空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計對產(chǎn)品性能的影響分析

黃微

摘 要 空調(diào)的使用已經(jīng)成為當前家族生活中不可缺少的一部分，隨著消費習慣的變化，如今的消費者不僅要求空調(diào)具備制冷制熱等基本功能，也開始要求靜音、節(jié)能、舒適、新風、外觀漂亮等，在這種要求下，就要求空調(diào)的設(shè)計者很好地平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能設(shè)計。通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，在一定程度上可以優(yōu)化空調(diào)的性能，在滿足外觀要求的情況下更好地滿足各項性能指標。基于此，本文探討了空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計對產(chǎn)品性能的直接影響，有利于指導設(shè)計人員加強結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化。

關(guān)鍵詞 空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計;產(chǎn)品性能;影響

空調(diào)設(shè)計包含的內(nèi)容相對較多，其中結(jié)構(gòu)設(shè)計是重點，其設(shè)計質(zhì)量對于空調(diào)性能將會有著直接的影響，不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅會降低空調(diào)的制冷制熱功能，還會導致空調(diào)使用中過度的能源消耗。因此，有關(guān)設(shè)計人員在空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中需通過結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化來提升空調(diào)產(chǎn)品的總體性能，發(fā)揮空調(diào)在人們生產(chǎn)生活中的重要作用。

1空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計對產(chǎn)品性能的影響分析

①壓縮機。從空調(diào)的總體結(jié)構(gòu)來看，壓縮機是其中的重要構(gòu)成，在空調(diào)的運行與使用過程中，壓縮機的存在主要是為了進行制冷劑的搬運，使得在此過程中制冷劑能夠得以快速蒸發(fā)與凝結(jié)，保障空調(diào)制冷功能的實現(xiàn)。比如，以一般的民用空調(diào)為例，家用空調(diào)中的壓縮機多為旋轉(zhuǎn)式壓縮機，一旦在設(shè)計與運行過程中壓縮機的額定冷凍容量超過了基準值，就會使得空調(diào)存在嚴重的能源消耗與浪費，空調(diào)運行效率低下，反之，空調(diào)的冷卻能力大大降低[1]。②換熱器。換熱器同樣是空調(diào)系統(tǒng)中的重要構(gòu)成，在空調(diào)運行中，換熱器的存在是通過機器本身將外界的熱氣流加以冷卻處理。在換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，可選擇材料較多，其材質(zhì)選擇將會影響空調(diào)的尺寸、性能、成本。在空調(diào)的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，研發(fā)人員會結(jié)合產(chǎn)品的外觀要求來確定換熱器的外形尺寸，根據(jù)制冷量的需求來匹配翅片數(shù)量、螺紋管的規(guī)格，來保障換熱器材質(zhì)的合理性。鋁合金材質(zhì)的換熱器應用較多，對人體健康有益，但是，在應用時存在環(huán)境污染的問題。總之，對換熱器的設(shè)計不僅會影響整個的設(shè)計與制造成本，同樣會對空調(diào)性能產(chǎn)生直接的影響。③風道。空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，同樣需要注意送風方式的設(shè)計。近年來，隨著空調(diào)設(shè)計水平的提升，送風方式也日益多樣化，比如，置換送風、地下送風等，不同的送風方式下，空調(diào)的性能也存在著一定的差異性，置換送風方式下，資源實現(xiàn)了重復利用，對凈化控制、節(jié)能降耗具有重要的意義，具有一定的經(jīng)濟性與節(jié)能性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，風道的設(shè)計也是非常重要，尤其家用的室內(nèi)機部分，同樣的結(jié)構(gòu)尺寸下，風量越大，對散熱器的散熱效果越好，可以相應減小散熱器的尺寸，節(jié)省成本，當然風量大同樣可能帶來的是噪音增大的問題，需要優(yōu)化噪音給用戶帶來舒適的感覺。近年來隨著用戶體驗要求的提升，很多家用空調(diào)都引入了新風的概念，風道除了可以提供散熱器換熱以外，會額外增加結(jié)構(gòu)讓室外的新風進入室內(nèi)，讓消費都在使用空調(diào)的同時感覺更好，更健康

2關(guān)于優(yōu)化空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計提高產(chǎn)品性能的策略

