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摘要：空调器的性能指标不仅受操作条件的影响，而且受结构参数的影响。影响空调器的性能参数如下：结构因素对空调过滤材料设计领域的空调和储尘能力，等过滤器的效率之间的关系，优化设计，折叠高度和空调的空调能源效率的过滤材料的距离有一定的设计参考价值。在家用空调的结构优化设计，不断提高循环风量室内机、空调蒸发器结构优化、输入和空调为多路输出设计，可大幅提高空调产品的能效水平。
关键词：空调结构设计提高性能
引言
家庭用空调中的在蒸发器、冷凝器被称作为是换热器，他是空调系统中重要的组成部分，对于空调换热器的设计好坏很大程度上影响了空调的制冷效果，改善加热能力的能源效率指数，对空调节能技术有很大的促进效果。全球各个国家对空调节能及节能效率的技术和政策重新制定了标准，提倡实施节能降低消耗，提升空调的容量和能效标准，从而促进空调的节能技术，提高能效。
1空调的介绍
空调的出现改变了人们的生活，也一定程度上体现了人们对更高生活水平的追求态度。但是，它也是一个巨大的能源消耗，并可能造成严重损害地球的环境保护，如臭氧层的扩大，全球温室效应。
1.1空调使用现状
由于空调的年耗电量巨大，它已经成为衡量能源质量、能否可持续发展的一个重要指标。目前全球各地生产空调的国家制定了相关的节能法则，迫使空调制造商生产出有效节能而不是增加能耗的空调产品。集中使用的家用空调有季节性负荷的特点，峰谷时电力的缺口会加剧系统之间的矛盾，恶化电力系统间的负荷特性，电网负荷有所降低，因而浪费了电力设施。提高空调的能效水平是一个系统的工程，其能效水平与电机、风机、压缩机、换热器、风力发电、控制系统、制冷剂等系统配套设施诸多因素有十分紧密的关系，改变对一些结构的变化来实现能源效率的研究水平的基础上制造空调的成本。
1.2目前空调优化措施
目前，以提高能源效率比大多数的措施，以取代高能量压缩机和增加换热器，这也是最直接的方式，以提高能源效率（在设计允许的范围内），不过这样做的缺点是成本很大。空调系统中的压缩机在整个系统中起至关重要的作用，他相当于空调的心脏。首先，家用空调一般采用旋转式压缩机，压缩机额定制冷能力应高于额定冷却容量200-300W是合适的。由于压缩机的额定冷却容量太大，相应的功耗会增加，整个能源效率将降低；如果压缩机额定冷却容量太小，由于冷却系统有一定的冷量损失，将导致整个机器的制冷量，小于设计要求。其次，压缩机的能效比也是一个关键参数。压缩机高能源效率与能源效率低的压缩机相比，前者的功耗小于后者，并提高了整机的能效比，但能源效率更高的价格普遍偏高，选择的形式来考虑考虑性能和成本。此外，在各种操作条件下，压缩机工作的条件不能超过其额定、有限规格。换热器的增加能够带来能效比的提高，但是不能盲目增加，因为盲目的增加会导致压缩机出现问题，有时候会导致致命的故障，这样反而会导致压缩机带病工作，反而增加了能耗，降低了能效比。小排量的压缩机才是压缩机选择的最佳手段，因为空调在供暖时候，不能根据制冷能效去考虑，要均衡两种方面考虑。
2空调散热器结构设计分析
2.1模型方向
家用空调按照能量供应可以分为两种，一种是假定有恒定的热通量密度，第二种假定为具有恒定的换热器壁温。下面对家用空调换热器的研究进行的分析和思考。首先，空调换热器具有一定的特点，对称性就是其中之一，而且热交换器的条件是边界固定，在实际的工作运行中，空调的风口会出现回流现象，在模型中使用的过程的具体研究是以出口假定一个边界条件，这个条件对于整个计算的误差提供依据，只要在误差范围内，其计算结果是有效的。将导致热交换器的压力损失是非常大，能耗急剧增加。如果风速很低，由于冷却时的空调，空气将在整个换热器表面湿润。将空调换热系数的空气侧的减少，这将带来空调换热器不能发挥自身能力到最大限度，也没有能力满足空调设计功能的需要，因此，再不能满足条件情况下，家用的空调的机组进风速度一般是2米到3米每秒之间。
2.2数值模拟的结果进行分析
空气侧的换热器翅片厚度增加了热交换器的传热系数，但进出口比压降与翅片的翅片的总热量是比较容易通过空气的对流和环流如果具体的内部温度场外换热器翅片均匀分布的厚度增加，如果在散热片的热传导阻力可以忽略不计的带走热量，所以热量的能力比较强，但散热片的厚度增加时，空气在席卷总阻力的鳍也会相应提高，所以进出口的压力降P的增加。传热系数随翅片高度的增加而变化，当翅片高度大于转折点的值时，空调的换热系数将会剧烈减小。然而，当换热器翅片高度过高时，换热器翅片的总传热效率会降低，从而降低空调的传热系数。如果这个时候，如果热交换器翅片高度增加，将导致整个换热器的质量和体积的增加，虽然传热面积有所增加，但对整个空调换热将不会改变，即使会有降低，考虑到全面建成本问题，因为这样的做法也存在一定问题和不合理性，因此，在选择换热器的散热翅片时，可以选择厚度更小的翅片。换热器的翅片的形状也决定了换热性能，如果换热器的翅片波纹较长，那么一定程度上增加了传热系数阻力，因此适当的降低波纹长度，对提高传热系数有一定促进作用。所以这就需要全面调整空调的传热系数和换热器的入口之间的压差是相对容易在未来获得比较高的空调换热系数在路上比压降和能量损耗可以降低到一个比较理想的数值。
