空調結構設計對提高產品性能的影響

龍劍秋

摘 要：在各種家用電器中，空調已經成為人們日常生活中必要的設備，在人們生活能耗中也占據了很大的比例。近年來，隨著可持續發展思想的推進，人們對于節能環保提出了更高的要求，為了促進空調節能技術的發展，各國和地區都給予了大力的支持。空調的結構設計不僅關系著產品的性能，而且與空調設備的能耗直接關聯，因此，在空調機構設計中，優化各方面的結構設計不僅能夠提高產品的性能，還能節約能源，是人們關注的熱點之一。

關鍵詞：空調結構設計；產品性能

0 前言

空調是現代人們生活和工作中必需的設備，在生活中已經超過了洗衣機、電視機和電冰箱的年耗電量。空調設備能夠有效低改變人們生活工作的環境，提高環境質量，使人們能夠更加舒適地生活和工作。與此同時，空調使用帶來的能耗問題是人們關注的重點，隨著空調使用量的增加，對于環境保護來說產生了阻礙的作用，并且增加了地球溫室效應。在當今市場中，空調的節能效果是評價空調質量好壞的重要標準，對于空調市場的可持續發展也起到了一定的作用。

1 優化空調性能的重要性

空調、洗衣機、電視機和電冰箱是人們日常生活中必不可少的家用電器，在這四種家用電器中個，空調的年耗電量是最大的，對地球的環境保護造成了嚴重的影響，使得臭氧層的空洞擴大，加重了全球的溫室效應，空調的能耗問題成為制約空調發展的重要原因。空調不同于其他家用電器，設備的使用時間比較集中，并且具有季節性的特征，使得電量峰谷差距增大，加重了電量差距的矛盾，造成店里系統負荷特性的惡化。空調的集中使用，使得電網負荷率下降，一些電力設施沒有充分發揮作用，造成了資源的浪費現象[1]。

由于空調設備的重要性以及能耗問題的嚴重性，世界各國都制定了相關的標準和法規用來減輕空調的負面影響，迫使廠家在空調的設計和生產方面不斷優化。提升空調的節能技術是一個系統工程，只提高部分構造的節能技術并不能達到整體的節能效果。與空調整體能耗相關聯的因素有很多，比如換熱器、電機、壓縮機、風機、制冷劑、風系統、控制系統以及系統匹配等，因此，提高空調設備的節能效果必須從這些因素出發，在不改變空調生產成本的基礎上，優化空調各結構的設計，爭取提高空調的性能和節能效果。

2 空調壓縮機的優化

在空調的各個組成中，壓縮機是空調的核心技術，壓縮機的性能關系著整個空調的性能，并且起著決定性的作用，對空調的壓縮機進行優化，能夠有效地提高空調的節能效果。一般家用空調的壓縮機為旋轉式壓縮機，這種旋轉式壓縮機的額定制冷量與整機的額定制冷量不同，通常會高200～300 W。當旋轉式壓縮機的額定制冷量太大時，用于運行的能耗相應增加，整個空調設備的能效比就會下降；如果旋轉式壓縮機的額定制冷量太小時，制冷系統的冷量就會出現一定的損失，導致整個空調設備的冷量減少，達不到設備的標準要求。壓縮機的能效比關系著整個空調設備的節能效果，是空調節能的重要參數，相同的制冷量，能效比高的壓縮機的功耗就比能效比低的壓縮機要小，提高壓縮機的能效比，能夠有效地提高整個空調設備的能效比。雖然能效比高的壓縮機對于空調節能有著重要的作用，但是能效比高的壓縮機成本要比能效比低的壓縮機要高，考慮到到成本問題，不能一味選擇能效比高的壓縮機，性能和成本要兩者兼顧[2]。

