空调结构设计对产品性能的影响分析

黄微

摘 要 空调的使用已經成为当前家族生活中不可缺少的一部分，随着消费习惯的变化，如今的消费者不仅要求空调具备制冷制热等基本功能，也开始要求静音、节能、舒适、新风、外观漂亮等，在这种要求下，就要求空调的设计者很好地平衡结构设计与性能设计。通过优化结构设计，在一定程度上可以优化空调的性能，在满足外观要求的情况下更好地满足各项性能指标。基于此，本文探讨了空调结构设计对产品性能的直接影响，有利于指导设计人员加强结构设计的优化。

关键词 空调结构设计;产品性能;影响

空调设计包含的内容相对较多，其中结构设计是重点，其设计质量对于空调性能将会有着直接的影响，不合理的结构设计不仅会降低空调的制冷制热功能，还会导致空调使用中过度的能源消耗。因此，有关设计人员在空调结构设计过程中需通过结构设计的优化来提升空调产品的总体性能，发挥空调在人们生产生活中的重要作用。

1空调结构设计对产品性能的影响分析

①压缩机。从空调的总体结构来看，压缩机是其中的重要构成，在空调的运行与使用过程中，压缩机的存在主要是为了进行制冷剂的搬运，使得在此过程中制冷剂能够得以快速蒸发与凝结，保障空调制冷功能的实现。比如，以一般的民用空调为例，家用空调中的压缩机多为旋转式压缩机，一旦在设计与运行过程中压缩机的额定冷冻容量超过了基准值，就会使得空调存在严重的能源消耗与浪费，空调运行效率低下，反之，空调的冷却能力大大降低[1]。②换热器。换热器同样是空调系统中的重要构成，在空调运行中，换热器的存在是通过机器本身将外界的热气流加以冷却处理。在换热器的结构设计上，可选择材料较多，其材质选择将会影响空调的尺寸、性能、成本。在空调的结构设计过程中，研发人员会结合产品的外观要求来确定换热器的外形尺寸，根据制冷量的需求来匹配翅片数量、螺纹管的规格，来保障换热器材质的合理性。铝合金材质的换热器应用较多，对人体健康有益，但是，在应用时存在环境污染的问题。总之，对换热器的设计不仅会影响整个的设计与制造成本，同样会对空调性能产生直接的影响。③风道。空调结构设计中，同样需要注意送风方式的设计。近年来，随着空调设计水平的提升，送风方式也日益多样化，比如，置换送风、地下送风等，不同的送风方式下，空调的性能也存在着一定的差异性，置换送风方式下，资源实现了重复利用，对净化控制、节能降耗具有重要的意义，具有一定的经济性与节能性，在结构设计的过程中，风道的设计也是非常重要，尤其家用的室内机部分，同样的结构尺寸下，风量越大，对散热器的散热效果越好，可以相应减小散热器的尺寸，节省成本，当然风量大同样可能带来的是噪音增大的问题，需要优化噪音给用户带来舒适的感觉。近年来随着用户体验要求的提升，很多家用空调都引入了新风的概念，风道除了可以提供散热器换热以外，会额外增加结构让室外的新风进入室内，让消费都在使用空调的同时感觉更好，更健康

2关于优化空调结构设计提高产品性能的策略

（1）优化压缩机设计。空调性能会受到结构设计的影响，为保障空调使用时能够发挥其最好的性能优势，设计人员就需要在实际的工作中加强对空调结构设计的优化，比如，对压缩机设计的优化。如果在压缩机的设计过程中，存在成本的限制，设计人员就需要进行相应的技术改进与设计优化，以保障其能效比能够符合实际的要求，降低空调运行时的能耗。比如，以旋转式压缩机为例，在设计时，设计人员会利用配管将部分冷凝器位置处的制冷液输送到压缩室中，保障旋转式压缩机在运行时，可以直接利用气缸喷射来保障良好的制冷效果[2]。为了避免气缸中过多制冷液输入所造成的液击现象，设计人员在设计的过程中往往会在吸气回路空压机前端进行气液分离器的安装。

（2）优化换热器设计。空调结构设计时，换热器的优化也极为重要，通过换热器的设计优化，能够大大提高空调的整体性能。设计人员在换热器的设计过程中，必须要严格按照国家的相关标准来设计，在外观结构允许的情况下，适当增大换热器尺寸，这些年空调外观设计要求都追求薄、弧形设计，这就对换热器的设计提出了较大的挑战，要保证好的换热效果，可以考虑几种方式：①更高换热效率的螺纹管，比如交叉齿螺纹管，在外观尺寸不变的情况下，可以增加螺纹管内部的换热面积;②增加U形管的数量，比如使用更小管间距的U形管，可以在换热器尺寸不增加的前提下，加多换热器中的铜管数量;③调整片距，增加翅片数量，这种方法可以增加换热面积，但同时带来的是风阻的增加，会减小风量，具体的性能的提升需要通过实验验证来匹配;④调整冷媒流路，增加换热器的流路，减小冷媒在换热器中流动的沿程阻力损失，提升换热效率。这种方法会牺牲一定的可制造性，导致后端生产过程中焊点过多，加工复杂，需要进行平衡。

（3）需优化送风方式。空调送风方式、风量的优化设计同样可以大大提升空调的性能，在实际的设计过程中，设计人员需结合空调的使用要求与规范，来保障风道形状的科学性，尤其是要在此过程中进行风道弧线、角度的控制，保持流畅性、精确性，最终利用多轮手板测试的方式来对风量的噪音加以控制。目前家用空调中使用最多的都是贯流式风轮，径向进风径向出风，关键点是风轮叶片开关、片型的设计，确保风轮在使用过程中风量大，噪音小，同时重点是在与空调的塑料底盘、出风口等 结构配合的过程中不能产生异音，现在室内机多数已经是电机无级调速了，要确保在各种转速下运转的过程中，不会产生噪音，影响消费者的使用。除风轮以外，底盘、蜗舌、出风框的设计也对风道会产生很大影响，这里主要就是与出风方式的匹配问题，平衡风量与噪音的需求，另外就是结构件之间的配合间隙控制，要尽可能减少配合间隙，防止产生凝露水，所有的冷热交换要控制在换热器上面。

3结束语

由于空调结构设计对空调性能有着重要的影响，这就要求相关人员在空调结构的设计过程中，必须要严格遵守相应的设计标准与要求，保障空调结构中各个细节的优化，满足用户的各种需求，为人们创造更为舒适、健康的环境条件。

参考文献

[1] 罗建成.空调结构设计对提高产品性能的影响[J].中国科技纵横，2016（3）：61-62.

[2] 李雅卿.分析中央空调结构设计对提高产品性能的影响[J].科技与创新，2016，57（9）：90.