空调风扇系统结构设计探讨

空调风扇系统结构设计探讨

朱耀

广东美的制冷设备有限公司 广东 佛山 528300

摘要：在经济全球化的今天，原材料价格不断上涨，能源消耗逐年增加，尤其是家电行业。如何在保证空调产品质量的前提下降低成本和能耗，是目前研究的热点。空调系统结构的合理优化有助于控制制造成本。无论是优化改进原有结构还是设计新的结构，都可以适当减少金属材料的使用，降低功耗和能耗。

关键词：空调；结构设计；改善；

随着社会人们生活水平的不断提高以及全球气候的瞬息变化，导致现在的人们对于空调的依赖性提高。然而，空调作为一种家居电器中耗能较大的设备来说，其结构要求越来越高。主要运用结构设计概念进行优化、与其他专业配合充分沟通这几个角度进行对空调结构的详细分析。

一、空调机构设计优化的重要性

随着世界各个社会群体对于地球资源的预测，发现当今地球资源将会在不久的将来充分体现出来，并开始影响人们的生活。我国目前的资源主要以不可再生资源为主，主要是煤炭、天然气以及石油这些一次能源来维持人们日常的衣食住行。然而，对于当代可再生资源的利用率并没有达到可人的成果。空调作为现在家居以及事业单位来说耗电量非常大的电器来说，如果依然不计损耗的消耗世界能源，将为世界带来不可估计的负担。而且，空调的使用具有明显的季节性差异，夏、冬两季是空调使用的高峰期，然而在我国这两个季节也正是空气污染最为严重的两个季节，如果能够采取有效的措施减少空调使用过程中的耗电量，就可以减少我国发电站相当大的负担，从而减少一次能源的使用，从而就有可能改善空气污染这一现状。而且，空调的使用过程中也会将热量散发到大气中，这些能量如果能够使用有效的方式进行收集，也将是一部分可观的能量。目前世界环境问题已经越来越受到世界各个群体的关注，一次能源的使用问题也越来越受到关注和限制。对于在能源消耗过程中产生的污染问题，对于人民生活产生了巨大影响。然而，在一些空调设备中使用的氟利昂气体却成为大气的另一大杀手，它已经使得地球大气层出现了臭氧空洞，并且这一影响是不可逆转的。因此，如果不能从空调结构上得到根本的改变，依然使用这种有害的气体，将会对地球带来不可估量的伤害，最后的结果就是人类的自取灭亡。因此，当今的空调制造商必须寻找合适的方法来改善目前的状况。

二、空调系统结构设计中存在的问题

1.压缩机选择问题。压缩机作为空调最主要的部分,其性能对空调整机起着决定性的作用。如果压缩机的额定制冷量选择过大,会使得空调功耗增加,整机能效比降低，如果压缩机的额定制冷量过小,由于空调在使用过程中必然存在冷量损失,这会使得整机的冷量达不到设计要求空调达不到原有功能。在为高能效比的空调器系统选择压缩器时,存在盲目增大换热器容量的问题,这将使得空调系统的制冷量远超出压缩机的允许值,这时压缩机的胜能会大幅降低甚至出现故障。在选择压缩机是要根据理论计算后并进行实验验证最全终确定最佳的换热器配置和制冷剂使用量。

2.噪音问题。家用空调的选择过程中，顾客会十分注重空调使用过程的噪音问题。空调的噪音产生原因来自几个方面，机械、气动以及电磁噪音等。在减少噪音方面，空调制造商采取了很多方法，比如在空调的压缩机吸气的不稳设计消音器，或者在噪音产生部位使用细绳材料进行包裹，从而减少气动和机械噪声的产生。

