空调机械结构设计的创新与应用

丁奎

摘 要：优化空调设备设计，提高空调能耗率，减少空调使用中的环境污染。空调设计师需要考虑所有影响空调使用的因素。一方面要帮助空调设备发挥有效作用，另一方面要落实可持续发展理念。

关键词：空调机械；结构设计；创新；应用

前言

空调的广泛使用是导致温室气体产生的主要原因。如何生产出适合需求、环保节能的空调产品成为了空调生产企业要面对的重要问题，在这其中需要设计人员对空调内部结构优化进行深入研究，提高空调对能源的利用效率，减少对城市环境的影响，促进空调行业健康发展。

1 概述空调结构设计的重要性

1.1 对环境的污染

现在热岛效应在城市化过程中成为因缺乏良好计划造成的规范。城市现代化将给城市注入很多人，随着人口密度的增加，建筑物密度、污染物和废气的排放也会随之增加，热岛效应将会全部受到影响。空调能源消费是热岛效应的主要原因。同时，空气中的冷媒会破坏臭氧层。臭氧层对地球是不可缺少的。臭氧层可以阻挡紫外线，而太阳有紫外线，臭氧层如果是中空，表面就会感到痛苦。一旦接触紫外线，就会受到连锁性恶性影响。

1.2 巨大的能源消耗

地球的资源是有限的，当前，资源不足的危机在世界人民的心中得到了深层次的理解。为了减少能源消耗和避免浪费，世界各国正在致力于寻找新的能源源来取代以往的能源。高能源消费空调将与中国可持续发展的概念非常矛盾，会导致能源损失问题。同时，电网承担由空调所带来的巨大的能量消耗废弃物的压力。超载功率不仅加快了输电网的老化速度，还缩短了设备的耐用年限，严重地填补了安全隐患。所以，在对空调的设计工作中要注意节能性。

2 空调结构设计对产品性能的影响分析

2.1 压缩机

压缩机作为空调结构设计的主要组成之一，其设计是否合理对于空调的性能有着直接的影响。压缩机主要就是对空调所需要的制冷剂进行搬运，使得其能够实现充分的蒸发以及凝结，使得空调设备具有很好的制冷效果。以普通的民用空调为例，在家庭中使用的大部分空调都使用了滑轮压缩机。如果压缩机的额定冷冻容量超过基准值，对应的能源消费就会大幅增加，整个空调的能源效率比也会急速下降。另一方面，如果压缩机的额定冷冻容量未达到最小基准值，则会失去大量冷却能力，还会影响空调系统的冷冻效果。

2.2 换热器

热交换器是空调正常运转中最重要的工作部件之一。主要的功能是冷却热和冷的空气。几个空调厂商根据增加热交换器，空调的能效比选择改善热交换器，盲目增加，不仅使空调产品的制造成本的急剧增加，不仅使制冷剂的量增加。这样，压缩机容易产生起动故障。这限制了空调冷冻效果的有效改善。因此，空调交换机的最佳设计需要考虑很多因素。

2.3 风流

通过返回空气出口进入空调的空气在热交换器的作用下完成热交换，然后从空调插座流出。空气流动通过空气管子。风管系统的主要构成要素是风向导板、管状粉丝等。尤其是分隔墙式空调，对于整个空调性能，具有通风结构设计的合理性直接、广泛的效果。而且，空气量噪声受到与通流粉丝相同的通风螺旋绕的蜗牛舌隙的影响。牛舌间距过大，就会发生空气泄漏，大大降低因通过螺旋桨的空气流动所造成的热传导损失。损失同时，在风口的位置，也有凝缩现象的可能性。如果舌头清除过小，在间隙中只产生极小的空气流通面积，因此空气压强噪声增大，粉丝整体的性能下降。

3 空调机械结构创新设计的方法

3.1 降低能源消耗

空调的换热器是空调能耗的—个关键性部位，换热器在使用的过程中，能够将热空气转换为冷空气，进而让空调的风流系统将冷空气吹到室内，因此换热器是空调结构中能耗最大的部位。换热器结构设计，在改进的过程中主要围绕提高换热器的转换率方面。—般而言，换热器的结构由节流装置、排气口、以及轴流式冷却风扇等，在改进的过程中，可以对风扇的机械结构{殳计进行优化，参考仿生设计模式，选用翅片管式结构设计的换热器，同时风轮的位置要可以适当调整到换热器相对位置。在翅片的设计上，为了提高热能的转换，可以适当将翅片的面积增加，同时内部问距进行调整，从而使得换热效率得到显著的提高。

3.2 改善压缩机结构设计来减少制冷剂使用量

压缩机，是空调使用过程中的核心部分，空调的制冷剂主要通过压缩机进行运输，压缩机结构设计的好坏直接关系到制冷剂的使用寿命、挥发量等，在空调机械结构优化设计的过程中，有必要去改进压缩机的机械结构设计，从而有效减少制冷剂的使用量。一般而言，家用空调的压缩机—般都为旋转式的压缩机，其结构设计方面具有一定的整体性，制冷剂的消耗难以进行控制。压缩机结构的改进，首先从电机的设计出发，采用效率较高的电机，在内部结构的设计方面，可以将气阀放置到较低的位置，有效降低吸排气压的损失，再有就是制冷剂在压缩机内部结构转换过程中，增强结构整体的密闭性，从而有效减少制冷剂的损失。

3.3 改进风流结构设计

改善噪声问题：可以从风流结构的设计人手，主要考虑的是贯流风扇、导风板等的设计。在设计的风道中，贯流风扇的大小直接关系到风流的大小，考虑到风流噪音与贯流风扇的相关性不是很高，贯流风扇的直径应当足够大，对于使用效果很有帮助。在风道的形状设计上，就要考虑到噪音问题了，合理的风道形状是能够让风流顺利的通过，不会发挥较大风声，—般设计风道时，尽可能去见效蜗舌间隙，但同时要进行测试，保证蜗舌问隙不会由于过小而过风困难产生噪声，另外就是出风口的设计上，最好要能够对准风道设计的曲线结构，保证风流是整体顺畅的流出。

结束语

现代空调的使用越来越普遍，空调的使用给人民带来了相对比较舒适的生活居住环境。由于，人们在选用空调的过程中，对于空调的结构设计有了更好的追求，因此我们要从空调的结构设计人手，利用一些新的技术，有效的改善当前空调的机械结构设计，使得各个部件之问的协调更加的灵活与紧密，充分提高空调设备的性能。

参考文献

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