矿难救生舱空调系统-说明书

1、目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论11.1 矿难救生舱空调系统的意义11.2 矿难救生舱空调系统的国内外发展状况11.3 矿难救生舱空调系统的应用2第2章 避难救生舱空调系统设计总体设计42 .1 整体设计方案的提出42.2 总体方案的确定13第3章 换热器及毛细管的设计计算173.1 冷凝器的设计计算173.2 蒸发器的设计计算243.3 毛细管的设计计算32第4章 辅助元件的选型及空调外壳结构尺寸354.1 压缩机的选型354.2 风机的选型374.3 阀体的选型384.4 干燥过滤器的选型404.5 空调外壳结构尺寸41结 论43致 谢44参考文献45ContentsAbs

2、tractIChapter 1 Introduction11.1 Mine the significance of life-saving air-conditioning system module11.2 Mine rescue cabin air-conditioning systems development at home and abroad11.3 Mine rescue applications cabin air conditioning system2Chapter 2 Cabin air conditioning system design life-saving ref

3、uge in the overall design42.1 The overall design of the proposed42.2 Determination of the overall program13Chapter 3 And capillary heat exchanger design and calculation173.1 Condenser design calculations173.2 Design and calculation of evaporator243.3 Design and calculation of the capillary32Chapter

4、4 Selection of auxiliary components354.1 Compressor Selection354.2 Fan Selection374.3 Selection valve384.4 Selection of filter drier404.5 Air conditioning shell structure size41Conclusion43Convey thanks44Reference45摘 要本文介绍了井下救生舱热泵分体式空调的设计，目的在于使救生舱内的温度为人体所需的适宜温度，包括了新型绿色制冷剂的使用，热力循环的计算，蒸发器和冷凝器的计算，空调器附件

5、的选择，空调外壳的计算以及热泵型空调器的发展和展望。关于井下救生舱的空调系统设计，针对救生舱是在有矿难时使用的，所以利用了热泵技术来节约能源，延长救生舱的使用时间。针对井下的防爆问题，空调器是通风的，利用局部防爆把有电的部件防爆来实现空调器的防爆问题。针对氟利昂是有害物质，利用R407解决了氟利昂的危害并提高了空调器的性能。采用了体积小、重量轻的涡旋式压缩机，使机体结构紧凑，节省救生舱内的空间。关键词 热泵;新型制冷剂;救生舱AbstractThis paper introduces the saving capsule heat pump air conditioning system in

6、 the design, the purpose is to make the temperature inside the saving capsule for the human body needs, including the appropriate temperature new green refrigerants, the use of heat engine cycle calculations, evaporator and condenser calculation, air conditioner accessories choice, the calculation o

7、f heat pump air conditioning shell and the development of the air conditioner and prospected.About saving capsule underground air conditioning system design, according to saving capsule is in the ore difficult, so use is the use of the heat pump technology to save energy, extend the use of saving ca

8、psule time. According to the problem, air is explosion-proof ventilation, using the local explosion-proof electric components have to realize the air conditioner explosion-proof explosion-proof problems. According to the notice is harmful material, use R407 solved the dangers of freon and raise the

9、performance of air conditioner. Using small volume, light weight the vortex type compressor, make the body structure compact, save a space in the saving capsuleKEY WORDS The heat pump , New green refrigerant, saving capsule第1章 绪 论1.1矿难救生舱空调系统的意义根据世界各国对矿井事故的调查，在火灾和爆炸等事故发生的现场瞬间受到伤害死亡的矿工只占事故伤亡人数的一部分，有相

10、当一部分的矿工都是因为在矿井透水或火灾爆炸后不能及时升井或逃离高温和有害气体现场，导致溺水、窒息或中毒死亡的。因此，各国都在大力建设矿井避难矿道和研制矿用救生舱，以便为矿井发生事故后无法及时撤离的矿工提供一个安全的密闭空间，对外能够抵御爆炸冲击、高温烟气、隔绝有毒有害气体、对内能为被困矿工提供氧气、水和食物，去除有害气体，赢得较长的生存时间。同时，被困人员还能通过舱内通讯检测设备，引导外界救援。本设计的救生矿道空调系统主要就是调节救生矿道内的温度，使其能够使人生存较长时间。1.2矿难救生舱空调系统的国内外发展状况 加拿大、美国、澳大利亚等国家在使用救生舱有着硬性的规定。在相关政策法规的支持下，

