空調機械結構設計的創新與應用

丁奎

摘 要：優化空調設備設計，提高空調能耗率，減少空調使用中的環境污染。空調設計師需要考慮所有影響空調使用的因素。一方面要幫助空調設備發揮有效作用，另一方面要落實可持續發展理念。

關鍵詞：空調機械；結構設計；創新；應用

前言

空調的廣泛使用是導致溫室氣體產生的主要原因。如何生產出適合需求、環保節能的空調產品成為了空調生產企業要面對的重要問題，在這其中需要設計人員對空調內部結構優化進行深入研究，提高空調對能源的利用效率，減少對城市環境的影響，促進空調行業健康發展。

1 概述空調結構設計的重要性

1.1 對環境的污染

現在熱島效應在城市化過程中成為因缺乏良好計劃造成的規范。城市現代化將給城市注入很多人，隨著人口密度的增加，建筑物密度、污染物和廢氣的排放也會隨之增加，熱島效應將會全部受到影響。空調能源消費是熱島效應的主要原因。同時，空氣中的冷媒會破壞臭氧層。臭氧層對地球是不可缺少的。臭氧層可以阻擋紫外線，而太陽有紫外線，臭氧層如果是中空，表面就會感到痛苦。一旦接觸紫外線，就會受到連鎖性惡性影響。

1.2 巨大的能源消耗

地球的資源是有限的，當前，資源不足的危機在世界人民的心中得到了深層次的理解。為了減少能源消耗和避免浪費，世界各國正在致力于尋找新的能源源來取代以往的能源。高能源消費空調將與中國可持續發展的概念非常矛盾，會導致能源損失問題。同時，電網承擔由空調所帶來的巨大的能量消耗廢棄物的壓力。超載功率不僅加快了輸電網的老化速度，還縮短了設備的耐用年限，嚴重地填補了安全隱患。所以，在對空調的設計工作中要注意節能性。

2 空調結構設計對產品性能的影響分析

2.1 壓縮機

壓縮機作為空調結構設計的主要組成之一，其設計是否合理對于空調的性能有著直接的影響。壓縮機主要就是對空調所需要的制冷劑進行搬運，使得其能夠實現充分的蒸發以及凝結，使得空調設備具有很好的制冷效果。以普通的民用空調為例，在家庭中使用的大部分空調都使用了滑輪壓縮機。如果壓縮機的額定冷凍容量超過基準值，對應的能源消費就會大幅增加，整個空調的能源效率比也會急速下降。另一方面，如果壓縮機的額定冷凍容量未達到最小基準值，則會失去大量冷卻能力，還會影響空調系統的冷凍效果。

2.2 換熱器

熱交換器是空調正常運轉中最重要的工作部件之一。主要的功能是冷卻熱和冷的空氣。幾個空調廠商根據增加熱交換器，空調的能效比選擇改善熱交換器，盲目增加，不僅使空調產品的制造成本的急劇增加，不僅使制冷劑的量增加。這樣，壓縮機容易產生起動故障。這限制了空調冷凍效果的有效改善。因此，空調交換機的最佳設計需要考慮很多因素。

2.3 風流

通過返回空氣出口進入空調的空氣在熱交換器的作用下完成熱交換，然后從空調插座流出。空氣流動通過空氣管子。風管系統的主要構成要素是風向導板、管狀粉絲等。尤其是分隔墻式空調，對于整個空調性能，具有通風結構設計的合理性直接、廣泛的效果。而且，空氣量噪聲受到與通流粉絲相同的通風螺旋繞的蝸牛舌隙的影響。牛舌間距過大，就會發生空氣泄漏，大大降低因通過螺旋槳的空氣流動所造成的熱傳導損失。損失同時，在風口的位置，也有凝縮現象的可能性。如果舌頭清除過小，在間隙中只產生極小的空氣流通面積，因此空氣壓強噪聲增大，粉絲整體的性能下降。

3 空調機械結構創新設計的方法

3.1 降低能源消耗

空調的換熱器是空調能耗的—個關鍵性部位，換熱器在使用的過程中，能夠將熱空氣轉換為冷空氣，進而讓空調的風流系統將冷空氣吹到室內，因此換熱器是空調結構中能耗最大的部位。換熱器結構設計，在改進的過程中主要圍繞提高換熱器的轉換率方面。—般而言，換熱器的結構由節流裝置、排氣口、以及軸流式冷卻風扇等，在改進的過程中，可以對風扇的機械結構{殳計進行優化，參考仿生設計模式，選用翅片管式結構設計的換熱器，同時風輪的位置要可以適當調整到換熱器相對位置。在翅片的設計上，為了提高熱能的轉換，可以適當將翅片的面積增加，同時內部問距進行調整，從而使得換熱效率得到顯著的提高。

3.2 改善壓縮機結構設計來減少制冷劑使用量

壓縮機，是空調使用過程中的核心部分，空調的制冷劑主要通過壓縮機進行運輸，壓縮機結構設計的好壞直接關系到制冷劑的使用壽命、揮發量等，在空調機械結構優化設計的過程中，有必要去改進壓縮機的機械結構設計，從而有效減少制冷劑的使用量。一般而言，家用空調的壓縮機—般都為旋轉式的壓縮機，其結構設計方面具有一定的整體性，制冷劑的消耗難以進行控制。壓縮機結構的改進，首先從電機的設計出發，采用效率較高的電機，在內部結構的設計方面，可以將氣閥放置到較低的位置，有效降低吸排氣壓的損失，再有就是制冷劑在壓縮機內部結構轉換過程中，增強結構整體的密閉性，從而有效減少制冷劑的損失。

3.3 改進風流結構設計

改善噪聲問題：可以從風流結構的設計人手，主要考慮的是貫流風扇、導風板等的設計。在設計的風道中，貫流風扇的大小直接關系到風流的大小，考慮到風流噪音與貫流風扇的相關性不是很高，貫流風扇的直徑應當足夠大，對于使用效果很有幫助。在風道的形狀設計上，就要考慮到噪音問題了，合理的風道形狀是能夠讓風流順利的通過，不會發揮較大風聲，—般設計風道時，盡可能去見效蝸舌間隙，但同時要進行測試，保證蝸舌問隙不會由于過小而過風困難產生噪聲，另外就是出風口的設計上，最好要能夠對準風道設計的曲線結構，保證風流是整體順暢的流出。

結束語

現代空調的使用越來越普遍，空調的使用給人民帶來了相對比較舒適的生活居住環境。由于，人們在選用空調的過程中，對于空調的結構設計有了更好的追求，因此我們要從空調的結構設計人手，利用一些新的技術，有效的改善當前空調的機械結構設計，使得各個部件之問的協調更加的靈活與緊密，充分提高空調設備的性能。

參考文獻

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