3表冷器性能的仿真
3.1性能仿真理论
我国的空调设计主要是用翅片的散热片加上管道冷却水来散热。确保在空气和水的传热模型、综合性能好的空调，这样在风的大量家用空调和行数也可以使其物理意义更容易的保证，这样就能够保证算法的正确性，模拟计算的结果就具备了实际意义。
3.2仿真模型的计算
仿真模型的求解是根据假设水流量，以及能量守恒定律计算空调温差的，还能算出换热器的换热导热系数，以及计算风的干球温度和一些参数。
3.3空调的表冷器的优化
在家用空调器表面冷却器的选型过程中，风量和使用单位的大小是固定值。因此，对风轮的面积和管数和每排水道的数量一定在具体的实际应用中，需要选择的是满足空调换热的需要，水电阻和回路的相对小的具体形式。
4对空调换热器分析
4.1空调换热器结构特点
根据分析结果得出，开展新的家用空调换热器的相应的研究和开发，全铝接触热阻的主要使用波纹翅片热交换器，壁厚之间的空调通道设置为1毫米，使用的制冷剂通道设置4毫米等。因为家用空调翅片和制冷剂通道在制造过程我中都是一下就造成的，这样热阻就可以最大程度的消除，消除接触热阻后，能够充分发挥换热器的功能，使内部的热量或者制冷量更加高效。
4.2换热器在指定条件下实验
量热计法和空气焓值法是测试制冷质量的主要方法，在制取空调制冷试样时要根据不同的方法进行不同的条件分析。本试验的主要原则是确保操作条件保持相同的冷量与空调和家用空调的功耗消耗后的凝汽器采用新型的测量，和家用空调的新型制冷量测量的传热性能和取代的一系列分析和判断原机的可行性空调。
4.3试验的结果分析
在测试一定的情况下，开展家用空调和相对新型的冷凝器的家用空调进行全面科学的比较测试使用，然后把空调的制冷量和出口做对比曲线的温度，家用空调热换热器翅片由其在大多数情况下的传热与具体的换热器本身具有的传热面积，减少相应的减少，如果家里的空调冷凝器的研究比原机翅片管冷凝器表面面积减小，但其冷却能力高于空调机。由此可见，这种新型冷凝器比管式冷凝器的传热性能更好。
5风道设计优化
5.1室内机风道结构设计优化
空调室内机由基础管道，风机，电机等原件组成。是增加室内风道的风道5mm，使轴风机直径增加2mm，使空气流通成为空调系统的大容量和能源效率。在图1中，可以看到图2，不增加成本，只要模型，增加5mm；使空间增大，从而使风扇内部的结构尺寸得以增加。
5.2室内机轴流风扇结构优化
轴流风机的相对直径可增加2mm，见图3和图4
5.3室内机的蒸发器优化设计
因为要保证除蒸发器以外的零件不需要更换，或者去除，就要在原有的尺寸上不做更改，尺寸不变就局限了空调器的设计。因此为了使制冷流量的运行更加均匀，更加稳定需要增加输入输出特定的方式，如图。比较旧的和新的结构，如图5所示，如图6所示。
5.4实验测试
5.4.1风速测试
根据标准房间空气调节器在3.11循环风量（空气体积）的测试要求，室内风机系统的蒸发器出口风量测试，比较数据表1。
5.4.2能力及能效测试
按照标准《房间空气调节器》定义了试验工况要求，表2进行新旧对比测试。通过以上对比结果表明，新优化结构的风量增大，能量效率大大提高，节约了大量能源。空调对耗电量的研究是非常具有意义的，这对空调使用率的增加，空调市场的发展都具有重要促进作用。节能空调的发展不仅对生产者和消费者有显著的好处，还能一定程度上缓解国家电量使用过多。
结语
家用空调的设计因为在模块化设计和模拟平台的需要前提下，建立一个参数模型能够对其更好的分析。因为他能够更快的，更准确的反应所研究参数的一个动态变化，对这个变化过程提供时时的数据分析，能够真实的反应整个系统的能量消耗和一些损失情况。所以比能量系数法的使用有效的计算，最终得到的十字槽加强管传热效率比螺旋槽的传热效率比管高得多，与横槽管换热优势更加强。在空调设计中提高能源利用效率是多方面的，不仅从某一方面出发，只要能对能效因子进行控制，才能够提高空调的能效，空调的能效提高才能降低能源的浪费，而且通过这种方法可以降低制造成本，达到节能的目的，从而提高竞争力。家用空调器的优化设计，以及蒸发器的结构优化与输入到超过管输出管，使制冷剂流量，不均匀，大大提高产品的性能和能源效率。符合国际、国内节能、低碳环保要求。
参考文献
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论文作者:黄文凯
论文发表刊物:《防护工程》2017年第13期
论文发表时间:2017/11/14
标签：空调论文; 换热器论文; 家用空调论文; 压缩机论文; 效率论文; 能效论文; 空调器论文; 《防护工程》2017年第13期论文;