11、欧美各国十分重视应急救援工作及相关研究，投入了大量的资金，使得一些具有较强科研实力的企业单位参与其中，如澳大利亚的MineARC系统公司(MineARCSystems)、Shairzal安全工程公司(ShairzalSfaetyEngineering)、Cowan制造有限责任公司；美国杰克肯尼迪金属制品公司(JackKennedyMetalProducts)、现代矿业安全支持有限公司(Modenr MineSafetySupply，LLC)、Strata公司(StrataProductsUSA)；德国德尔格安全设备有限责任公司(DraegerSafetyInc)等。在救生舱中生存时，随着被困人

12、员在救生舱内的时间增长，舱内将会有CO、CO、HS、CH等多种有毒有害气体的积聚，被困人员必须时刻掌握所处密闭空问内外的各类参数，根据情况的变化采取相应措施维持生存条件。多数有毒气体浓度的变化不可能通过人体器官及时感知就足以致命了，因此，救生舱的空调系统显得尤为为重要，现有救生舱已有不少的案例。如2006年1月29日凌晨3时，加拿大萨斯喀彻温省(Saskatchewan)一座钾盐矿井发生火灾事故，72名矿工被困井下，转移至矿井救生舱(澳大利亚MineARC系统公司生产)中，经过26小时全力营救，72名矿工全部成功获救，在世界范围内引起轰动效应。与国外相比，国内对移动式救生舱的空调系统研究起步较

13、晚，其设计思路还不十分成熟，缺少必须的试验和检验支持，更无行业标准可以依据。据不完全统计，到目前为止，国内有十几家企业、单位在进行救生舱的空调系统研制工作。目前，国内对救生舱的空调系统研制工作虽然在紧锣密鼓地进行。1.3矿难救生舱空调系统的应用近年来，根据世界各国对矿井事故的调查，在火灾和爆炸等事故发生的现场瞬间受到伤害死亡的矿工只占事故伤亡人数的一部分，有相当一部分的矿工都是因为在矿井透水或火灾爆炸后不能及时升井或逃离高温和有害气体现场，导致溺水、窒息或中毒死亡的。因此，各国都在大力建设矿井避难矿道和研制矿用救生舱，以便为矿井发生事故后无法及时撤离的矿工提供一个安全的密闭空间，对外能够抵御爆

14、炸冲击、高温烟气、隔绝有毒有害气体、对内能为被困矿工提供氧气、水和食物，去除有害气体，赢得较长的生存时间。同时，被困人员还能通过舱内通讯检测设备，引导外界救援。救生舱的空调系统的应用可以调节救生舱内的温度延长被困人员的生存时间，为了节约空间空调器尽量体积小型化、重量轻量化。首先热交换器采用了新型翅片结构和内螺纹高效传热管使产品体积缩小25以上；其次是采用了体积小重量轻的涡旋式压缩机，使机体结构紧凑；第三，采用了质量轻的材料(如铝、工程塑料等)制造空调器的零件；第四，在结构上更多的采用多体式设计 使室内外机组体积减少，重量减轻，更易于安装和维护。目前大多数空调器都使用R22制冷剂，但是它对大气臭

15、氧层有破坏作用，欧洲已经从2000年起逐步停止使用，日本、美国等将在2020年逐步停止使用。日本一些大的空调器公司正在积极开发对臭氧层无破坏作用的环保型房间空调器，较有效的是在房间空调器中使用R407C和R410A制冷剂。 设计的目标：矿下用的防爆空调器，实现制冷制热的功能。设计参数：空调系统的设计参数就是工况，所谓工况，是指制冷系统的工作条件。用来作为比较制冷机型能参考状态的工况一般应包括制冷机的蒸发温度、冷凝温度、过冷温度、过热温度、吸气过热温度等。与名义参数相应的温度条件称为名义工况。我国标准“JB/T766695 制冷和空调设备名义工况一般规定”规定了容积式制冷压缩机及机组和压缩冷凝机

