空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)提高產(chǎn)品性能的影響研究

程志軒

[摘 要]隨著我國人民生活水平的不斷提高，空調(diào)已逐步成為百姓生活的主要家用電器之一，為了提高空調(diào)產(chǎn)業(yè)的水準(zhǔn)，各大空調(diào)企業(yè)對(duì)空調(diào)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究。空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與空調(diào)的各項(xiàng)性能密切相關(guān)，優(yōu)化空調(diào)的結(jié)構(gòu)可以充分有效的提高產(chǎn)品性能，達(dá)到降低能耗、噪音，提高舒適度等目的。

[關(guān)鍵詞]結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 能耗 降噪 產(chǎn)品性能

中圖分類號(hào)：TB657 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）03-0148-01

引言：隨著社會(huì)的進(jìn)步，空調(diào)已經(jīng)成為了人們工作和生活的必需品。空調(diào)有效的提高了人們的工作以及生活環(huán)境，改善生活質(zhì)量，但是隨之而來，空調(diào)的能耗、大氣污染、噪音污染等問題也成為了社會(huì)普遍關(guān)注的問題。為了有效控制其對(duì)節(jié)能環(huán)保所起到得消極作用，在我國各級(jí)的空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)中，節(jié)能效果、降噪控制均成為空調(diào)質(zhì)量的重要指標(biāo)，指導(dǎo)著空調(diào)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

優(yōu)化空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性

由于早期空調(diào)技術(shù)的不成熟，高耗能、高噪音、加劇溫室效應(yīng)等各種負(fù)面信息均被標(biāo)識(shí)在空調(diào)上，制約著空調(diào)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此世界各國就空提的能耗、噪音等問題，相繼出臺(tái)了各種法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使空調(diào)企業(yè)在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方面不斷優(yōu)化空調(diào)性能。影響空調(diào)性能的因素很多，如制冷系統(tǒng)中壓縮機(jī)、換熱器、毛細(xì)管、制冷劑的數(shù)量等，又如送風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)輪風(fēng)葉、風(fēng)機(jī)、出風(fēng)口等，想要提升空調(diào)的節(jié)能效果，一定要綜合考慮各種因素，在維持生產(chǎn)成本的同時(shí)，優(yōu)化空調(diào)結(jié)構(gòu)，全面提高產(chǎn)品性能。

一、制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

家用空調(diào)的制冷系統(tǒng)主要包括壓縮機(jī)、換熱器、毛細(xì)管、制冷劑等部件，通過對(duì)制冷系統(tǒng)中的零部件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，可以使產(chǎn)品在能耗方面得到較為顯著的提升效果，其次還能在降噪、使用壽命等方面有積極的作用。

（一）壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

壓縮機(jī)是空調(diào)組成部分中的核心，其性能對(duì)空調(diào)的制冷能力產(chǎn)生直接影響。目前由于旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的壓縮具有效率高、體積小、重量輕、平衡性能好、噪音低和耗電量小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛使用于家用空調(diào)中，具體可分為變頻和定頻壓縮機(jī)。變頻壓縮機(jī)的節(jié)能效果較定頻壓縮機(jī)有著顯著的優(yōu)勢，但由于其對(duì)制造工藝的要求和成本均比定頻壓縮機(jī)要高出一截，因此對(duì)于壓縮機(jī)的優(yōu)化，目前最需要的是從制造工藝方面入手，提高制造精度，降低制造成本，使變頻壓縮機(jī)更加普及乃至替代掉傳統(tǒng)的定頻壓縮機(jī)，促進(jìn)空調(diào)行業(yè)往節(jié)能的方向邁進(jìn)。

（二）換熱器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

換熱器是空調(diào)的重要組成部分，其材質(zhì)、形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸等均會(huì)對(duì)空調(diào)的性能有直接的影響。從節(jié)能的角度來看，加大換熱器可以起到提高空調(diào)能效比的效果，但是相應(yīng)的也會(huì)提高了換熱器的成本和整機(jī)的能耗，而在不增加換熱器尺寸的前提下，我們可以通過以下方式對(duì)換熱器進(jìn)行優(yōu)化。

一是優(yōu)化換熱器本身的結(jié)構(gòu)：家用空調(diào)中的換熱器多為管翅式換熱器，其翅片形式豐富多樣，如平直型、波紋型、百葉窗型等，形式不同的翅片各有特點(diǎn)，有的工藝簡便，有的成本低廉，有的換熱面積大，有的空氣阻力小，因此在優(yōu)化換熱器結(jié)構(gòu)時(shí)要根據(jù)實(shí)際的優(yōu)化方向，更換相對(duì)應(yīng)的翅片形式；此外，隨著板翅式換熱器（平行流）的逐漸普及，其結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率高的特點(diǎn)也越來越得到認(rèn)可，在優(yōu)化換熱器時(shí)可以適當(dāng)考慮該結(jié)構(gòu)的換熱器。

二是調(diào)整換熱器在整機(jī)中的結(jié)構(gòu)位置：換熱器在整機(jī)中的位置是有講究的，特別是它與風(fēng)輪風(fēng)葉的距離，距離過小則負(fù)壓腔的空間不足，會(huì)影響風(fēng)量、增加噪音，而且空氣流會(huì)集中在靠近風(fēng)輪風(fēng)葉的區(qū)域，使得經(jīng)過換熱器的氣流不均勻，降低換熱器的換熱效率；距離過大則會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)造成額外的消耗，并加大了空調(diào)的整體體積，增加了制造成本，所以設(shè)計(jì)時(shí)要平衡好性能和成本兩個(gè)方面，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證換熱器的最佳位置。

