冷家研字043号性能设计规范.docx
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冷家研字043号性能设计规范
家用空调事业部技术研发中心文件
冷家研字[2006]43号
性能设计规范
总则
一,熟悉和了解GB—7725—2004,对国标所要求的实验分下述二部理解:
(一)能力和能效严格按企标执行,个别满足不了的由技术副总和销售总经理共同确认。
(二)其它可靠性试验,比国标要求的时间放大做实验。
二,除GB—7725—2004试验之外必须追加如下实验:
(一)长配管试验:
分体机15m,柜机20m,天花机30m,定制机另算,在此试验下,做7725—2004要求的可靠性试验,主要观察压缩机在各种工况下面的油位、温度、压力等参数,确保压缩机运行在压缩机厂允许范围内。
(二)高落差试验,落差:
分体机5m,柜机10m,天花机15m有试验资源的情况下,在长配管下做落差可靠性试验。
长期运行时,需作此试验观察压缩机油位。
(三)极限温度试验
分体机—15℃~50℃,柜机天花机—15℃~50℃,部分机型要在格栅中作高温试验,确保机器正常运转。
(四)任何一个新产品都要用视液镜压缩机,在厂家的指导下作初步试验和确认试验。
(五)任何一个产品都必须有下列数据:
A,能力
B,10个关键温度点:
温度和蒸发器,冷凝器出口各分流管温度。
10个关键点指,排气,回气,蒸入、中、出,冷入、口、出,压机底部,壳体中部。
同时必须记录排回气压力数据。
C,压缩机油面变化图,在压机视液镜上标上刻度。
记录此刻度,尤其在低温除霜时记录油面。
D,启动试验,—15℃冻8个小时后启动观察油面变化状况,并记下缺油时间。
E,室外机的转速和风量。
(六)实验报告必须装订成册,并注明日期和更改出。
编制产品规格书时必须由部门经理签字,最终版本由研发中心主任签字。
一、开发基本流程
关键信息:
1)项目投产鉴定时间要求
需根据投产鉴定时间及开发流程要求反推各关键开发节点时间,制定质量计划表指导项目的总体推进进度要求并分解为月计划及周计划。
2)明确机型数量及主要性能指标
主要包括制冷制热量、制冷制热功率要求、能效要求、噪音要求、能力能效偏差范围值、使用条件等;根据机型数量和名称确定实验量及相对应的实验计划。
3)方案设计前期应收集的资料
确定室内外机型方案后,了解室内外机结构件情况,需根据机型所选结构件调查结构件的性能参数:
风量、噪音。
(如果是借用机型需调查以前存在的设计缺陷及改进程度)
调查是否有可借用或相似制冷系统的性能参数、整改情况等。
调查市场上竞品对应产品的性能参数,可购买样机进行分析,作为设计参考。
初步确定设计方案并进行成本分析,要求有成本对比机型分析和材料成本绝对值数据。
4)进入开发阶段,按开发流程要求进行方案设计、技术设计、试制、试产、批产等。
开发过程中实验项目要求具体见“附录一实验项目汇总表”,各阶段方案有变更的应及时进行成本核算。
二、压缩机、两器、风量的选取指导
1压缩机的选取
根据任务书中要求机型的使用电源、冷媒要求、额定能力来选择压缩机,压缩机能力方面可以按以下公式选取:
压缩机的选型:
空调器能力=压缩机名义能力×(1-(能效等级数-1)*5%)
注:
1)整机能效越高,换热器面积较大,所以压缩机排量要相应减小。
2)每种既定压缩方式的压缩机,单位排量所能产生的能力大致是相同的。
R410A冷媒的单位排量制冷量在247.0W.rev/cm3,R22的约为170.0W.rev/cm3,R407C的约为180.5W.rev/cm3。
在只知道排量的情况下可以用这个规律来估算压缩机的单体能力。
2两器的选取
蒸发器、冷凝器是空调制冷系统的重要组成部分。
针对不同的室内外机外形尺寸、制冷(热)量、安全性以及成本因素的要求,在两器设计过程中要注意以下一些问题:
1)铜管选择:
两器选用的铜管(长U管)一般分为Φ7mm,Φ7.94mm,Φ9.53mm三种,铜管目前分为内螺纹及光管两种。
