节能环保空调结构的设计

罗建成

【摘 要】随着空调需求的增多和实现节能环保的目标作用下，对传统的空调需要不断地改善，使用节能环保空调将有助于保护生态环境，同时节约资源，给人们提供更舒适的服务。

【关键词】节能环保；空调结构；设计

0 前言

近年来夏季各地不断升温，使得人们对空调的需求量也越来越大，而且使用频率也会升高。人们大范围高频率地使用空调，对电能的消耗也越来也多，增加了日常消费，对环境有一定的破坏，且传统空调的降温效果一般，对节能环保空调的设计成为必然的趋势。

1 节能环保空调的发展

空调的出现得益于20世纪六七十年代，美国为解决罕见的干旱炎热，首次使用风冷式冷水机以求达到降温的目的。自此，人们开始寻求更好的降温方法，不断研制出来各种类型的空气制冷器，最后就发展成为了空调。传统的空调机，通过风扇的快速转动，使风扇周围的空气迅速冷却并随着风力进行不断地循环更替最终达到了降温的目的，但传统的空调对资源的浪费较大，而且在制冷过程中一般会使用氟氯昂，并散发出大量的热能，加剧了全球变暖和臭氧层的破坏。近年来，随着科学环保的倡议，节能环保的空调机开始出现，现阶段的空调器比传统的对环境的破坏小，且更加舒适满足人们的需求。

2 节能环保空调的特征和使用范围

随着人们的节能环保意识不断加强，空调结构设计的节能环保成为必然要求。现阶段的节能环保空调呈现出操作简单方便，体积轻巧方便，外观设计更加具有艺术品位，工作效率高且节约电能的特点，为人们的生活节约了开支，更加满足人们的需求，给人们带来了舒适。节能环保空调更多地应用于制造业、加工业、文化产业和公用产业等。在制造业方面，制造业的生产线比较长且包含的各类部门较多，大量的空调使用将成为一项必要的开支，节能环保空调的广泛使用将会节省一部分的开支。加工业、文化娱乐产业以及公用产业同制造业一样，产业链比较长，日常开支较大，其中空调的使用就是一项必要的开支，因此使用节能环保的空调是这些产业的最佳选择，不仅节省开支还能节约能源保护环境。

3 节能环保空调的工作原理

如图1所示，当节能空调在工作时，内部的微电子控制器就会开始运转并开始进行第一次制冷工作。微电子控制器在工作过程中通过直流电流为半导体进行通电，当半导体与微电子控制器之间顺利通电后半导体的冷端就开始对冷媒水进行初级制冷。这一步骤完成后，溴化锂制冷器开始工作，通过与发热端的顺利连接以对初级制冷后的冷媒水进行吸收的方式进行第二次制冷工作。当两个阶段的制冷达到一定层次后，水泵会对产生的冷量进行吸收并使其出现出散射的水帘状，此时，空调机的制冷开始转变为蒸发式。当空调机外部的热空气遇到散射状的水帘后气温开始下降，而且外界热空气经过水帘后所含有的杂质也会被过滤。制冷工作便不断循环反复进行，为人们达到降温的效果。当外界空气湿度较大时，空调内部的传感器将会对外界空气的湿度进行检测其后通过换向阀将经过冷却处理的冷媒水释放到空气散热器，外部的热空气在空气散热器的热交换作用下实现了对外部空气的降温和除湿。因此，外界空气的湿度状况也会影响着空调机的制冷效果。节能环保空调在工作过程中实现了对水的反复利用，且精简了内部装置提高了工作效率，节约了大量的水资源以及其他内部结构装置的制作原料，实现了节能。

