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摘要：空调风扇系统结构的优劣会直接影响空调的使用以及用户的体验，好的结构能够提高风量、改善噪音，提高能效比，节约资源上的浪费和资金，极大的增加了用户体验，有助于塑造良好品牌形象。基于此，本文首先阐述优化空调风扇系统结构设计的必要性然后分析了当前的空调系统的组成部分，最后探讨了空调风扇系统结构可持续化设计以及新技术的应用。
关键词：空调；风扇系统；结构设计
引言
利用电能来改善所处环境温湿度是空调的基本功能，如果能够采取有效的措施减少空调使用过程中的所耗电能，不仅可减少个人的花费，而且可以减少我国发电站的负担，据了解我国火力发电还占据一定的比例，减少每个家庭的用电量，从而减少了发电的能量，间接的减轻了火力发电对空气质量的污染。为此节约每一度电能就是一次环保行动。
1.优化空调风扇系统结构设计的必要性
1.1 降低空调风扇能耗
空调在使用过程中需要消耗大量的电能，而电能又是一次性能源，不可再生，所以必须要节省这类能源的使用。空调的主要使用季节是夏季和冬季，然而这两个季节也是空气污染十分严重的时期，尤其是冬季，各个地区都在供暖，发电产生的污染会加剧，使得空气质量急剧下降，此时大量使用空调不但会给发电站造成很大的负担，还会进一步加剧空气污染状况。所以，降低空调风扇的能源消耗也是优化空调风扇系统结构设计的必要性。
1.2节约空调风扇系统结构设计成本
在进行空调风扇系统结构设计时，除了要保证其质量及各方面的使用性能之外，还需要考虑到其成本，因为制造厂商也是需要获得一定的利润的。空调风扇系统结构比较复杂，需要多种器件，所以优化空调风扇系统结构设计也能够节约成本，这是一项非常有必要的工作内容。
1.3先进技术方法的应用
3D软件的出现给结构设计工程提供了更便捷的设计方法，现在常用的CREO软件，可实现参数化建模，可通过关键参数来快速修改模型尺寸和结构，更方便调节优化结构。
如今计算机发展迅速，科研机构中的有限元分析方法也逐渐被应用在各行各业，在此可对空调系统进行流体分析，通过数据对比分析，不仅可以找到影响系统效率的关键因素，同时还可以多参数优化的对比，可得到最优的系统参数值，从而减少了设计开发周期，同时还降低了开发中大量实验成本。
2、空调系统的组成部分
由于家用空调大多都是机械压缩式结构，故下面介绍机械压缩式空调的结构组成。机械压缩式空调主要由蒸发器、压缩机冷凝器和节流装置及风机等部分组成，空调系统中传导热量的物质一般称为制冷剂，制冷剂在整个系统中循环流动。通常在一个空调系统中制冷剂会以气态液态和气液混合物三种形态存在，利用三种状态之间的转化，其中吸收或散发出热量，通过能量交换了来改变外界环境的温湿度。
2.1压缩机
空调压缩机的作用即为对制冷剂进行压缩并驱动它在管道内流动。它为制冷剂提供动力，也是电能做功的环节，空调消耗的绝大部分电能都用在压缩机上。
2.2冷凝器
冷凝器的作用是将气体转变成液体，液化过程中会释放出热量。空调中的冷凝器一般都由长长的盘成螺线管状的铜质管组成，选用价格较高的铜材料是因为其导热性能优良，螺线管形状有利于加大气体与铜管的接触面积，延长放热时间。铜管一般还会与散热片相连，增大与空气的接触面积，空调冷凝器一般还采用风冷的降温方式。
2.3节流装置
节流装置是对液体流速流量进行控制的一种装置，起到降温减压的作用。液体流在节流装置处会形成局部收缩，流速增加，静压力降低。节流装置构造一般比较简单，便于维修和制造，但其调节精度不高，仅能范围调节，并且截百容易受至冲蚀，堵塞节流口。
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2.4蒸发器
空调蒸发器是利用高压液态低温制冷剂在进入压力较低的环境下易蒸发的特性来进行共做的，液体蒸发吸热，会使得周围环境温度降低，达到制冷目的。
2.5风机
风机的作用是通风换气并实现热交换，它把制冷系统产生的热量传送到室内，同时把冷凝器产生的热量输送至室外。
3.空调风扇系统结构可持续化设计
3.1 设计空调风扇系统的组成部分
空调风扇系统的整体组成过于复杂，这是其系统结构存在的一个问题，也会影响到对各种资源的使用情况，与可持续化设计相违背。所以设计空调风扇系统的组成部分也是其可持续化设计的一个重要组成部分，首先需要对整体结构进行重新的合理设计，尽量较少一些不必要的组成器件，选择功能性较多的器件进行代替，使其构造简化，这样无论是从能源消耗方面、还是设计成本方面来讲都是具有显著的优点的，而且满足可持续化设计的要求。但是这一设计过程对于技术及理论知识的要求都相对较高，也是当前设计人员所面临的一个难题，完成该项工作还需要继续努力。
3.2 优化空调结构设计节约能源
节约资源、使用可回收材料是空调风扇系统结构设计所想要达到的目标，也符合当前我国所提倡的可持续发展的要求。因此在优化空调结构设计时，需要考虑传统器件的缺点，在节约资源及可回收利用的基础之上设计出能够替代的新型材料。现如今所使用的空调普遍都需要耗费大量的电力，除了给用户增加经济负担之外，还对环境造成了很大的压力，所以对部分器件的性能进行优化是十分有必要的。例如对制冷剂的选择方面，氟利昂是我们经常听说的一种制冷剂，但是这种制冷剂却对环境造成了很严重的危害，是大气污染的主要元凶，所以需要开发新型的制冷剂。我国在此方面的研究工作也已经取得了实质性的进展，找到了暂时代替氟利昂的新型制冷剂，那就是丙烷。由于丙烷的制冷想过更好，而且安全性能更高，还具备缩小空调传热系统体积的作用，在很大程度上优化了空调风扇的系统结构设计，同时起到了解决资源的作用。
3.3 加大环保型材料的开发和应用
随着科学技术以及材料技术的不断发展，在环保型材料的开发和应用方面对风扇结构进行优化是完全能够实现的。应用大量的环保型材料不仅能够降低对环境的污染程度，还能够节省资源及资金，提高空调本身的各种性能。因此，当前相关企业需要做的工作就是，加大资金、技术投入和支持力度，加大环保型材料的开发和应用，完成空调风扇系统结构的可持续化设计。
4、空调系统新技术的应用
4.1采用直流变频技术
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-15oC至60oC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。
4.2采用网络控制技
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。
4.3提高超静音技术
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。
结束语
综上所述，空调系统的结构设计直接影响空调制造成本和功耗效率，采用更为合理科学的结构设计十分重要。全球化科学技术发展进程的日益深入，空调生产企业的竞争压力也越来越大，都在进行新结构、新模块的研究设计，力图通过现在先进的研究方法和技术优化结构、工艺制程，提高空调质量，缩短研发设计成本，来降低空调的生产成本。
参考文献
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[2]邓云华.空调风扇系统结构设计探讨[J].科学与财富，2015.
[3]宫笋.罗国枢.空调风扇系统结构设计探讨[J].科技风，2014.
论文作者:金龙,马彩霞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/30
标签：空调论文; 风扇论文; 系统论文; 制冷剂论文; 结构论文; 结构设计论文; 冷凝器论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;