原则上,蒸发器需选用内螺纹管,以减少所用的铜管及翅片数;冷凝器可根据具体情况选用内螺纹管及光管,但目前的内螺纹管及光管的价格相差并不大,在保证制热效果以及不结霜的情况下,应尽量选用较小的内螺纹管式冷凝器;特别单冷机型冷凝器可考虑使用小管径铜管。
由于产能原因,Φ7.94mm通常只用于外销机型。
2)翅片选择:
翅片分为亲水与非亲水铝薄两种,亲水铝薄的优势在于有冷凝水时可使水尽快沿翅片流走,不堵塞风道,提高制热时换热效果。
原则上,蒸发器选用亲水铝薄,冷暖机冷凝器选用亲水铝薄,单冷机冷凝器则必须选用非亲水铝薄。
翅片的片距一般在1.3-2.0mm之间(厚度0.105mm的翅片目前翻边高度最高1.7mm)。
翅片的片形分为弧形冲缝片、光片、方形冲缝片,原则上一般选用弧形冲缝片。
光片优势在于有利于除霜,在低温制热时光片制热量的衰减比弧形冲缝片和方形冲缝片都小,且有利于结霜的控制,可考虑选用。
3)换热器大小的设计:
选用较大的两器对于提高制冷(热)量和能效比都有好处,但要考虑成本限制。
蒸发器在保证标准制冷能力的前提下,可尽量进行缩减;冷凝器减小会降低制热量和高温制冷运行范围,考虑在非标准工况运行,冷凝器设计应考虑一些余量。
结合当前已有的两器,在保证或适当减少铜管内外表面换热面积的基础上进行设计,具体可以类比经典机型进行单位面积换热量来计算确定新开发机型的两器换热面积。
两器设计是否合理可通过系统的高低压力进行判断。
4)流路设计:
尽量借用经过市场检验的经典流路;
冷媒总体流向应为蒸发过程下进上出,冷凝过程上进下出;冷媒总体流向与空气流向成逆流:
一般蒸发过程温度变化较小,可以不考虑逆流;而冷凝过程温度变化较大,必须按逆流设计流路;
多路冷凝器出口尽量汇总后设置1~2根过冷管,以提高节流前过冷度,有利于系统的变工况稳定性、除霜和制冷量;
冷凝器避免选用“U”形走向,以防变工况时造成冷媒、润滑油的屯积;
分路数多少以EER最佳为原则。
路数多流动阻力损失小,功率下降,但由于冷媒流速下降,换热系数也下降,同时也很难分配均匀;反之,路数少流动阻力损失大,功率较高,但由于冷媒流速增大,换热系数会提高。
三、系统匹配过程各参数指导、压力、排回气温度、油液面等
测点
标冷
标热
最大制冷
最大制热
排气温度
85~90
75~85
<115
<110
回气温度
8~15
0~5
--
~
冷中温度
48~52
-1~1
<65
~
蒸中温度
7~9
42~50
~
<60
过冷/过热度
5~12/0~5
8~12/0~2
--
~
排气压力
1.9~2.0
1.8~2.0
2.3~2.5
2.3~2.5
回气压力
0.4~0.55
0.35-0.45
<0.7
<0.7
压缩机油液面要求
参考:
“附录二空调可靠性(油液面)评价规程”
四、具体实验要求
在各实验中都要求记录相关数据,详见“附录三制冷系统参数及性能实验记录表”
常规实验项目:
最大制冷(做高温制冷项目可不做此项目)、最大制热、最小制冷、最小制热、凝露、除霜、冻结、冷凝水排除按国标GB—7725—2004规定工况进行实验,但是必须延长实验时间,一般按国家标准要求的10倍时间要求进行实验。
其他极限实验及可靠性实验要求见下文。
具体实验要求:
1高温制冷实验
要求室外48/32,室内32/23,电压187V,制冷运行2小时后遥控关机再开机运行2小时;关机转242V电压,制冷运行2小时后遥控关机再开机运行2小时;高低压各做20小时。
要求空调器应能正常运行、压机的排气温度不应超过125℃,不能出现压缩机过载保护、允许出现电控电流保护,恢复后能正常运行。
内销产品部分机型外机要求模拟实际安装情况进行该实验。
2高温制冷极限实验
高温制冷极限实验(要求室外43/32,室内32/23,电压由187V逐步降低电压2~5V,每降低一次要求重新启动并稳定运行30min,直致整机出现保护停机;要求室外48/32,室内32/23,电压198V,室外温度每升2度要求重新启动并稳定运行30min,直至整机出现保护停机)。
内销产品部分机型外机要求模拟实际安装情况进行该实验。
3凝露实验
按国家标准要求工况进行实验,要求按内机按高风、中风、低风三种风速进行实验,每种风速实验时间24小时以上,每2小时观察一下室内机情况,重点监控蒸发器流路的均匀性和过热度、结构方面的密封及排水情况、出风框凝露情况、风道及风轮是否带水。