4 节能环保空调的结构设计

4.1 溴化锂吸收式制冷模块

在溴化锂吸收式制冷模块设计中，因为水的凝固点高，汽化大且无毒，因此被用来作为制冷剂，环保安全。当水在0℃时就会结冰，因此溴化锂制冷循环模块只适用于0℃以上的空调制冷系统中。溴化锂是一种特性类似于氯化钠的稳定物质，在大气下不易挥发变质，但易容于水，在常温下为无色的带有咸苦味的晶体。在溴化锂溶液中，水是制冷剂，溴化锂溶液则是吸收剂。溴化锂吸收式制冷模块反应全过程是利用了溴化锂水溶液能够在低温时迅速大量吸收水蒸气，在高温时将所吸收的水蒸气再释放出来最终顺利完成循环过程的这一特性。在溴化锂吸收式制冷模块中包括发生过程、冷凝过程、节流过程和蒸发、吸收过程。发生过程：吸收器中的溴化锂稀溶液被溶液泵抽吸，在吸收剂热交换器内进行加热升温后送达发生器。发生器内的稀溴化锂溶液在加热后进行沸腾，冷剂水在该过程中被以水蒸气的形式蒸发出来。冷凝过程：在发生过程中排放出去的冷剂水蒸气进入冷凝器中，在淋洒作用下冷剂水蒸气在冷凝器外部释放凝结热并凝结为水状。释放出的凝结热被管簇内的冷却水吸收，热量通过冷却水散入制冷系统外部。节流过程：冷凝器中的冷剂水通过U型管节流进入蒸发器内部。U型管在该过程中起到了水封和控制水流量与气压的作用，保证了节流过程的顺利进行。蒸发过程：由于蒸发器中压力的不稳定，使得从冷凝器进入蒸发器的冷剂水部分出现闪发状况，出现闪发状况的冷剂水则会通过蒸发器管簇积聚到蒸发器的水盘里，在蒸发器水泵作用下水盘中的冷剂水喷在蒸发器的管簇外，同时吸收热量变为水蒸气最后进入吸收器中。蒸发器中被冷却后的冷媒水，在冷媒水泵的作用下到达经降温的水帘处进行蒸发式制冷。吸收过程：发生器中的溴化锂溶液经加热下水分成为冷剂蒸汽，溶液则变为浓溶液。在压力作用下，溴化锂浓溶液在流经吸收剂热交换器时被来自发生器的低温稀溶液经吸热降温处理后再次进入吸收器，与吸收器中的溶液混合成为一定浓度的溴化锂溶液，同时吸收从蒸发器出来的冷剂蒸汽使溶液浓度降低。最终溶液由中浓度溶液变成稀溶液，经溶液泵到达发生器内部。

4.2 半导体制冷模块

在半导体制冷模块中，选用传热性能符合标准的半导体制冷片，在运行过程中避免水与半导体制冷片的直接接触。半导体制冷片充当着热传递的工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料结成热电偶，当电流通过时，两端会进行热量的相互转移，产生温差形成冷热端。当两端温度达平衡点时，采用散热等方式降低热端的温度实现低温。微电子控制器在控制半导体制冷片制冷过程中，在冷端利用半导体制冷片对水进行直接制冷降温，在热端则使用触发吸收式制冷。之后采用水散热的方式对半导体制冷片进行降温。当完成对水的第一次降温后，水将被储藏起来，便于在下一步制冷时循环使用。

在节能环保空调的结构设计中，将水作为制冷剂循环使用，既提高了工作效率又节约了电能和水资源，实现节能与环保。

5 节能环保空调的优势和创新

节能环保空调巧妙地利用了半导体制冷以及溴化锂吸收式制冷的优点实现了节能与环保。在半导体制冷模块中，在对水进行初级制冷时利用了半导体制冷片和溴化锂溶液进行吸制冷，利用效率高且无毒安全。最重要的是节省了大量的电能，并对制冷过程中的热量进行有效控制降低了全球变暖的速度保护了环境。节能环保空调也变得更加轻巧利于操作，零部件的精确度高延长了空调的使用寿命。

6 结语

节能环保空调的设计与使用符合了我国的可持续发展战略，既有利于节约电能资源，减少能源消耗，降低成本，同时方便人们的生活保护了环境，节能环保空调结构的设计将成为今后发展的必然趋势。

【参考文献】

[1]廖昌晰.节能环保空调结构的设计[J].科技视界，2014（18）.

[2]卢满怀，于晓光，汤绮婷.一种节能环保空调设计[J].机械设计与研究，2011（04）.

[3]潘阳照.无压缩机节能环保空调的设计[D].华南理工大学，2012.

[责任编辑：王楠]