16、组、容积式和离心式冷水机组、单元式空调机、房间空调器等的名义工况。为了使用方便，一般都给出了这些名义工况的参数，这些参数为客户提供了参考依据和制冷机或制冷压缩机的性能参数。所以根据国家提供的名义工况初步拟定本设计的空调的工作条件。所用的制冷剂为R407C，工况初步定为to=7.2; tk=54.4; 过冷度为3.5；过热度11；吸气温度为185 6。第2章 避难救生舱空调系统设计总体设计2.1 整体设计方案的提出方案一：空调的制冷剂采用R407C为制冷剂。热力循环过程p-h图如图2-1所示：图2-1 热力循环过程p-h图R407C在制冷工况下热力循环计算：R407C在制冷工况下的热力循环计算8

17、 9:单位质量制冷量：式中 R407C在点1处的比焓；取值426.8 kJ/kg；R407C在点4处的比焓；取值275.7 kJ/kg；单位容积制冷量：式中 R407C在点1处的比体积，取值0.04378 m3/kg；单位理论功：式中 R407C在点2s处的比焓，取值461.45 kJ/kg。点2状态的焓值：式中指示效率取R407C在制冷工况下热力循环状态点的参数如表2-1所示7:表2-1R407C在制冷工况下热力循环状态点的参数表状态点压力P/bar温度T/比体积V/(m3/kg)比焓H/(kJ/kg)比热S/(kJ/kgk)05.787.20.04156417.511.78515.7818

18、0.04378426.881.818221.886.60.0127472.371.8502s21.8770.01195461.451.8182v21.854.4434.961.74321.849.5282.711.272421.846275.755.782.8275.71.275单位冷凝热: 制冷剂的质量流量：压缩机理论功率： 压缩机的指示功率：理论制冷系数：实际制冷系数：冷凝器热负荷： 压缩机实际输气量： 压缩机理论输气量：式中输气系数取压缩机轴功率：式中机械效率取电动机的功率：电动机效率取性能系数：热力完善度：R407C在制热工况下热力循环计算：R407C在制热工况下热力循环状态点的参数表

19、2-2R407C在制热工况下的热力循环计算:单位质量制冷量：式中 R407C在点1处的比焓；取值422.4 kJ/kg；R407C在点4处的比焓；取值253.47 kJ/kg；单位容积制冷量：式中 R407C在点1处的比体积，取值0.05782 m3/kg；表2-2R407C在制热工况下热力循环状态点的参数表状态点压力P/bar温度T/比体积V/(m3/kg)比焓H/(kJ/kg)比热S/(kJ/kgk)04.35-10.05487412.991.79414.35100.05782422.401.827216.4760.01707467.971.8592s16.465.70.01621457.

20、031.8272v16.4430.01402432.891.754316.437.5259.761.201416.433.5253.4754.35-6253.471.202单位理论功：式中 R407C在点2s处的比焓，取值457.03 kJ/kg。点2状态的焓值： 式中指示效率取单位冷凝热: 制冷剂的质量流量： 压缩机理论功率： 压缩机的指示功率：理论制冷系数：实际制冷系数：冷凝器热负荷： 压缩机实际输气量： 压缩机理论输气量：式中输气系数取压缩机轴功率：式中机械效率取电动机的功率：电动机效率取性能系数：热力完善度：方案二:空调的制冷剂采用R22为制冷剂R22在制冷工况下的热力循环计算:R22

21、在制冷工况下热力循环状态点的参数见表2-3:单位质量制冷量：式中 R407C在点1处的比焓；取值416.1 kJ/kg；R407C在点4处的比焓；取值263.2 kJ/kg；单位容积制冷量：式中 R407C在点1处的比体积，取值0.04 m3/kg；表2-3R22在制冷工况下热力循环状态点的参数表状态点压力P/bar温度T/比体积V/(m3/kg)比焓H/(kJ/kg)比热S/(kJ/kgk)06.257.2407.861.74116.25180.04416.11.770221.4960.01388459.21.7992s21.4850.013448.871.7702v21.454.4418.

