如何设计小型家用空调系统的铜管管路？

配管总体设计方案

1)、  全新开发的空调器，在钣金、塑料件结构方案设计的同时，进行配管结构设计 , 充分考虑整体空间的合理分配，以避免配管设计在其它结构方案确定之后，只局限在有限的空间内进行。

2)、  制冷系统以外的结构件已定型的产品，在进行配管设计时，一般不考虑更改其它结构件；如果空间不够，配管设计无法实现，再更改其它结构件。

3 ）、在满足设计要求的前提下，充分考虑部件的装配工艺和零件的加工工艺要求，而且，首先考虑部件的装配工艺，其次是零件的加工工艺。

4 ）、在原有开发机型基础上设计的配管，在进行配管零部件设计时应考虑其通用性。

5 ）、 压缩机输出激励的能量主要通过： 压缩机动能、橡胶底脚变形能，配管的动能和变形能四种形式耗散 。为减少配管发生断裂的概率，应尽可能降低配管的刚度，特别是周向和径向刚度，以保证压缩机输出激励的能量主要通过压缩机本体的动能和橡胶底脚变形能的形式耗散掉。

6 ）、配管设计过程中在振动较大或柔性较大的部位，应尽量少采用铜管开孔的结构（类似笛形管的结构），以避免因运输或运行引起断管事故。

2 排气管、回气管的设计

1) 、 压缩机排气口、回气口配管直线段因为弯曲存在残余应力，同时因为靠近烧焊部位，材料力学性能受到影响，所以很容易疲劳断裂。为削弱上述因素的影响， 压缩机排气口、回气口配管弯曲半径尽可能大一些 ，以减少此部位残余应力；同时保证一定直线段，以减少烧焊给材料力学性能带来的不利影响，长度尽量控制在 35 ～ 80mm 。

2) 、 为了减小配管的振动，一般设计 U 形管 来达到减小振动的目的。为了达到良好的减振效果，在可能的情况下，使 U 形管的两臂长度尽可能的长一些，也就是使图 1 中 L1 、  L3 都尽可能的长一些，并尽可能增大弯曲半径。如果两臂间跨距一定，即 L2 长度一定，且 L2 长度不是很长的情况下， 采用有较大弯曲半径的图 2 方式比图 1 方式要好。

3)、  保证水平面内有自由度，特别是只设计一个长 U 形的时候，尽量在水平面内增加弯位以保证该平面内的自由度。当长 U 形采用图 3 所示形式两臂跨距较大时换用图 4 所示结构；两臂跨距较小时，长 U 形采用图 3 结构而在其他位置的水平段上增加弯位以保证水平面内的自由度。

4) 、 配管弯曲半径正常情况下要求大于铜管直径的 1.5 倍（如φ 16 铜管弯曲半经大于 R25 ）； 在弯曲半径小于 30 ～ 40mm 时对其动态响应指标影响较大，弯曲半径越大，响应越好。另从加工工艺方面考虑，使用大的弯曲半径，铜管在弯曲半径中的变形减少，同时也可以减少加工后配管的残余应力，建议在空间允许的前提下，尽可能选用较大的弯曲半径。

5) 、 设计排气管、回气管一般采用壁厚为 0.7~1.0mm 的铜管。

3 冷凝器进出管的设计

1 ）、为减少冷凝器入口处振幅，在单排冷凝器 ( 主要指流路为一进一出的冷凝器 ) 输入管设计中， 建议设计成“┏”形状的配管 ，同时与冷凝器杯形口相连的配管直线段不宜过长，建议比半圆管高出≥ 20mm 。如下图5所示冷凝器输入管结构可以获得比图 5 所示结构更好的抗振性能。

2）、在设计冷凝器输入、输出管时，为了保证氦检检漏的安全性和可靠性，冷凝器输入、输出管直线段长度不低于 50mm ，若用于连接快速接头，则不允许有定位点、缩口、扩口等管端加工。

4 毛细管的设计

1 ）、毛细管作为制冷系统的节流元件，选用规格及其相应长度（或流量）由性能匹配决定。弯制毛细管时，用毛细管绕圆柱模形成圆环状，以达到预定的尺寸。圆柱模的直径从φ 22 到φ 80 （Φ 120 ），模直径差 1mm 变化。由于弯制工装的特点，设计毛细管的圆环一般设计成 左旋结构 ，并用束紧带或塑包铁丝扎紧，如图 7 所示

