从优化空调结构设计角度提高产品性能

从优化空调结构设计角度提高产品性能

杨翠兰

珠海格力电器股份有限公司杨翠兰

摘要：随着国际、国内的节能环保、低碳要求的不断增高，家用电器行业也开始了一系列的优化设计和改革。在家用空调行业也存在着如何提高产品的性能，如何使家用空调能够符合国家的效能要求。本文将从如何优化空调的结构设计，提高空调内机中的风量的循环性以及如何优化蒸发器的性能和结构，采用多管道的输入和输出，使冷媒的流入以及流出能够保持均匀的状态等，从这几个方面来提高产品的效用和性能。

关键词：空调；循环风量；蒸发器；结构优化；效用；性能

1引言

为了能够从节能和效用方面来提高空调的本身的产品性能，中国甚至是世界各地区都制定出了一定的作为效能标准的政策措施，提倡节能环保，从根本上来提高空调本身的质量和效用。空调作为现代社会生活所必须的家用电器之一，在改善人们的生活质量和生活环境的同时，空调也是对环境造成重大压力的重要的“祸端”之一，无可避免的，世界各国都制定了相应的法律法规来限制空调的资源消耗量。

就目前的现状来说，由于人们生活水平的提高和全球气候变暖等外在性条件，空调几乎成为了人们生活中的必备家用电器。虽然空调是作为季节性的家电被使用，但是就其每年的电量消耗来说，已经超过了电视机、电冰箱等一系列耗电量较大的家用电器的年耗电量，生产研发或者是优化空调自身的结构以达到节能的要求成为了空调行业之际所面临的最重要的问题，并且从一定的意义上来说，空调是否节能不仅仅标志着空调的质量的好坏，从另一个程度上来说，空调的节能性是空调行业是否能够走上可持续发展道路的重要的保障。要提高空调产品的性能，绝不是从一个角度或者是某一方面就能够完成的，而是一个巨大的系统工程，是集换热器、电机、制冷剂、控制系统、压缩机等众多因素相配合的作用下来实现的。目前，变换高能的压缩机和增大换热器是提高空调产品性能的最直接的办法，但是这种做法会直接增加空调的制造本身的成本。因此，要想在不增加空调本身的制造成本的基础上来实现空调本身产品性能的提升，只能从变更和优化空调的结构设计的角度来出发。

2优化室内机的风道结构

空调室内机的风道系统大致是由底座的风道、贯流电机和贯流电扇等几部分组成。要想优化风道结构，在设计的允许范围内，加大风道，同时也加大风扇的直径，当然，并不需要将加大的量限定在某一个数值之上，只需要限定出一定的范围，设计能够合理、不因为这种改动而影响其他方面的格局就是实用的。

2.1增加导风圈的直径

在空调的设计中，导风圈的直径的大小会直接影响空调导风全进风面积的大小，在导风圈和风扇叶直径的大小对比中，如果导风圈的直径过小会直接导致进风面积的浪费，造成能源的浪费，在现有的导风圈和风扇直径的大小比例中，适当的增加导风圈的大小，能够增大能源的利用率，同时，从另一方面来说，增大导风圈不仅能够增大风流量，并且还能从一定的程度上降低噪声。

2.2移动蜗壳和风扇的相对位置

蜗壳与风扇的相对位置对于空调整体性能的影响有着尤为重要的作用，当室内机的风扇平行于后面板之时，风扇沿着水平方向以及竖直方向是平行或者是垂直运动时，空调的整体性能会随之呈现出一个上升的趋势，可见，蜗壳与风扇的相对的位置的关系从很大的程度上影响了空调的整体的性能，只要在进行结构设计之时稍微调整风扇的位置（在设计合理性的基础之上进行）便能够提升整体的效用性。

优化室内机的风道结构的设计改变没有从根本上增加空调生产的成本，只是利用室内机风道加大的宽度来增加里面的风扇的尺寸就能够实现空调性能的提高，在经过这样的改变之后，循环的风量就会随之而加大，这样就能够从一定的程度上提高空调的性能和效用。