22、021.680321.454.4269.531.227421.450263.2056.257.2263.201.225单位理论功：式中 R407C在点2s处的比焓，取值448.87kJ/kg。点2状态的焓值： 式中指示效率取单位冷凝热: 制冷剂的质量流量：冷凝器热负荷：压缩机理论功率：压缩机的指示功率：理论制冷系数：实际制冷系数：压缩机实际输气量： 压缩机理论输气量：式中输气系数取压缩机轴功率：式中机械效率取电动机的功率：电动机效率取性能系数：热力完善度：R22在制热工况下热力循环计算:R22在制热工况下热力循环状态点的参数表2-4:表2-4R22在制热工况下热力循环状态点的参数表状态点压力P

23、/bar温度T/比体积V/(m3/kg)比焓H/(kJ/kg)比热S/(kJ/kgk)04.81-1404.861.75314.81100.05155412.921.782216.5860.01810455.891.8112s16.574.20.017445.581.7822v16.543416.941.695316.543253.791.179416.539248.3954.81-1248.391.178单位质量制冷量：式中 R407C在点1处的比焓；取值412.92 kJ/kg；R407C在点4处的比焓；取值248.39kJ/kg；单位容积制冷量：式中 R407C在点1处的比体积，取值0.

24、05155 m3/kg；单位理论功：式中 R407C在点2s处的比焓，取值445.58kJ/kg。点2状态的焓值： 式中指示效率取单位冷凝热: 制冷剂的质量流量：冷凝器热负荷：压缩机理论功率：压缩机的指示功率：理论制冷系数：实际制冷系数：压缩机实际输气量： 压缩机理论输气量：式中输气系数取压缩机轴功率：式中机械效率取电动机的功率：电动机效率取性能系数：热力完善度：2.2 总体方案的确定R22是氢氯氟烃化合物(HCFCs)制冷剂的代表，被广泛用于空调系统。R22无色，无味，不燃烧，不爆炸，毒性比R12略大，但仍然是安全的制冷剂，安全分类为A10它的传热性能与R12差不多，流动性比R12好；溶水性

25、比R12稍大，但仍然属于不溶于水的物质。对R22，含水量仍然限制在0.01以内。同时系统内应装设干燥器。 R22化学性质不如R12稳定，它对有机物的膨润作用更强，密封材料可采用氯乙醇橡胶。 R22能够部分地与矿物油相互溶解，而且其溶解度随着矿物泊的种类及温度而变。矿物油在R22制冷系统各部分中产生不同的影响。R22制冷剂比CFCs多含了氢，使得它的化学性质也不如CFCs稳定，被释放到较低的大气中就会分解，只有很少的部分会到达臭氧层。所以虽然氢氯氟烃化合物也含有氯，它的臭氧消耗潜能为R12的5。同时R22是目前在全球被广泛应用的最高能效比的冷媒，R22属于HCFC类制冷剂，它能导致全球气候变暖，

26、特别是对臭氧有破坏，这是R22将要被限制和禁止使用的条件。R407C是由HFC32、HFC125和HFC134a按质量百分比23 、25、52混合而成的非共沸制冷剂，在压力为标准大气压时，其泡点温度为-43.4度，露点温度为-36.1度，与R22的沸点较接近。与其他HFC制冷剂一样，R407C也不能与矿物油互溶，但能溶解于聚酯类合成润滑油。研究表明，在空调工况(蒸发温度=7)下，R407c容积制冷量以及制冷系数比R222略低(约5)。因此，将R22的空调系统换成R407c，只要将润滑油和制冷剂改换就可以了，而不需要更换制冷压缩机，替代成本较低。这是R407c作为R22替代物的最大优点，R407