2 ）、对于冷暖机的辅助毛细管，如果其两端与单向阀连接，为了弯制方便，其总长度应不得短于 250mm 。弯制成型后两端距离为 70mm ，如图 8 所示。

3 ）、在毛细管结构设计中，考虑到焊接工艺的需要，防止焊接过程将毛细管焊堵，在距离毛细管端部 10~15mm 处增加一圆环墩口，如下图所示。

4 ）、 对于毛细管封样：为保证毛细管样品流量的正确性和一致性，毛细管封样样管应在试制过程中制作和封样。

5 蒸发器进出管的设计

1 ）、在进行蒸发器输入输出管的设计时，考虑到安装工艺的需要，建议在接头部位的配管直线段输入管比输出管长 100mm ，商用空调除外。

2 ）、蒸发器输出管组件设计时，考虑到加工工艺的需要，建议按图 10 的结构设计。图 11 中结构不便于焊接（冷凝器输出管组件也可参考）如必须使用图 11 中结构，要保证封口端到最近的焊点距离≥ 30mm （如图 11 所示）

6 其他配管的设计

1）、在进行毛细管过渡管、分液管接管的设计时，与毛细管或分液管连接端，考虑到压口工艺较缩口工艺简单、生产效率高，建议使用压口工艺，缩口率较小（＜ 15 ％＝的可以使用缩口工艺。

2）、在确定了压缩机排气管，回气管之后，其它配管工作时的振动一般不大，故一般考虑以简单的连接方式设计。如果样机试验发现有振动较大的配管（与压缩机排气管，回气管相比），则需要重新设计。

7 几种典型的配管设计分享

1、 压缩机排气管

1 ）由于排气管侧的高压气体的冲击容易使排气管产生振动，所以排气管弯位不应太多，弯位角度不要太大，不提倡使用超过 90 ^o 的钝角弯位，建议只设计一个 U 形管，如图 12 所示。

2 ）、在进行 5HP 室外机四通阀部件设计时，空间允许的情况下，应尽量使排气管比回气管高 30mm ，以避免室内机回液导致开机时四通阀产生液击损坏。

2、 压缩机回气管

由于压缩机回气管口处切向振动较大，回气管应尽量先向压缩机中心迂回然后再沿周向走管，如图 13 、图 14 、图 15 、图 16 所示。

目前分析结果显示我们传统的形式（图 13 所示）并不一定会比图 14 、图 15 、图 16 所示形式更安全。图示给出的四种典型结构形式尚无可靠结论孰优孰劣，因此不作推荐优先选用何种形式。

3、间距设计

1）、 一般配管与钣金件、塑料件等其它零部件的最小间隙为 10 mm  （因翅片模具原因，冷凝器输入管与底盘之间距离允许为≥ 1.5mm ） ;

2）、 配管与风叶的最小间隙为 20mm;

3）、 配管与配管之间最小间隙为 10mm 。如果小于 10mm 时，则应在配管之间加上橡胶或橡胶发泡之类的间隔材料，必要时用束紧带绑牢。

4 ）、配管和压缩机安装螺栓之间的设计距离应大于 20mm 。

4、配重的设计

如果增加了 U 形管和调整形状仍达不到所需要的较小的固有频率 ω ，在刚度 K 无法改变的情况下，只有增加质量 M 来达到减小 ω的目的。

由于配管本身是一个分布质量振动系统，所以配重的位置与重量都会影响减振效果。一般建议在 U 形管的底部位置配重块（或加防振胶），如图 17 所示，但真正的配重位置和重量都要靠连机运行实验来确定。切莫随意确定！否则会适得其反。在加防振胶时要注意粘贴方向保证其不易脱落。

8 配管整改的思路与方法

在实验中如果发现压缩机排气管，回气管振动过大，按照下述步骤进行整改：

1 ）、测定排气管和回气管的固有频率，看是否处在共振区。

2 ）、如果处在共振区，则以降低固有频率为优选措施，具体的可以通过增加长 U 形，增加长 U 形的长度，辅之以加装阻尼块来实现。

由于压缩机排气管温度较高，在排气管加配重时最好使用防振胶以外的其它耐高温的配重材料 。

另外可以考虑用阻尼材料设计一定形状的柔性支撑，例如图 18 所示形式，并将其固定于底盘等刚性好的部件上。

3 ）、如果不在共振区，尝试增加质量（配重）来实现减振。

4 ）、如以上措施不能奏效，则需以降低管路刚度为指导思想重新设计管路。