3 空調換熱器的優化

要想提高空調設備的能效比，在進行換熱器的選配時，也要注意一些原則。在目前的空調結構研究中，提高能效比的有效措施有兩種，一種是更換高能壓縮機，另一種是加大換熱器，這兩種方法都是提高空調設備能效比的最直接的措施。在一定程度上增大換熱器，可以達到節能的目的，但是不能只考慮這一個問題，因為增大換熱器與更換高能效比的壓縮機類似，雖然提高了空調設備整體的能效比，但是也讓空調設備的成本增加了很多。在高能效比的空調設備系統的選配工作中，過分增大空調器的換熱器，不但增加了空調設備的成本，還導致空調設備的制冷劑量過多地超過壓縮機的最大值，從而使得空調壓縮機出現啟動故障以及能效比和制冷能力都下降的問題。因此，在進行空調系統選配工作中，需要兼顧空調系統的能效比和成本，應當根據理論計算后進行多次實驗，確定最佳的換熱器配置，這是優化空調結構設計，提高空調性能的關鍵措施。

4 送風方式對空調性能的影響

人們在工作和生活中，周圍空氣環境的質量非常關鍵，不僅影響著人們的舒適感，對于人們的工作效率也有一定的影響。良好的空氣品質能夠給人們愉快的心情，使人們身心愉悅，能夠更好地投入到工作中。傳統的送風方式多為頂板送風，經處理之后的低溫空氣通過頂板送風散流器與室內空氣混合，這種方式屬于混合通風，低溫空氣與室內空氣混合后能夠消除室內部分的余熱余濕，使得室內的溫度和濕度大致可以均勻分布。但是通過頂板送風方式得到的室內空氣質量比較差，而且消耗大量的能量，因此出現了地板送風、工位送風和置換送風方式。

4.1 地板送風

地板送風也是一種混合通風形式，經過處理之后的空氣首先經過地板下的靜壓箱，然后由送風散流器送入室內，并與室內的其他空氣進行混合。通過地板送風方式的新鮮空氣能夠自下而上地經過人員活動區，帶走室內的余熱和余濕，然后經過房間頂部的排風口排除，從而使得室內的濕度和溫度都能夠保持均勻。地板送風方式也存在一定的局限，因為地板提升的高度是有限的，因此通過這種送風方式的送風量也是有限的。但是在許多散熱設備多、人員比較密集的建筑中，多數采用地板送風方式，使得空調設備能夠達到更好地效果。

4.2 工位送風

工位送風是一種比較特殊的送風方式，包括設備通風、區域通風和人員自調節三個部分。工位送風方式是指將送風口安裝在人的呼吸區，通過軟管等管道將送風口與地板下的送風裝置相連，送風口的位置是可以靈活多變的，人們可以根據需求改變送風口的位置，還可以調節氣流的流速、流量、流向以及溫度，能夠提高空調設備的使用性能。在現代的辦公環境中，多數采用統間式的設計，不同的人對環境的要求不一樣，因此工位送風方式比較適合，能夠有效地發揮空調設備的性能[3]。

4.3 置換通風

置換通風是另外一種送風方式，氣流從位于側墻下部的散流器送入室內，受到浮生力的作用，由下上升到人們的工作區，吸收了周圍的余熱和余濕形成了熱羽流，在吸收的過程中，不斷吸收周圍的余熱和余濕，熱羽流的流量不斷增加。整個室內空間被分成兩個區域，上區空氣的污染物較多，溫度比較均勻，下層區域呈現明顯的溫度梯度和污染物梯度。置換通風方式能夠保障大空間內的空氣保持潔凈，常用于層高大于2.4 m的建筑空間中，比如常見的會議室、辦公室、劇院和計算機機房等。

5 結語

在當今社會中，人們的日常生活和工作都離不開空調設備，空調設備也成為眾多電器中能耗最高的一個。在可持續發展的道路上，人們越來越關注能耗問題，要想提高空調設備的能效比，需綜合考慮空調設備的各個結構，不能只從某一個結構著手。影響空調設備能效比的因素有多個，通過對空調結構的優化，能夠提高結構的能效比，從而提高空調設備整體的能效比，使得空調性能得到更好的發揮。

參考文獻：

[1]熊立貴. 優化空調結構設計、提高產品性能研究[J].日用電器，2012，06：41-44.

[2]王瑞，王義春，馮朝卿，詹火明.空調全鋁新型換熱器結構優化與性能研究[J]. 北京理工大學學報，2012，07：699-704.

[3]熊立貴. 提高空調產品性能研究[J].電器，2012，S1：216-220.