问题已日渐成为影响空调业未来发展的关键。提升空调能效水平是一个系统工程，空调的能效水平与压缩机、换热器、电机、风机、风系统、制冷剂、控制系统、系统匹配等众多因素有非常密切的作用关系，为此各空调制造商展开了深

3、入的研究和分析。国家正通过政策引导促进空调企业致力于节能空调的研发，企业通过对高效节能空调的推广，将有利于抢占市场竞争的主动权，为此广东志高空调股份有限公司为响应号召、顺应潮流，以便角逐高能效空调市场研发一款高能效单冷式家用分体空调，型号为KF-28GW/G。一.制冷剂选型从分子组成来分，制冷剂分为几种:1）CFC，以R12为典型代表。它含有的Cl离子会与大气平流层中能吸收太阳紫外线辐射的臭氧层中O3结合，使O3分解成O2，因此这种制冷剂虽然制冷能力高，但是由于环保原因，目前已经被禁止使用。2）HC，主要代表有丙烷、异丁烷，它们最大的缺点是可燃，对于有高压而且有电气系统的空调器

4、来说，从安全角度考虑是很少采用这种制冷剂。3）HFC，主要代表有R23、R32、R125、R134a，它们分子组成中不含有Cl离子，因此是环保工质，但它们都制冷能力都不够理想。4）HCFC，以R22为典型代表。制冷能力虽比R12要小，但仍较好。但毕竟对环境还有一定的影响，因此会逐步禁用。5）HFC混合制冷剂，主要代表有R407C、R410A。制冷能力比HFC单质制冷剂的制冷能力好，且环保。综合地考虑，较为优越的制冷剂有R22、R407C、R410A。进一步进行比较:在冷凝温度45℃，蒸发温度6.5℃，过热度10℃，过冷度5℃的情况下冷凝压力蒸发压力吸收热量吸入状态密度制冷能力M

5、PaMPaKJ/KgKg/m3无压力损失R221.6280.511165.1424.666.07R407C1.7580.533160.5725.955.94R410A2.6250.876168.99355.67压力损失相同R221.6280.511167.0820.195.08R407C1.7590.533162.9121.334.99R410A2.6250.876171.430.755.07高压制冷剂压力损失小R221.6280.511167.0820.195.08R407C1.7590.533162.9121.334.99R410A2.6250.876170.1931.98

6、5.32（广州松下万宝压缩机公司提供的三种压力损失条件下的实验数据）由上面实验数据我们可以得出以下结论:在无压力损失和压力损失相同的情况下，R22的制冷能力均是最好的;在高压制冷剂压力损失小的情况下，R410A优于R22。相比之下，R407C性能较低，而且R407C是一种非共沸混合制冷剂，充注和补充制冷剂的时候都会有一定的麻烦；R410A是新型环保工质，由于本身工质特性，压力强度较R22时大，与它相溶的润滑油对水份管理、残渣管理要求加强，这些都给实际操作带来困难；由于对R22性能的长期了解和它本身特性仍具有的优越性，本次设计的制冷剂选型定为R22。R22根据含水量和其它杂质量的

7、不同又可以分为合格品、一级品、优质品三类。系统中含水量超标则有可能引起冰堵和镀铜腐蚀。R22的含水量限制在25ppm以下。采用杜邦优质R22，它的含水量低，在相同的质量下，工质制冷能力较高。二.压缩机的选择高能效机压焓图之所以与常规机的不同，主要是它加大了两器面积并加强了它们的换热效果。低压侧蒸发能力加大，液体成分减小，压力上升；高压侧换热能力增强，压力下降。在压缩机的选择方面，普通的压缩机不能适用，需用高能效压缩机。压缩机型号选用的一般原则为压缩机单体能力的85%为整机能力；对应于高能效空