二、送風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

在人們的日常生活和工作中，環(huán)境的舒適度越來越受到關(guān)注，空調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度的功能可以為人們帶來舒適的環(huán)境，但如何進(jìn)一步提高其舒適度，則更多的需要從送風(fēng)系統(tǒng)入手進(jìn)行研究。空調(diào)的送風(fēng)系統(tǒng)主要包括風(fēng)機(jī)、風(fēng)輪、風(fēng)道以及出風(fēng)口等部件，優(yōu)化送風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，可以在舒適度、降噪等方面對(duì)空調(diào)性能進(jìn)行提升，其次對(duì)空調(diào)能耗也能造成一定的影響。

（一）風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

關(guān)于風(fēng)輪的優(yōu)化，通常可以從其尺寸和形狀方面進(jìn)行考慮。在空間允許的情況下，增加風(fēng)輪的尺寸是最直接的增加循環(huán)風(fēng)量、提升空調(diào)制冷量的手段；或是以此降低風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，達(dá)到降噪的目的。但事實(shí)上對(duì)于批量生產(chǎn)的空調(diào)產(chǎn)品，其空間利用率一般都會(huì)達(dá)到較高的程度，風(fēng)輪的尺寸已經(jīng)接近極限，此時(shí)則可以從風(fēng)輪的葉片形狀方面入手，結(jié)合風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速、材質(zhì)等因素進(jìn)行綜合分析，通過軟件模擬、手板實(shí)測等方式確定風(fēng)輪的最終形狀。

（二）風(fēng)道結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

對(duì)于掛壁式空調(diào)內(nèi)機(jī)常用的貫流風(fēng)道和落地式空調(diào)內(nèi)機(jī)常用的離心風(fēng)道的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，一般可以從蝸殼和蝸舌兩方面進(jìn)行研究分析。蝸殼的結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要是要保證其光順度，由于風(fēng)道中空氣流速較快，蝸殼中由于設(shè)計(jì)不當(dāng)或者工藝不精造成的內(nèi)支撐或者臺(tái)階、凹槽等都會(huì)在風(fēng)道中形成渦流，增加了能耗，也加劇空氣震動(dòng)，增加噪音，因此對(duì)蝸殼的優(yōu)化應(yīng)該著重檢查其光順度，保證氣流順暢。蝸舌的結(jié)構(gòu)優(yōu)化則需要根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，在一般情況下，減少蝸舌與風(fēng)輪的距離、減少蝸舌圓角可以提高風(fēng)量，但噪音會(huì)有所增加；相反地，適當(dāng)增加蝸舌與風(fēng)輪的距離、加大蝸舌圓角可以降低噪音，但風(fēng)量也會(huì)相應(yīng)減少；而對(duì)于階梯式蝸舌，其降噪效果雖然明顯，但其對(duì)風(fēng)量的影響也較大。因此對(duì)于蝸舌結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，要根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際情況在風(fēng)量、噪音和風(fēng)機(jī)功率等方面進(jìn)行衡量，方可得出最佳的優(yōu)化方案。

（三）出風(fēng)口的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

出風(fēng)口的結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要是對(duì)導(dǎo)風(fēng)葉片的改進(jìn)。首先，在優(yōu)化時(shí)應(yīng)優(yōu)先保證導(dǎo)風(fēng)葉片光順流暢，以確保其工作時(shí)的風(fēng)阻和噪音不至于過大。其次，導(dǎo)風(fēng)葉片的擺風(fēng)角度應(yīng)符合人們的使用要求，對(duì)于可調(diào)節(jié)角度的導(dǎo)風(fēng)葉片，在保證縱向和橫向的擺風(fēng)角度足夠后，還可以考慮通過葉片把風(fēng)力集中在一處，形成空氣射流，使得冷/熱風(fēng)能傳遞得更遠(yuǎn)，同樣的也可以通過葉片把風(fēng)力擴(kuò)散開來，使得室內(nèi)的氣溫更加均勻，也避免了強(qiáng)吹風(fēng)給人體帶來的不適感。

三、結(jié)語

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，當(dāng)前空調(diào)已經(jīng)成為了人們?nèi)粘９ぷ骱蜕畹谋匦桦娖?，因此空調(diào)的能耗、噪音、舒適度等問題也越來越受到社會(huì)的關(guān)注?？照{(diào)行業(yè)想要保持可持續(xù)發(fā)展，需要綜合考慮每一款空調(diào)的定位、成本、性能、工藝、質(zhì)量等多方面的因素，對(duì)空調(diào)進(jìn)行從局部到整體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以達(dá)到提高產(chǎn)品性能的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]張遠(yuǎn)威.空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)提高產(chǎn)品性能的影響[J].科技視界，2014，（35）：106-106，184.DOI：10.3969/j.issn.2095-2457.2014.35.081.

[2]龍劍秋.空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)提高產(chǎn)品性能的影響[J].科技經(jīng)濟(jì)市場，2014，（5）：79-80.DOI：10.3969/j.issn.1009-3788.2014.05.055.

[3]熊立貴.優(yōu)化空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、提高產(chǎn)品性能研究[J].日用電器，2012，（6）：41-44.DOI：10.3969/j.issn.1673-6079.2012.06.012.

[4]張志明.空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)提高產(chǎn)品性能的影響[J].科技視界，2015，（15）：77，291.