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摘要：随着温室气体的增加，与全球变暖的负面影响，人们越发重视环境的保护，为了满足消费者的需求，低耗、节能、环保成为空调设计的重点，提高产品性能的关键就是优化空调结构。因此空调的设计者对空调的结构进行了优化设计，以此提高空调的性能，减少空调在使用中造成的能源的过度消耗，提高能源的利用效率，并且降低空调在使用中对大气生态环境的影响，促进空调的健康持续发展。
关键词：空调产品；性能；结构设计
1.空调的工作原理
一般的空调是利用制冷剂来制冷的。首先，气态制冷剂被压缩机压缩为液态，在此过程中，制冷剂被压缩成液体后，制冷剂温度会升高，使其温度升高的目的就是提高制冷剂与环境之间的温差，然后制冷剂温度高于环境温度而向外界环境放热，温度下降到常温，在换热过程中气体的压强认为是不变，然后让常温的液态制冷剂进入室内的蒸发器，让液态制冷剂膨胀降温，使其温度低于室内温度从而使室内气体向制冷剂放热，制冷剂吸热后恢复为常温气态再进入压缩机压缩，循环往复进行持续制冷，空调系统的结构如图1所示。
图1 空调系统结构
2.空调结构设计现状及优化的重要性
2.1空调结构设计的现状
空调是现代化的家用电器，空调结构设计主要有以下几个方面：一是外形。空调不仅会影响消费者想要购买的外观，还会影响空调的使用，如果是形状不规则的四边形，那么空调的应用只能放在有限的地方，这将直接影响使用空调的方便性。方正的外观，可以放在地上或挂在墙上，外观不规则，只能挂在墙上和相应的位置，这样很大程度上限制了空调的使用。其次是空调电源，空调电源能耗是关键因素的直接影响。然后是空调材料，在设计过程中确定空调材料，材料不仅会影响使用空调后的时间长短，而且对空调成本有较大的影响。最后，空调设计还应考虑空气通过高性能空气供应，可显著提高空气供应效率，从而达到优化空调性能的目的。
2.2优化空调结构设计的重要性
由于早期空调技术的不成熟，高耗能、高噪音、加剧温室效应等各种负面信息均被标识在空调上，制约着空调行业的可持续发展。因此世界各国就空提的能耗、噪音等问题，相继出台了各种法规和行业标准，使空调企业在设计和生产方面不断优化空调性能。影响空调性能的因素很多，如制冷系统中压缩机、换热器、毛细管、制冷剂的数量等，又如送风系统中的风轮风叶、风机、出风口等，想要提升空调的节能效果，一定要综合考虑各种因素，在维持生产成本的同时，优化空调结构，全面提高产品性能。
3.提高产品性能的空调结构优化设计
3.1换热器优化设计
换热器对空调而言十分重要，其主要作用是驱散空调运行中产生的热量。若想要使空调的内部结构合理，使空调低耗，就要对空调换热器进行优化设计。换热器的优化途径多种多样，但现在备受期待的是加大换热器，同时也是现在运用最广的一种优化形式。增大换热器就意味着空调性能的一个提升，这样空调就可以更好的控制周围环境的冷热，，同时也能够在很大程度上实现空调的低耗，达到节约资源保护环境的目的。然而有一点需要特别注意，加大换热器在无形中对空调的生产成本也是一个挑战，无论是技术层面还是物质层面。所以应该从整体出发，权衡好利弊关系，要基于当前的技术水平和物质水平对换热器进行合理的优化。
3.2压缩机优化设计
