空调制冷系统优化设计新方法

林军国

（广东美的制冷设备有限公司，广东 佛山 528311）

0 前言

人们为了适应环境友好和节能型社会，节能型与环保型制冷空调产品应该得到研发，为保证空调的制冷系统能够发挥出高效且环保低能的功效，近年来国内外许多学者在制冷系统或系统部件的设计、计算、模拟等方面已作了不少工作，但基本上都是沿用传统的经验，效果并不明显。制冷系统的优化设计需要遵循许多原则。

1 制冷系统优化的模拟方法

空调作为一种调节温度的设备具有十分完善的制冷系统，制冷系统的优化程度对空调性能的提高具有重要的意义。制冷系统的优化要根据现阶段先进的科学技术理论来进行，经济的发展使我国的科学技术水平也在逐年提高，所以空调制冷系统的优化在近些年中一直在发展与进步着。制冷系统的优化模拟方法就是以一定的科学为理论依据，根据理论上的内容付诸于实验中，用实验的结果来体现优化措施是否具有可行性。将原有的空调制冷系统作为模拟实验的对照组，在相同的室温环境下使原有的制冷系统和优化的制冷系统分别进行工作，二者的工作时间要保证是相同的。实验结果就将显示出原油制冷系统和优化制冷系统的制冷效果，将两种结果进行对比，若优化制冷系统的制冷效果远好于原有制冷系统的制冷效果就说明对制冷系统的优化是成功的，若结果与上述相反则说明优化失败。两种制冷系统的模拟实验过程的各种客观因素的控制必须相同，例如制冷系统的工作效果会受到室内的静电效应的影响，所以在进行二者的实验过程中要对室内的静电作用做好排除，是经典影响降到最低水平[1]。模拟实验的进行次数与实验结果的可信度有着较强的联系，只有将一种模拟实验进行多次，这样得出的实验结果才具有一定的可信度，排除了实验结果的偶然性。在对模拟实验进行结果的记录过程中，要将实验中所有的环境因素及实验的过程详细地进行记录，保证实验的严谨性，结果要进行准确详细的记录，并且要把多次的模拟实验结果进行统一的研究与分析。

2 空调的制冷经济性评价

空调是近些年来在我国流行起来的一种制冷设备，它的造价成本比其他的制冷设备要高，制冷的效果也要比其他制冷设备好很多，所以在我国经济水平提升的国情下它的受欢迎程度要远高于其他传统的制冷设备。一般在空调的制冷系统中都是由先进的部件所组成，对这些部件的研究与完善都需要一定的经济投入，这就造成了空调的制冷系统更新快与价格涨幅明显的特点。以我国的地理位置与气候特点来说，一般在北方四季较为分明的地区对空调的依赖性较小，只有在大型通风性能不够完善的场所才对空调有着较大的需要。在普通的住户家中对空调的使用还是较少的，一般空调的价格都是比较贵的，再加上北方的气候对居民的影响不是很大，所以在北方空调制冷的经济性较小。而在夏季气候较为炎热的南方城市中，空调的使用在住户与大型的公共场所中都比较常见。南方的夏季一般都历时较长，并且大部分时间中气温都很高，这就使得南方的居民对制冷设备的要求较高[2]。空调的制冷效果十分适合南方的气候特点，所以大部分的居民都会使用空调作为制冷设备，虽然在成本上空调比其他制冷设备要过出很多，但是它在南方的使用时间长，以它的制冷性能优越使它的利用价值要远高于其他的制冷设备。所以在南方空调的制冷经济性就是比较高的，普遍被人们所利用。对空调制冷经济性的评价要根据其他客观因素来进行综合性的考虑，总体来说，在我国现有的经济水平与国家综合实力的基础上进行系统的分析，空调的制冷的经济性要比其他的制冷设备更具优势。虽然生产空调的经济成本比其他制冷设备要高出很多，但是在空调制冷系统中所应用的都是最新的最高效的制冷技术，这就使它的耐用程度与制冷性能要优于其他传统的制冷设备。我国现阶段正在不断的发展与进步，许多产业也在快速的进行着，一些对低温温度要求较高的生产产业就要寻求最合适的制冷设备，空调的发展就是对这些产业进行支持的优质制冷设备，它的应用会促进我国其他一些产业进行快速的发展。