4极限冷凝水排除实验
要求室外27/24,室内27/25.4,低风制冷运行,要求运行20小时,每2小时观察一下室内机情况,重点监控蒸发器流路的均匀性和过热度、结构方面的密封及排水情况、出风框凝露情况、风道及风轮是否带水。
5防冻结实验
要求室外21/15,室内21/15,开低风,重点监控蒸发器各中部温度包括最易结霜点,带液视镜的压缩机重点监测贮液罐回液情况。
实验时间20小时。
6最大制热实验
要求室外24/18,室内27,重点监控蒸发器各中部温度及T2保护情况整机电流,实验时间20小时。
7自动除霜
要求在不同室外温度:
室外4/3、2/1、-4/-5度,室内20/12,室内按高、中、低风测试。
重点监控室外冷凝器结霜、化霜情况,几个冷出点的温度变化情况,特别是化霜动作前后的温度;带液视镜压缩机要监控稳定运行及化霜过程及启动时的油、液面情况),判断标准见“附录二空调可靠性(油液面)评价规程”,要求不同室外温度至少各运行20个周期。
8最小制热实验
要求室外-5/-6,室内20/15,制热运行20小时,带液视镜压缩机要监控稳定运行及化霜过程及启动时的油、液面情况。
9低温启动实验
要求室外-15,室内10,整机放置8小时以上,压缩机底部温度-12度以下,然后开制热运行启动,要监控启动及稳定运行时的油面情况。
10长配管实验
分体机15m,柜机20m,天花机30m,按以上常规配管的可靠性实验要求进行实验,重点关注小冷、防冻结实验时的液面,化霜启动、低温启动、低温制热时的油面以及补充充注量的合理性。
尽量安排长配管的长期运行实验(运行时间一个月以上)。
11冷媒非正常实验
将制冷剂放掉10℅后在额定制冷工况下运行2小时,需测量低压压力,功率和电流以及排气、回气、冷中、冷出、上蒸中、下蒸中、上蒸出、下蒸出、出风温度、T1、压缩机底部各温度点,观察蒸发器是否结冰霜。
如正常然后在高温制冷工况、198V电压下运行,要求能正常工作;在最小制冷工况稳定后连续运行4小时,允许蒸发器结冰霜,但防冻结保护应起作用;测试凝露试验,工况稳定后,开始计时,连续运行4小时,测试时不应出现严重吹水或漏水。
对于冷暖机要测试额定制热,不允许出现冷凝器结霜现象;自动除霜工况试验要求10个化霜周期化霜完全。
将制冷剂放掉20℅后在额定制冷工况下运行2小时,需测量低压压力,功率和电流以及排气、回气、冷中、冷出、上蒸中、下蒸中、上蒸出、下蒸出、出风温度、T1、压缩机底部各温度点,观察蒸发器是否结冰霜。
如正常然后在高温制冷工况、220V电压下运行,要求能正常工作;在最小制冷工况稳定后连续运行4小时,允许蒸发器结冰霜,但防冻结保护应起作用;测试凝露试验,工况稳定后,开始计时,连续运行8小时,测试时不应出现严重吹水或漏水。
将制冷剂放掉30℅后在额定制冷工况下运行4小时,需测量低压压力,功率和电流以及排气、回气、冷中、冷出、上蒸中、下蒸中、上蒸出、下蒸出、出风温度、T1、压缩机底部各温度点。
要求最大制冷工况、198V电压下排气温度不超过120℃。
系统多充注10%冷媒量,要求做最小制冷工况,观察贮液罐回液情况,不允许出现回液现象。
12电控功能验证实验
在方案、技术设计阶段和试制阶段性能工程师必须验证全套整机电控功能,完成相关实验。
对于只改动蒸发器的系统重点验证制冷模式下的可靠性;只改动冷凝器的系统重点验证制热模式下的可靠性;更换压缩机的重点验证过负荷制冷、防冻结、化霜启动、低温启动、低温制热实验的油、液面可靠性。
(条件允许可以对油、液面拍照记录)
按开发流程要求,方案设计、技术设计、试制、试产、批产各阶段,实验项目要求根据“附录一实验项目汇总表”安排,不同机型可根据具体情况灵活操作。
家用空调事业部
技术研发中心
二00六年十一月六日
发:
技术研发中心各部门
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- 冷家研字 043 性能 设计规范
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