（1）優(yōu)化壓縮機設(shè)計。空調(diào)性能會受到結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響，為保障空調(diào)使用時能夠發(fā)揮其最好的性能優(yōu)勢，設(shè)計人員就需要在實際的工作中加強對空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，比如，對壓縮機設(shè)計的優(yōu)化。如果在壓縮機的設(shè)計過程中，存在成本的限制，設(shè)計人員就需要進行相應的技術(shù)改進與設(shè)計優(yōu)化，以保障其能效比能夠符合實際的要求，降低空調(diào)運行時的能耗。比如，以旋轉(zhuǎn)式壓縮機為例，在設(shè)計時，設(shè)計人員會利用配管將部分冷凝器位置處的制冷液輸送到壓縮室中，保障旋轉(zhuǎn)式壓縮機在運行時，可以直接利用氣缸噴射來保障良好的制冷效果[2]。為了避免氣缸中過多制冷液輸入所造成的液擊現(xiàn)象，設(shè)計人員在設(shè)計的過程中往往會在吸氣回路空壓機前端進行氣液分離器的安裝。

（2）優(yōu)化換熱器設(shè)計。空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計時，換熱器的優(yōu)化也極為重要，通過換熱器的設(shè)計優(yōu)化，能夠大大提高空調(diào)的整體性能。設(shè)計人員在換熱器的設(shè)計過程中，必須要嚴格按照國家的相關(guān)標準來設(shè)計，在外觀結(jié)構(gòu)允許的情況下，適當增大換熱器尺寸，這些年空調(diào)外觀設(shè)計要求都追求薄、弧形設(shè)計，這就對換熱器的設(shè)計提出了較大的挑戰(zhàn)，要保證好的換熱效果，可以考慮幾種方式：①更高換熱效率的螺紋管，比如交叉齒螺紋管，在外觀尺寸不變的情況下，可以增加螺紋管內(nèi)部的換熱面積;②增加U形管的數(shù)量，比如使用更小管間距的U形管，可以在換熱器尺寸不增加的前提下，加多換熱器中的銅管數(shù)量;③調(diào)整片距，增加翅片數(shù)量，這種方法可以增加換熱面積，但同時帶來的是風阻的增加，會減小風量，具體的性能的提升需要通過實驗驗證來匹配;④調(diào)整冷媒流路，增加換熱器的流路，減小冷媒在換熱器中流動的沿程阻力損失，提升換熱效率。這種方法會犧牲一定的可制造性，導致后端生產(chǎn)過程中焊點過多，加工復雜，需要進行平衡。

（3）需優(yōu)化送風方式。空調(diào)送風方式、風量的優(yōu)化設(shè)計同樣可以大大提升空調(diào)的性能，在實際的設(shè)計過程中，設(shè)計人員需結(jié)合空調(diào)的使用要求與規(guī)范，來保障風道形狀的科學性，尤其是要在此過程中進行風道弧線、角度的控制，保持流暢性、精確性，最終利用多輪手板測試的方式來對風量的噪音加以控制。目前家用空調(diào)中使用最多的都是貫流式風輪，徑向進風徑向出風，關(guān)鍵點是風輪葉片開關(guān)、片型的設(shè)計，確保風輪在使用過程中風量大，噪音小，同時重點是在與空調(diào)的塑料底盤、出風口等 結(jié)構(gòu)配合的過程中不能產(chǎn)生異音，現(xiàn)在室內(nèi)機多數(shù)已經(jīng)是電機無級調(diào)速了，要確保在各種轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)的過程中，不會產(chǎn)生噪音，影響消費者的使用。除風輪以外，底盤、蝸舌、出風框的設(shè)計也對風道會產(chǎn)生很大影響，這里主要就是與出風方式的匹配問題，平衡風量與噪音的需求，另外就是結(jié)構(gòu)件之間的配合間隙控制，要盡可能減少配合間隙，防止產(chǎn)生凝露水，所有的冷熱交換要控制在換熱器上面。

3結(jié)束語

由于空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計對空調(diào)性能有著重要的影響，這就要求相關(guān)人員在空調(diào)結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，必須要嚴格遵守相應的設(shè)計標準與要求，保障空調(diào)結(jié)構(gòu)中各個細節(jié)的優(yōu)化，滿足用戶的各種需求，為人們創(chuàng)造更為舒適、健康的環(huán)境條件。

參考文獻

[1] 羅建成.空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計對提高產(chǎn)品性能的影響[J].中國科技縱橫，2016（3）：61-62.

[2] 李雅卿.分析中央空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計對提高產(chǎn)品性能的影響[J].科技與創(chuàng)新，2016，57（9）：90.