27、C已被认为是R22比较理想的替代制冷剂18。并且通过上文的计算也得出了使用R407C的性能更加优秀。所以选择方案二进行设计。其具体结构如下图2-2和图2-3所示：图2-2 室外机装配图图2-2 室内机装配图第3章 换热器及毛细管的设计计算3.1 冷凝器的设计计算设计一台冷量4kw的R407制冷剂分体式空调器的冷凝器。其工作条件为冷凝器温度为50，进风温度为35，出口温度为43。 根据材料，工艺设备状况和推荐标准，采用传热管为10mm0.5mm纯铜管，肋片为平直套片（铝片），片厚f=0.15mm，片宽为L=44mm。凝器热负荷的确定：根据其制冷量循环的蒸发温度t0=7.2的要求 ，查图（制冷原理

28、与装置）86-18得 C0=1.252，冷凝器的热负荷： Qk=C0Q0=4000*1.252=5008 W 凝器的结构的初步规划及有关参数： 管排采用正三角形排列，管间距S1=25mm，排间距S2=21.65mm，肋片间距Sf=1.8mm，沿气流方向的管排数n=2，因此：各部分单位管长的面积为：肋片面积： 肋间基管表面积： 肋管外总表面积： 肋管内表面积：肋化系数：空气进出冷暖器的温差及风量：温差： 风量：式中，取当地大气压PB=98.07 KPa,由空气（干空气）热物理性质表10，在空气平均温度条件下，比热容，热导率，运动黏度，在进风温度为35条件下，空气平均密度。肋片效率及空气侧换热系数

29、：根据肋片参数，冷凝器的最小流通面积与迎风面积之比： 考虑降噪，节能等因素，取迎风面的风速。则最小流通面风速： 当量直径： 空气雷诺数： 单元空气流道长径比： 根据附表（制冷原理与装置 11 E-1之二空气通过整张平直套片的换热计算公式中： 所以管外的传热系数： 对于叉排管有：，其中， 所以得肋片当量高度： 肋片特性参数 : 其中为铝片的热导率。其肋片效率： 冷凝器外表面效率：管内R407C冷凝时的表面传热系数：首先设壁温，则平均温度，根据R407C蒸汽在管内冷凝换热有关计算式的相关参数要求，查表得：，代入式中得： 由热平衡关系求解管壁温度：忽略薄壁铜管热阻与肋片间接触热阻，则管内外热平衡关系

30、为： 即整理得由试凑法得=49.65时，上述等式成立。此值与所设定的近似相等。计算所需的传热面积：以管外面积为基准的传热系数 式中 取，则 求平均温差： 所需的管外传热面积及结构参数：管外面积： 取 11m2所需的肋片管总长度： 若取冷凝器每列管数16根。总根数216=32根。以单管有效长度为0.7m计算,其总有效长度为360.7=25.2m。冷凝器的高度为1625=400mm。冷凝器的迎风面积为,实际的迎风风速为，与所设风速相符。空气的流动阻力及风机选配：光管肋片A=0.007，粗糙肋片A=0.0133阻力： 圆整后取值为26Pa则该冷凝器需要配用风机的额定风量风机全压： 风机采用电动机直接

31、传动，则传动效率；取风机全压效率，则电动机输入功率： 3.2 蒸发器的设计计算制冷量为,空气进口参数：干球温度为，湿球温度，以R407C为制冷剂，流量。结构的初步规划： 传热管选用紫铜管，肋片选用缝隙式铝片，肋片节距。管簇为正三角形排列，管间距；沿气流方向的管排数N=2排，侧肋片宽L=44mm。肋片管各部分传热面积计算：管外肋片面积： 肋间管外表面积： 管外总表面积 管内表面积： 肋化系数： 当量直径： 最窄流通面积与迎风面积之比： 确定空气在流经蒸发器时的状态变化过程：由给定的进风参数查3-1图，得，。根据风量选择原则取设计风量为：图3-1 湿空气处理的i-d图进口湿空气的比体积： 空气的质

32、量流量 进出口空气的比焓差： 出口空气的比焓： 设取传热管壁面温度=12.5，=10g/kg，查得=35kJ/kg。（取）得空气处理过程的饱和状态点w，连接1-w与相交于2点，得到蒸发器出空气状态干球温度=16.5，=9.6 g/kg。蒸发器中空气的平均比焓 则线与1-w线相交于m点，同时查得空气的平均状态参数为：=20，=10.2g/kg，=1.162kg/ m3，=15.710-6/s，=0.0250w/(mk)计算空气侧换热系数取蒸发器管列为10，单管有效长度为B=0.65m，蒸发器的高度H=1025=250mm=0.250m迎面风速： 低于表6-9中迎面风速推荐值，有利于降低室内气流噪

