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摘要：空调已经成为大多家庭的必需品。空调在制冷或供暖的工作中会消耗大量的电能，因此，在空调的设计发展中要努力地追求实现节约能源的目的，当然要实现这个目的，是要建立在提高空调导热的效率的基础上的。本文分析了空调导热系统的不足，然后为强化空调导热的系统而提出有效的解决方案。
关键词：空调；导热系统；强化；解决方案
前言
空调内部的各种类型的子系统在不同程度上对空调整体的性能有影响。导热系统是空调的核心结构，对空调整体的性能有决定性的作用。因此，提高空调的整体性能首先要优化空调导热系统的结构设计，这是最有效的途径。
1.关于暖通空调系统的能耗特点和结构
在我国，建筑能耗包括了建筑物的通风、采暖、照明、电器、炊事、洗衣、空调和热水供应等方面的能耗，而在暖通空调方面的能耗占了建筑能耗的30%～50%，而还呈逐年上升的趋势。在建筑中，为了维持建筑物内部空气环境适宜的温湿度，现代建筑中通常采用设置暖通空调系统来保证这一需求，而所消耗的能量即为暖通空调系统的能耗。这部分能耗中包括建筑物冷热负荷引起的能耗、新风负荷引起的能耗及输送设备（风机和水泵）的能耗。影响暖通空调系统能耗的主要因素有室外气候条件、室内设计标准、围护结构特征、室内人员及设备照明的状况以及新风系统的设置等。
暖通空调系统的能耗还有几个特点表现在：第一，系统的设计、选型、运行管理的不合理将会降低能量使用效率。第二，维持室内空气环境所需的冷热能量品位较低且有季节性。这就使在具备条件的情况下有可能利用天然能源来满足要求，如太阳能、地热能、废热、浅层土壤蓄热等。第三，暖通空调系统涉及到的冷热量的处理通常以热交换形式处理。这就可以采用冷热量回收的方案来减少系统的能耗，有效利用能量。
2.优化空调导热系统结构的设计意义
随着我国经济的迅速发展，大部分的家庭都已经安装了空调，因此空调的使用率是相当高的。据统计，每年单空调就能够消耗掉数十亿度电。有数据显示，空调导热的效率如何可以提高百分之一，那么每年就可以节约上亿度的电能，这相当于几座水电站或上千万吨标准煤的发电量。将节约的电能用作工业生产，就可以创造更多的社会财富。优化空调导热系统既符合了可持续发展的要求，也体现了“低碳生活”的目标，因此需要提高空调导热系统的效率。
3.存在空调导热系统结构设计中的不足
3.1复杂的结构
家用空调的组成部分是制冷或制热系统、散热系统、热交换回收系统和控制系统四部分。空调导热系统的工作原理比较复杂，但根据空调的工作原理可以分析得出：液氨制冷空气能力的高低直接影响了空调调节温度能力的大小。但是，受限于科技条件和设计人员的设计能力，这部分结构往往涉及的比较复杂，各类管、泵密布，集成化程度低，导热效果差，达到相同的温度调节效果就需要消耗更多的电能。
3.2存在导热系统设计中的缺陷
空调的导热效率不仅与导热系统的结构有关，还与压缩泵的压缩能力、换热板的导热系数和制冷剂的制冷能力有密切的关系。但有部分企业为了节约成本而使用性能比较低的导热系统的部件，即压缩泵的工作能力并不能将制冷剂有效压缩，自身的可靠性也不高；制冷剂成分不纯，制冷效果不佳，有的甚至用劣质（或者根本不适合做制冷剂的气体）制冷剂代替专用制冷剂；同时，换热板性能也很低，导热系数低，且材料质量差，耐腐蚀性和抗压性能不强，或者换热板设计过厚，表面加工不平整等等，作为空调调温功能所依赖的核心部件存在这些严重缺陷，不可避免的会大幅降低空调的导热。
3.3落后的控制手段
老式的空调的控制系统是旋钮式的，这就是导热系统的控制器。通过旋转旋钮来调高制冷剂循环的频率来降低温度的；反之就可以提高温度了。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆虽然这种控制方式简单实用，对导热系统的结构设计却并不是一件好事，其原因就在于旋钮控制器传递调控信息的速度很慢，而且结构体积大，在导热系统设计时就不得不将复杂的联动装置也设计在其中，这就增大了导热系统的复杂性，降低了其导热效能。