3.家用制冷空调的设计选择。家用制冷空调,一般包括四个部分,除了上述提到的压缩机外,还包括蒸发器、冷凝器和节流阀。蒸发器是制冷系统的直接制冷器件,利用其中的低压液态制冷剂进行吸热蒸发,是周围空气温度下降。在设计蒸发器时,主要采用风冷翅片式蒸发器,这种蒸发器增加加传热面积,可以加强空气的扰动性,提高蒸发器在空气侧的传热效率。冷凝器起了将蒸发器吸收的热量释放到室外的作用,一般包括风冷式和水冷式两种,对于家用空调,采用风冷式即可,其结构封以蒸发器的风冷翅片。节流阀是空调中控制制冷剂量的阀门,为了提供给蒸发器合适的蒸发温度和压力,它将从冷凝器出来的高压、高温液态制冷剂进行降压、降温处理后再送入蒸发器。一般家用空调常用的节流阀有三种,包括毛细管、膨胀阀和分配器。

三、传统空调的结构

现在家用空调的主要类型是机械型空调设备，这种设备主要是利用内部的机械机构，例如压缩机、蒸发器、冷凝器以及风机等部分组成，其内部主要靠一种名为制冷剂的物质的形态变化来传递热量，从而达到空调的目。这种制冷剂能够在热的地方吸收热量从而由液态变为气态，再在外机部位由气态变为液态将热量散发出去，周而复始，将室内的热量带到外界从而减低室内温度。

1.压缩机。空调压缩机主要是产生制冷剂在空调管道中流动的动力，这一部分是空调的主要耗能部分，它是实现空调功能的基础。

2.冷凝器。冷凝器的作用使空调管道中气态的制冷剂转变为液体而放出热量。冷凝器一般都是通过某种方式增大与外界换热环境的接触面积从而延长放热时间和面积，使放热更为充分。在空调中，冷凝器由长长的盘状管道构成，其材料主要是铜，铜有着优良的导热性能，较大的接触面积使得气态制冷剂风冷过程更为快捷和彻底。

3.蒸发器。空调蒸发器主要由加热室和蒸发室两部分组成。加热室向制冷剂液体提供蒸发所需要的热量，促使液体沸腾汽化;蒸发室使气液两相完全分离。加热室中产生的蒸气带有大量液沫，到了较大空间的蒸发室后，这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离。通常除沫器设在蒸发室的顶部。

4.风机。蒸发器吸热制冷，风机能够把蒸发器周围空气中的热量带走，使蒸发器周围的空气温度降低，而空调风机就是通过把蒸发器周围的冷空气吹向室内，实行强制对流，使室内温度降低，达到调节空气温度的目的。

四、空调设计的新技术

1.直流变频技术。由DSP（数字信号处理器）控制的直流变频空调，采用最新的控制技术，并采用全直流涡旋变频压缩机。这种先进的数字变频技术，温控精度高，具有省时、节能、恒温等特点，避免了压缩机频繁启动而造成的电流消耗和温度波动。采用的电压补偿，能使系统在150V-250V的超宽电压和-15^oC至60^oC的超宽温度范围内正常运行，适应能力强。室内风机、压缩机采用PI闭环控制，使系统运行平稳，振动小、噪音低。

2.网络控制技术。变频空调网络控制技术主要是利用互联网的接口，通过电话线或光缆来传输控制信号，同时在变频空调器上安装信号接收器、信号传输器，将传输的控制信号接收，转变为操作信号来指导变频空调的操作，同时变频空调器控制信号又通过互联网显示控制信号，从而达到对其进行远程控制、远程故障诊断和控制软件升级等功能。

3.超静音技术。该项技术从内部心脏——低噪音压缩机着手进行降噪，并且内部结构也采取进一步优化；另外采用计算机仿真技术进行风道设计，完全模拟自然风的流向，使风道和风向自然吻合，把由于风速而引起的噪音降到最低限度。

总之，在当代生活中随着人们生活水平的不断提高，空调的使用量必定将会成一定比率的增长，如果不能从空调的整体结构上考虑进行优化，减少空调使用过程中的耗电量，空调使用产生的负面影响将会产生越来越严重的后果。只有采取有效的措施，结合现有的科学技术，以及先进的结构设计手段，将与空调相关的各种信息进行整理，创新，改良，才能是空调技术得到长足发展。

参考文献：

[1]潘海生.关于空调风扇系统结构设计探讨.2020.

[2]张小禄，优化空调结构设计,提高产品性能研究.2019.