33、声。最窄通风面风速 雷诺数 管外空气表面传热系数计算。按制冷原理与装置附录E-1之二强制通风肋片管外空气表面传热系数计算式： 析湿系数 肋片效率 其中 由于叉排时翅片可视为六角形，且此时翅片的长对边距离和短对边距离之比，且，故 所以 空气侧当量表面传热系数： 计算管内表面传热系数：其循环量为54.4 7.2 18 46根据制冷原理与装置附录E-2之二中氟利昂在沸腾表面传热系数计算式，B=1.542，则每根管流量单位kg/s管内单位面积热流量 w/m 计算管内的传热面积：取管内污垢热阻，管外污垢热阻，则以管外面积为基准的传热系数为： 平均传热温差： 计算：由热平衡关系和可得： 解方程得：从而求得

34、所需的换热面积： 求所需传热管的长度： 计算有效管长： 所需的管外传热面积Ao： 实际规划的传热面积 校核壁温由 ，比设计壁温12.5略有升高，设计合理。风侧阻力计算：干工况与析湿工况阻力的关系为：顺排时：，为阻力增强系数=1.2，干工况下的阻力系数： 系数A=0.0113 故湿工况下叉排 阻力增加20%即风机采用电动机直接传动，则传动效率；取风机全压效率，则电动机输入功率： 3.3 毛细管的设计计算毛细管广泛应用于空调，冰箱中，主要起节流作用。毛细管是一种小管径，直径大约在0.5mm2.5mm之间，长度不超过3m。相对于其他的节流装置，毛细管是一种非常实用的节流装置。它不仅价格便宜，而且节流

35、效果也很好。毛细管的节流原理是当制冷剂液体通过一个狭长的小孔时，制冷剂在小孔前的静压力将转换为小孔后的动压力，使其压力下降，流速增加。当压力降至相应温度下的饱和压力时，制冷剂将产生闪发降温现象，并且随着压力降低其温度也相应降低。这是毛细管节流减压降温的摹本原理。毛细管中制冷剂压力及状态变化为毛细管中制冷剂压力及状态变化如图3-2，毛细管是依靠其流动阻力沿长度方向产生压力降、来控制制冷剂的流量和维持冷凝器与蒸发器的压力差的。当有一定过冷度的制冷剂液体进入毛细管后，会沿着流动方向产生压力和状态变化，先是过冷液体随压力的逐步降低，变为相应压力下的饱和液体，这一段称液体段，其压力降不大，且呈线性变化。

36、从出现第一个气泡开始至毛细管末端，均为气液共存段，也称两相流动段，该段内饱和蒸汽含量沿流动方向逐步增加， 此，压力降呈非线性变化。越接近毛细管的末端，其单位长度上的压力降就越大。当压力降低至相应温度下的饱和压力时，就要产生闪发现象，使液体自身蒸发降温。也就是随着压力的降低，制冷剂的温度也相应降低，即降低至相应压力下的饱和温度。毛细管的流量是重要参数之一15。图3-2 毛细管的节流原理及状态变化毛细管的计算是制冷剂在毛细管内的流动过程中，进入毛细管时的状态与在毛细管中的流动时的状态不同。所以。毛细管的计算方法也相对复杂。目前多采用计算法，图解法和同类产品比较法。下面用计算法计算毛细管的长度16：

37、毛细管计算的经验公式如下：式子中，代表压力差()，单位Pa 代表雷诺数 代表毛细管长度，单位m 代表制冷剂流速，单位m/s 代表制冷剂密度，单位kg/m3 代表毛细管内径，单位m。制冷循环的毛细管长度的计算，查制冷剂R407C饱和状态下的热力性质表，发现温度对液体比体积的影响不大，本设计所取温度为冷凝温度和蒸发温度的平均值，即t=30.8，查得液体比体积，其密度为，30.8下黏度为。已知制冷工质循环量，选用内径为1.5mm的毛细管，则制冷剂流速按下式计算：雷诺数为：则毛细管长度：第4章 辅助元件的选型及空调外壳结构尺寸4.1 压缩机的选型随着能源的紧缺和保护环境的呼声越来越高，人们对家用电器中