4.关于空调导热系统结构设计优化的方法
4.1使用新型的制冷剂
在空调的生产使用中，制冷剂的种类主要有氟利昂、含氢氯氟烃和哈龙三种，而氟利昂使用最多。氟利昂作为氟氯代乙烷和氟氯代甲烷的总称，以二氯二氟甲烷为主，常温下为无色无味液体，熔点为－158℃，沸点为－29.8℃，因其低毒、不易燃烧、不易发生爆炸反应且不易分解而非常适合作制冷剂，主要类型包括有R12、R22、R502、R123、R134a等。但由于没有进一步开发的空间，无法满足优化空调系统导热结构设计的价值，加上是导致臭氧空洞的罪魁祸首，因此，国家已经出台相关法律开始逐步停用这一类制冷剂。我国已经研发了全新的制冷剂——丙烷。丙烷，无色无味气体，熔点为为－187.6℃，沸点为为－42.1℃，相对温差为145.5℃，大于氟利昂的相对温差128.2℃。也就是说，在同等条件下，丙烷的制冷效果要好于氟利昂。若采用这种制冷剂，就可以有效缩小空调导热系统的体积，简化导热结构，从而大幅优化空调导热系统的结构设计。而且，它温室效应值几乎为0，也不会破坏臭氧层，属于环境友好型制冷剂。目前，相关技术已经达到了实用化标准，我国已经建立了丙烷型空调生产线，并在数年内逐步取代含氟空调。
4.2换热板要高换热效率的
换热板的换热效率会与均匀度、厚度和导热系数有关系。现阶段使用的是金属合金的换热板。合金本身性质受到限制，只有减小厚度才能提高换热的效果，但厚度的减小抵抗不了制冷剂的强大压力，使其基本失去了科研价值。这时候，就需要把目光投向合成材料上。选择合适的合成材料不仅可以增大换热板导热系数，而且还具有硬度高，韧性好，重量轻的优点，从而极大地优化空调导热系统的结构设计。
4.3 采用新型的变频技术
压缩机是空调的心脏，其转速直接影响到空调的使用效率。变频空调是在常规空调的结构上增加了一个变频器。变频器就是用来控制和调整压缩机转速的控制系统，使之始终处于最佳的转速状态，从而提高能效比（比常规的空调节能20%～30%）。它的基本结构和制冷原理和普通空调完全相同。变频空调的主机是自动进行无级变速的，它可以根据房间情况自动提供所需的冷（热）量；当室内温度达到期望值后，空调主机则以能够准确保持这一温度的恒定速度运转，实现“不停机运转”，从而保证环境温度的稳定。
4.4采用信息化控制的模式
在国际上，空调信息化的控制模式有：温度感应变频技术和红外遥控变频技术两种。第一种控制技术的工作原理是：设定20℃是恒温调控的条件，室内的温度偏离设定值20℃的偏差范围时，空调的温度监测探头即感应到温度的变化。然后把收到的温度变化的信号转换成电信号传递到计算机信息控制中心，控制中心分析收到的信号并发出相应指令，调节制冷剂的循环频率和压缩机的运转速度，以恢复设定温度，信息化程度极高；第二种的控制技术的工作原理是：设定20℃是恒温调控的条件，温度偏离设定值时警报系统就会警报，提醒温度发生改变，并发送相关信息到遥控装置中，然后利用遥控装置发出的红外信号手动的改变空调运行温度，从而达到控制目的。这两种控制技术具有共同的优点，也即信息化程度较高，控制系统灵敏度高，器件体积小等，因此，将这种信息化的控制技术引入到空调设计中，可以有效地简化导热系统的结构设计，减轻系统重量，从而提高导热效率。
5.结语
由于受到能源制约的影响，空调导热系统结构的设计优化已经被广泛的重视关注。空调设计师在付出了辛劳的努力和汗水后收获了累累硕果。科学技术的不断进步推动了空调导热系统结构的设计会不断的进化，最近有部分厂家宣传的1晚1度电空调概念，受到消费者的追棒，推动了旧机换代的热潮。不仅产生了巨大的经济价值而且有效地节约了社会的资源，为保护环境作出重大贡献。
参考文献：
[1]郑钢.热回收节能在空调系统中的应用.能源技术，2012，6：124-126.
[2]黄烜.楼宇中央空调自控系统的研究[D].武汉：湖北工业大学，2011.
论文作者:吴俭强
论文发表刊物:《基层建设》2015年18期供稿
论文发表时间:2016/1/12
标签：空调论文; 制冷剂论文; 系统论文; 温度论文; 结构论文; 结构设计论文; 氟利昂论文; 《基层建设》2015年18期供稿论文;