分体式房间空调器风道系统设计研究

　　摘 要：本文以贯流风道理论和公式计算为指导，在分体式空调器特定工况条件下，通过具体实验研究，选出最佳风道系统以及风叶，并根据开模零件验证实际性能。 　　关键词：空调器 风道 计算 　　 　　前言 　　风道系统是空调器的重要组成部分，它对于空调器循环风量的大小、噪音的高低起着决定性的作用，对于制冷(热)量也有重要的影响。 　　设计计算： 　　本文提到房间空调器使用贯流风机系统，其中贯流风道是其重要部分，贯流风道是贯流风机中气流从进口到出口所经过的轨道。 　　贯流风道主要由进风区、旋转区、内部流动区以及出风区几大部分组成。 　　进风区域主要有面板和面板体两大部件。对家用挂壁机而言，面对悬挂的挂壁机出口，前面进风区域是面板，而上面进风主要是面板体还包括部分底壳。进风面积大小以及进风方向直接影响风道系统的性能。 　　旋转区域就是叶轮部分，它是风机的主体，也是风道组成的核心部分。 　　内流区域是气流在风道内部流经区域，涉及的零部件较多，主要是蒸发器、蜗壳以及接水盘的蜗舌内部，也是贯流风机的重要组成部分。 　　出风区域主要是接水盘与导风板及蜗壳部分型线组成的一个区域。 　　贯流风机在分体挂壁室内机的应用中，大多关心两个问题：风量是否大，噪音是否低。所以在开发中有3个主要性能评价参数，分别为：流量系数Φ、总压系数ψ、效率η、 　　流量系数(1) 　　总压系数(2) 　　效率(3) 　　其中Q为风机的体积流量，单位m3/s；L为叶轮的长度，单位为m；PT为风机系统的全压升，单位为mmAq；D2为叶轮外径，单位为m；N为叶轮转速，单位为r/s；ρ为气体密度，单位Kg/m3；T为作用于风机上的力矩，单位为N*m。 　　贯流风机的主要几何参数有：蜗舌与叶轮的最小间隙E；蜗壳与叶轮的最小间隙E2；叶轮外径D2；直径比D1/D2；扩压器高度h等，如图1所示。 　　叶轮内速度场分布取决于涡心的位置和循环流的范围。实践中发现，不同的舌部位置和壳体形状、风机的进出口压差等，对于涡流位置有明显的影响。因此，叶轮内的气流运动情况复杂。属于二元流动。目前的计算都有很大的近似性，而且比较繁琐。我们根据具体的实验数据，大致可以确定相关参数的最佳范围。叙述如下： 　　直径比D1/D2=0.8～0.86; 　　间隙E=（0.0125～0.075）D2 　　间隙E2=（0.02～0.1）D2 　　1)蜗舌间隙对风机性能影响较大，蜗舌间隙应尽可能的小，但蜗舌间隙太小会引起较大的噪声，综合工艺以及性能考虑，蜗舌间隙一般取4-5mm； 　　2)进口处蜗舌安装角在低流量时对性能基本没有影响，但中等流量时性能会随着安装角的改变而改变，并在一定范围内使得全压系数达到最大值； 　　3)蜗壳间隙的大小对性能基本没有影响，适当增大蜗壳间隙可使流量提高，间隙处的过流面积增大，因而引起的气动噪声也相应较小，风机的整体性能提高，但是蜗壳间隙过大，气体更多从蜗壳间隙流出，经叶轮的气流减少，使得风机的效率降低； 　　4)扩压器的高度对性能影响不明显。 　　实用举例 　　前期我们开发了一种3匹空调器的设计任务，根据实际要求的外观尺寸，我们选择了采用多种不同直径以及不同叶型的风叶以及不同风道型线的风道进行手板验证，在相同噪声要求的情况下，风量数据见图2。 　　如上所示，我们最终选定采用106叶型1的风叶(D1/D2=0.85)以及风道系统，蜗舌间隙4.5mm，后经实际开模出零件验证，该风道系统性能较稳定，噪音音质较好，能够满足整机的噪声需求。 　　以上实例证明，不同的风道系统对于整机的风量以及噪声都有很大影响，实际开发中应先进行初步的理论计算，然后再安排制作多个手板验证，最终确认具体开模方式，能够较好的完成开发任务。、 　　 　　参考文献 　　[1] 游斌，区颖达.影响横流风机性能的各几何因素[J].风机技术，1997(6): 22-25. 　　[2] 张师帅，罗亮. 空调用贯流风机叶轮几何建模的参数化[J]. 风机技术，2006(5): 14-16. 　　[3] 李庆宜.通风机[M].机械工业出版社，1981.