38、占重要地位的空调器提出了节能、降低对环境直接污染和间接污染等要求。滚动转子式压缩机作为房间空调器一种常用的、效率较高的压缩机形式，它与往复式压缩机相比，具有容积效率高，往复运动部件少，振动小，不需要内部悬挂支撑弹簧，零部件少等优点。据统计，相对于往复式压缩机，转子式压缩机体积减少4050，重量轻4050。从二十世纪八十年代起，对转子式压缩机的研究非常活跃，并已实现商品化。目前在国内外，滚动转子式压缩机已替代往复式压缩机广泛应用于空调等家用制冷设备中17。滚动转子式压缩机主要由汽缸、转子、滑片、排汽阀和汽缸端盖等部件组成，如图4-1所示。图4-1滚动转子式压缩机结构原理图1-气缸；2-转子；3-

39、排气阀；4-滑片；5-圆柱型导向器；6-进气口；7-排气口；8-滑片弹簧；其工作过程为滚动转子式压缩机的工作过程如图4-2所示。图4-2滚动转子式压缩机工作原理1-汽缸；2-旋转活塞；3-排气阀；4-滑片；5-导向座由上述的工作过程可以看出的结论如下：1、转子回转一周，将完成上一工作循环的压缩和排气过程及下一工作循环的吸气过程。2、由于不设进汽阀，吸气开始的时机和汽缸上吸气孔口位置有严格的对应关系，不随工况的变化而变动。3、由于设置了排汽阀，压缩终了的时机将随排气管中压力的变化而变动。根据所设计空调器需要压缩机的制冷量为Q4KW，制冷量不大，选取全封闭 转子式压缩机较为合适。选择广东美芝压缩机

40、公司生产的型号为PG230X2C-4FT的滚动转子式压缩机，其参数如表4-1：表4-1 滚动转子式压缩机型号单位PG230X2C-4FT排量cm3/rev23.1制冷量W4170续表功率W1370COPW/W3.04EERBtu/HW10.4电流A6.4噪音dB64电容F35油量ml480重量kg15.84.2 风机的选型轴流风机的选型是由于轴流式风机的叶片与机轴中心线有一定的螺旋角，当电机带动叶片转动时，空气一边随叶轮转动，一边沿轴向推进；当空气被推进后，原来占有的位置形成局部低压，促使外面的空气由吸入口进入。从出口排出。由于气体的流动始终沿轴向，所以称为轴流式风机17。轴流风机广泛应用与空

41、调器的室外机组中。对于小型空调器用轴流风机，为简化其结构，仅由电动机和叶轮组成。 轴流式通风机产生的风压较低，一般不大于500Pa，但风量比离心式风机大，因而运行时噪音较大。根据冷凝器所需的风机风量为2005m3/h,输入功率为36.4w，风压为39.19Pa,选择上海美歌电器公司生产的型号为320x140的轴流风机，当风机设定转速为1100 r/min时其风量能达到2100 m3/h，需风量设计要求。贯流风机的选型是贯流式风机又叫横流式风机，气流沿着与转子轴线垂直方向流入，通过转子另一侧流出。一般用于空调末端，如热风幕和风机盘管后的风机即是贯流风机。近年来，贯流式风机以其风量大、风压低、噪音

42、低、转子长的独特优点，在分体式空调器的室内机中广泛使用。由于叶轮轴向长度长，所以出风均匀。 根据蒸发器所需风机风量为430 m3/h，输入功率为1.19 w，风压为5.98 Pa，选择型号为HR/G-97-002-00的贯流式风机，设定转速为1000 r/min，风量可达到450 m3/h，完全符合设计要求。4.3 阀体的选型四通换向阀的选型是热泵空调器是通过四通换向阀来改变制冷剂流向的，以使其夏季能制冷、冬季能制热。当低温低压制冷剂进入室内换热器时，空调器向室内供冷气；当高温高压制冷剂进入室内换热器时，空调器向室内供暖气。四通换向阀是家用热泵型空调器的重要组成部件，它对系统具有双重作用：一方

