浅谈优化空调结构设计

浅谈优化空调结构设计

何博文

广东美的制冷设备有限公司 广东 佛山 528300

摘要：目前，世界各国一直非常重视能源和环境问题，各个国家和地区都制定了一系列政策法规，希望解决当前的危机。空调一直是能源消耗和环境保护的重点监测对象，因为空调消耗的能源较多，还有一些地方威胁到地球的环境保护，比如氟利昂导致臭氧空洞扩大，加剧了全球温室效应等。因此，优化空调结构设计迫在眉睫。

关键词：空调结构；优化设计；节能；

随着社会的不断进步以及经济的发展，人类的生活环境也变得开始渐渐的恶化了。人们对空调也开始渐渐的形成了依赖，然而，空调的能耗比较大，并且，其对环境有很严重的负面影响。随着现在全球变暖的情况越来越严重，这种问题已经严重的困扰了相关人士。因此，对空调结构优化的设计问题变得越来越急迫，需要受到更大的重视。

一、优化空调结构的意义

1.降低能源消耗。近年来，我国所面临的能源紧张情况变得日益严重，能源的消耗问题已经引起了社会的广泛关注。现在，我国的能源仍旧是以煤炭为主，其他的能源也主要是石油以及天然气，这些能源都属于不可再生资源，所以在实际的应用过程中，会随着使用时间的逐渐推移对环境造成一些影响，同时也会带来能源消耗的问题。空调的耗电量是相对比较大的，已经远超我们常用的洗衣机以及电冰箱等家用电器，但是，空调作为乘凉取暖的功能性电器已经成为许多家庭必不可少的主要电器设备。根据相关的调查资料表明，空调等暖通设施的能源消耗占据能源总消耗的百分之三十左右，这是一个非常巨大的数字，这些能源的消耗不仅严重耗损了我国的不可再生能源，对于空调行业自身的发展也造成非常严重的阻碍。此外，人们对于空调的使用也具备一定的季节性的特点，尤其是夏冬两季，空调的使用量是非常巨大的，这也严重造成了对于电网自身的负荷压力变得更高。在一些使用量相对比较高的地区，会严重增加电网自身的电量差距的矛盾，这就会导致电网的负荷率严重降低，对于我国的电力设施等会造成非常严重的浪费。空调在使用的过程中有许多的废弃热量都是直接排放到空气中的，并没有对其进行合理的回收利用，这也属以一种能源浪费的现象，因此，空调结构设计人员要有效改进空调自身的设计方案。对于空调设备的结构也必须要进行优化，这样才能使得能源向着更加节能高效的方向进行发展，并且节能降耗也已经成为了我国空调行业未来的主要发展趋势。

2.解决环境污染问题。空调等暖通设备的使用造成了非常大的能源消耗，导致了较为严重的能源危机问题，但是随之而来的还有更加严峻的环境污染问题。我国能源利用主要是对煤、石油、天然气等资源的利用，而空调运行在对能源进行消耗的过程中，就会造成一定程度的污染，而污染问题的产生就会使得人民的生活环境受到破坏。因为一些空调设备采用氟利昂作为空调的制冷剂，这种物质对于臭氧层的破坏是非常严重的，同时这也是一种不可逆的破坏，若是继续使用氟利昂设备，会全面加剧我国全球变暖的主要趋势。虽然人们的日常生活会很大程度的对空调产生依赖，不能是以牺牲环境为代价的。鉴于此，就需要对空调的结构设计进行革新，从而以有效解决环境污染问题。

3.降低使用成本。在进行空调的结构设计中，节约成本也是一个不可忽视的重要方面。因为空调的使用是以消耗不可再生资源来进行带动的，且空调的耗电量非常大，而能源危机问题又致使电价在稳步提升，所以空调在日常运行中的成本支出还是比较大的。此外，因为部分空调结构设计存在不合理问题，如果出现故障需要维修，则维修费用也普遍较高，加之空调价格本身就不低，所以对于很多家庭来说，空调已经是一种相对比较沉重的负担，过于昂贵的费用支出已经使得部分人们不敢过度使用空调设备。这与我国的发展理念相违背，同时也严重降低了人们的幸福指数，从某种意义上而言，这对于我国经济与社会的长期发展也起到了一定的限制，并不利于我国所倡导的和谐社会的构建。