压缩机和换热器在空调中都必不可少，但是空调内部最为重要的是压缩机，压缩机在空调结构设计当中占有核心地位，可以说压缩机的性能关系着整个空调的性能，因而压缩机的优化设计会让空调整体性能都有一个大的革新和进步。现在存在于一般家庭中的空调使用的都是旋转式压缩机，这种压缩机被限制了制冷量，额定制冷量规定了空调在使用时旋转式压缩机所能够制冷的数量。如果运行的制冷量比旋转压缩机所能够承受的制冷量多，随着运行的能耗增加，整个空调设备的能效比就会下降。如果额定制冷量设置太小，就会造成制冷系统损耗，从而直接影响空调设备的性能标准。压缩机的能效比十分重要，影响着整个空调设备的节能效果，所以对于空调压缩机的优化谁，应该着眼于整体，合理调整额定制冷量，这样才能够有效降低空调设备的能耗，提高空调能效比，这样才能同时兼顾成本与性能，才能够让空调发展的更好。
3.3送风系统的结构优化设计
3.3.1风轮的结构优化
关于风轮的优化，通常可以从其尺寸和形状方面进行考虑。在空间允许的情况下，增加风轮的尺寸是最直接的增加循环风量、提升空调制冷量的手段；或是以此降低风轮转速，达到降噪的目的。但事实上对于批量生产的空调产品，其空间利用率一般都会达到较高的程度，风轮的尺寸已经接近极限，此时则可以从风轮的叶片形状方面入手，结合风轮的转速、材质等因素进行综合分析，通过软件模拟、手板实测等方式确定风轮的最终形状。
3.3.2风道结构的优化
对于挂壁式空调内机常用的贯流风道和落地式空调内机常用的离心风道的结构优化，一般可以从蜗壳和蜗舌两方面进行研究分析。蜗壳的结构优化主要是要保证其光顺度，由于风道中空气流速较快，蜗壳中由于设计不当或者工艺不精造成的内支撑或者台阶、凹槽等都会在风道中形成涡流，增加了能耗，也加剧空气震动，增加噪音，因此对蜗壳的优化应该着重检查其光顺度，保证气流顺畅。蜗舌的结构优化则需要根据产品的实际情况进行调整，在一般情况下，减少蜗舌与风轮的距离、减少蜗舌圆角可以提高风量，但噪音会有所增加；相反地，适当增加蜗舌与风轮的距离、加大蜗舌圆角可以降低噪音，但风量也会相应减少；而对于阶梯式蜗舌，其降噪效果虽然明显，但其对风量的影响也较大。因此对于蜗舌结构的优化，要根据产品的实际情况在风量、噪音和风机功率等方面进行衡量，方可得出最佳的优化方案。
3.3.3出风口的结构优化
出风口的结构优化主要是对导风叶片的改进。首先，在优化时应优先保证导风叶片光顺流畅，以确保其工作时的风阻和噪音不至于过大。其次，导风叶片的摆风角度应符合人们的使用要求，对于可调节角度的导风叶片，在保证纵向和横向的摆风角度足够后，还可以考虑通过叶片把风力集中在一处，形成空气射流，使得冷/热风能传递得更远，同样的也可以通过叶片把风力扩散开来，使得室内的气温更加均匀，也避免了强吹风给人体带来的不适感。
结束语：综上所述，空调的结构设计优化对提高产品的性能有很大的影响，空调结构设计时一项复杂的工作，本文主要通过对压缩机、换热器及送风系统的结构优化做了具体论述，而提高空调产品性能的结构设计优化方法很多，这就需要相关工作人员加大对空调结构设计的关注和研究力度，以减少空调在使用中造成的能源消耗，增大能源的使用效率为目的，为我国的环境保护贡献一份力量。
参考文献：
[1]张志明.空调结构设计对提高产品性能的影响[J].科技视界.2015.
[2]龙剑秋.空调结构设计对提高产品性能的影响[J].科技经济市场.2014.
[3]洪俊涛.空调结构设计对提高产品性能的影响分析[J].电子测试.2016.
论文作者:梁伟波
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/2/3
标签：空调论文; 压缩机论文; 风轮论文; 制冷剂论文; 性能论文; 换热器论文; 结构设计论文; 《基层建设》2017年第31期论文;