43、面通过换向能方便地实现热泵制冷工况和供热工况的转变；另一方面也造成了热泵系统容量的损失和效率的下降。四通换向阀的工作原理请参考图4-3图4-3 四通换向阀的工作原理根据本设计的条件选用浙江三花集团生产的SHF-4k系列四通阀。图4-4 四通阀说明:1在焊接接管时，为使阀体温度不超过120度，请用水或湿布冷却。2请注意避免湿气及杂物进入阀体。3确认电源已切断，方可从主阀上取下电磁线圈，单个电磁线圈通电时间过长会被烧毁。截止阀的选型是分体空调器在制冷回路的室外机部分上，为安装和维修的方便而设置截止阀。它有二通阀和三通阀两种型号。三通阀带有一个旁通孔。通常在气态制冷剂通道上安装三通阀，而在液态制冷剂

44、通道既可安装二通阀，也可安装三通阀。以下的截止阀适用于以R22、R407C和R410A等为制冷剂的分体式空调器中，连接分体式空调器的室内机和室外机。顺时针转动阀杆并按规定扭矩上紧，可以关闭阀的内部通路。反之可打开。在维修时作为检修阀，用来抽真空、添加制冷剂等。也可用在其他制冷循环等系统中。图4-5 截止阀选用型号为浙江三花集团生产的和FSV-A2和FSV-JA4的截止阀。单向阀的选型是在空调热泵机组中，单向阀通常先与辅助毛细管并联，再与主毛细管串联，单向阀只能让制冷剂沿箭头方向流动。有效地阻止液体制冷剂从暂不工作的节流元件中流过，确保系统正常运行单向阀是一个管状元件，管内有一个活动的、不锈钢或

45、尼龙或聚氟乙烯材料制成的球形或半球形塞。n 制冷时，沿箭头方向通过开启的单向阀，完成节流过程n 制热时，制冷剂不能流过单向阀，只能流过辅助毛细管，再流过主毛细管，所以，制冷制热的节流程度不同。图4-6 单向阀根据本设计的特点选用浙江三花集团生产的型号为YCV3型的单相阀。4.4 干燥过滤器的选型空调器制冷系统中含微量的空气和水分，再加上制冷剂和冷冻润滑油中含有的少量水分，若其总含水量超过系统的极限含水量，当制冷剂通过毛细管或热力膨胀阀节流降压时，制冷剂中含有的水分就可能在毛细管进口或热力膨胀阀的阀芯处冻结成小冰块，堵塞毛细管或热力膨胀阀的阀芯通道，使空调器制冷系统不能正常工作。另外，空调制冷系

46、统中还有可能含有一些赃物和其他杂质，若不把它们除掉，也可能堵塞毛细管或膨胀阀的阀芯处。所以，空调器一般都要安装干燥过滤器。干燥过滤器在氟利昂制冷系统中，采用无缝钢管作为壳体，内装0.10.2mm网孔的黄铜丝或不锈钢丝网，两端盖用螺纹与筒体联接并用锡焊焊牢。一般安装在液管段的供液电磁阀前的管道中。同时在筒体标有流向指示符号，避免发生安装错误。在实际的氟利昂系统中常常将过虑筒体内填充干燥剂，使过虑和干燥功能合而为一，叫做过滤干燥器。干燥剂一般采用无水氯化钠、硅胶、活性氧化铝和分子筛等，以吸收制冷剂液体中的水分。图4-7 干燥过滤器选用浙江三花集团生产的型号为BG2型的干燥过滤器。4.5 空调外壳结构尺寸经过以上的以上的设计计算和选型,确定了室外机的结构及尺寸如图4-8所示: 图4-8 室外机外壳室内机的结构及尺寸如图4-9所示:图4-9 室内机外壳结 论本设计空调系统用于救生舱内的温度调节达到人所需要的温度，可以制冷和制热从而最大限度的延长被困人员的生存时间。运用了热泵技术可以把低