可以说这是一个便捷并且实用的优化方案。

3优化室内机轴流风扇结构

室内机的轴流风扇结构从一定程度上来说影响了空调的流量的大小。

3.1不同的叶片的数量影响空调的整体流量

从轴流风扇中的叶片数量与数量的关系上来看，风扇数量的增多从一定程度上会减少叶片外轮边缘流量所通过的面积，会使得流量减少，但是，从另一方面来说，风扇叶片数量的增多，能够减少风扇叶片之间的空隙，这样就会增加叶片空隙之间的空气带动能力，加大了叶片之间的流量的速度的加快，这样便会提升流量。因此，从目前来说，对于空调的不同的叶片的形状，必然会存在着一种最优的叶片的数量，叶片数量过多或者数量过少都不能够使空调到达最优的流量性。

3.2叶轮直径的大小对流量的影响

目前，空调室内机的轴流风扇的直径普遍为为312.86mm，在此基础上，若是增大风扇叶片的直径会使得叶片间隙之间的空气的离心力相对变大，而在还会增加风扇叶轮的进入空气的面积，从这个方面来说，增大叶片的直径会增加空调的整体的流量。但是，由于增加叶轮的直径所直接导致的后果就是会导致风扇重量的增加，从而又会降低风扇的速度，导致功率的上升。因此，在进行室内机的轴流风扇的直径的考虑时要根据空调整体的方面来进行考虑，不能只依照单向度的标准来进行设计。

4优化室内机蒸发器的结构

空调蒸发器对于空调的整体冷热交换过程是起着相当重要的作用的，空调中的蒸发器的作用就是要利用低温的、液态的制冷剂容易在低压下蒸发，从而转变成为蒸气将被冷却的介质的热量吸收掉，从而实现制冷。

4.1增加输入输出管模式

目前的空调普遍采用三进三出管式的空调制冷和制热的转换，优化室内机的蒸发器的结构，不改变其原本的尺寸，仅仅将三进三出管的输入和输出的方式转换成四进四出管的模式，这样便能够增大冷媒的流量并且能够使之均匀，这种结构的变化能够避免传统空调中冷媒流量小且不均匀的状况，并且操作简易便捷。

4.2建立蒸发器的三区模型

在传统空调的理想状态之下，根据制冷循环中制冷剂的状态以及流动的换热的状态，蒸发器可被分为两个区域：沸腾区和过热的气体区。在沸腾区中，制冷剂的温度是随着管长度其温度逐渐降低，而在过热的气体区内则是制冷剂随着管的长度温度不断的增加，这两个区域内的制冷剂是呈现出相反的态势的。但是，这只是一种理想的状态，在实际的运行过程中，由于蒸发器的入口阶段往往会出现过冷的制冷剂由于吸热而变成为无法制冷的饱和的液体的现象，由于这种状况会严重影响空调本身的性能，并且会导致资源的浪费以及功率的增加的情况，所以，需要建立起一个液体区，也就是要建立其蒸发器的三区模型。只有建立起这样的模型，才能够保证在制冷剂进行制冷的过程中不会出现由于吸热而成为饱和液体的现象，减少了资源的浪费同时也降低了空调自身的功率。

5结语

由于人们生活水平的不断的提高，人们对于空调的需求在不断的上升，不仅如此，随着温室效应，全球变暖的脚步日益加快，空调成为了人们面对严酷夏日的一个必备的选择，但是由于国家节能、低碳的法律法规的实施，以及空调本身存在的一系列的问题，使得空调的结构的优化成为了现今的空调行业所面临的最重要的问题，要想使得空调行业在未来能够实现可持续的发展，在进行空调改革的过程中，就必须要走结构优化而不是增加成本量改换新组件的道路。至今，已经有非常多的人致力于空调结构优化的探讨，相信在不久的明天，空调行业一定能够实现自身的飞跃。

参考文献

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