二、优化空调结构设计的新技术

1.优化室内机结构设计的新技术。室内机的结构优化通常在风道、贯流风扇、蒸发器等方面。室内机的风道系统由底座风道、贯流风扇、风扇电机和轴承等部分组成，而提高室内机空调系统的运行能力和能效比的主要办法，就是把室内机的风道和贯流风扇的直径加大（通常会加大2-5毫米）。这样可以在不增加成本，只是改模的情况下，使空调内部的空间增加，内部风扇的风量也可以随之增加，提高空调机的能效。在上述基础上适当的修正贯流风道曲线，也会改善涡流噪声和出风量。蒸发器的结构可以不改变，而是改变输入、输出的方式，如将输入输出管的三进三出模式改为四进四出模式，使冷媒的力量均匀增加。依据国标GB/T 7725《房间空气调节器空调》中对产品性能的要求所做的测试实验结果显示，与原有结构相比，改造后的空调系统确实可以风量明显增大，能力提高显著，能效也明显上升，大大节约了能耗。实验结果表明，室内空调机在结构上的优化对缓解电力紧张状况有明显的现实意义。

2.优化室外机结构设计的新技术。空调的室外机也被称为空调的主机，空调的四大部件—压缩机、冷凝器、毛细管和蒸发器中前三个都在室外机当中。是空调系统的心脏。通过优化设计的方法改善空调室外机的结构，可以有效地实现提升空调能效的作用。对室外机的结构优化主要是改进空调壳体、风叶等，可以将原来的二匹壳体改为三匹壳体，这样可以简化原来壳体模具结构，减少制作成本，改变风叶结构可以减少使用噪音，减少出风阻力，并使进风顺畅。对电机进行重新匹配，剪短电机的转轴可以降低电机的震动情况，而对后盖板的改造可以减少整体模具所受到的冲击，减少加工成本。对室外机的改造也有人进行了实验，实验结果表明，挑选合适的方法进行室外机的结构优化，确实可以提高空调系统的风量，降低电机转速，减少震动，噪声也比原来下降了3分贝左右，减少了空调机中隔音海绵的使用量，还能够延长空调的使用寿命。新壳体加大了空调的风量，降低了冷凝器材料的使用率。空调系统风叶在风腔中的位置设计也可以进行优化，优化结果显示，风叶位置对空调的风量有较大影响，并可以通过公式计算来选择出合适的风叶位置，可以选择最佳位置和最佳间隙来进行应用。这些对空调系统的改造并非仅仅实现了经济效益，减少人们在空调的使用费用支出，而且从某种意义上说，还实现了我们对空调机所要求的高效、节能、环保的目的。

3.其他新技术。空调机的研发近年来还有其他一些新技术正在由科学家们研发并逐步应用。比如随着人们对美观的要求，对室外机壳体的小型化要求已经成为空调未来发展必然趋势，而怎样在较小壳体的基础上提高空调风量，有效利用散热器的面积，更大程度的降低噪声、控制震动、降低材料的使用成本等，都具有非常重要的意义。解决方法包括重新排布管路、进一步优化改进空调系统结构以及改善冷凝水二次散热，有效利用散热器，等等。而在节能方面应该更多的考虑使用清洁无污染的风能、太阳能等，还要通过结构改造减少空调的热损失，并对空调产生的热损失进行有效地回收利用。随着互联网的迅速发展，配合智能控制系统在空调内部增加智能控制结构也会使得电能的合理利用情况得到改善。

总之，如果能够对空调结构进行合理的优化设计，则对缓解我国能源紧张，降低能源消耗都有着重要帮助。为此，就需要相关的从业人员不断总结经验，积极尝试探索，全面加强对于空调的优化工作。

参考文献：

[1]赵晓萍.浅谈优化空调结构设计的策略.2020.

[2]刘永海.空调设计中常见问题探析.2019.