3 优化设计

对我国现有空调制冷系统的优化要从内外循环风量的控制、蒸发器的优化、噪音的减小及压缩机的优化这四个方面来进行。首先对内外循环风的控制就要改进空调的风循环系统，传统的风循环系统就是对内外风量的统一进行控制，这种控制办法使得内外风量相同，不能很好地对风速进行控制。一般来说，空调的内外风力是不同的，所以风循环系统就要风别对内外风力进行合理的控制。对空调制冷系统进行优化时就要使外循环风稍大于内循环风，这种优化方式会使进入到空调内部的风量得到充分的利用，进入到空调内的风会将制冷的效果达到更好的状态。风循环系统的优化不仅对制冷的效果有着重要的意义，还能很好地实现技能减排的作用，因为内外风力的分别管理会使提供风扇转动的电力得到很好的节省，不同的风速对电力的要求不同，控制好内外风力的需求量就能把电能的浪费降到最低[3]。

对蒸发器的优化就是使制冷系统内部的蒸发器蒸发的效率更高，蒸发器的作用是将空调内部制冷系统中的液态水蒸汽进行向外界蒸发，以更好的进行制冷的作用。铝翅片和铜管共同组成了蒸发器，一般的翅片有两种，一个是波纹片，一个是桥片。和波纹片比较，桥片的换热能力要更高。一般在蒸发器的翅片表面上会覆盖一层亲水膜，这样才能够有效的防止在制冷运行时，会积累过多的冷凝水在翅片上，防止蒸发器正常的换热。减小空调的噪音就是对空调工作时产生的机械作用做出一定的控制，一般的空调在工作过程中都会产生较大的噪音，噪音的产生会对人的健康产生一定的影响。

所以在现阶段对空调制冷系统的优化中还要将较小噪音作为重要的考虑方面，噪音的产生部位一般就是风扇与蒸发器，这两种组成部分在工作时会进行转动，这种强烈的机械运动都会产生一定的声音。优化的方法就是减小风扇叶片之间的摩擦，使其工作时自身的声音得到有效的控制，还有就是改变叶片的形状，使叶片与空气的摩擦作用也降到最小值，最终达到噪音最小化的效果。对于整个空调机器来说，压缩器的作用很重要。一般在家用的空调中会使用滚动转子式的压缩机，这种压缩机有两种形式即定频和变频。在选择压缩机时，额定制冷量过大的话，功耗也会大大增加，会降低整机的能效比。如果选的太小的话，因为制冷系统一定会有一些冷量的损失，这就是整机的冷量减少，不能够达到规定。在各种运行工况下，不论是额定工况还是极限工况，压缩机的运行条件都不应超出压缩机规格书所给出的范围。

4 结束语

近些年来我国的经济水平有着快速的提高，国家对许多科学研究产业都加大了经济上的投资，使我国的综合国力有着明显的加强。我国空调制冷系统的优化在近些年也受到了很高的重视，制冷系统的优化与进步是我国空调生产的重要目标，所以在现阶段我国的空调制冷系统的研究已经较为深入，制冷系统的发展也比较先进。

［1］李德胜，张鹏飞，藤田博之.基于MEMS 技术的微型磁性开关阵列[J].传感器技术，2012，19（3）：24-26.

［2］王宝龙，石文星，李先庭.制冷空调用涡旋压缩机数学模型[J].清华大学学报：自然科学版，2013(6).

［3］龚堰珏，张兴群，郑维智.汽车空调平行流式冷凝器热力性能计算机辅助分析[J].北京工商大学学报：自然科学版，2011，24(6)：22-25.