空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計新方法

林軍國

（廣東美的制冷設(shè)備有限公司，廣東 佛山 528311）

0 前言

人們?yōu)榱诉m應(yīng)環(huán)境友好和節(jié)能型社會，節(jié)能型與環(huán)保型制冷空調(diào)產(chǎn)品應(yīng)該得到研發(fā)，為保證空調(diào)的制冷系統(tǒng)能夠發(fā)揮出高效且環(huán)保低能的功效，近年來國內(nèi)外許多學(xué)者在制冷系統(tǒng)或系統(tǒng)部件的設(shè)計、計算、模擬等方面已作了不少工作，但基本上都是沿用傳統(tǒng)的經(jīng)驗，效果并不明顯。制冷系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計需要遵循許多原則。

1 制冷系統(tǒng)優(yōu)化的模擬方法

空調(diào)作為一種調(diào)節(jié)溫度的設(shè)備具有十分完善的制冷系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)的優(yōu)化程度對空調(diào)性能的提高具有重要的意義。制冷系統(tǒng)的優(yōu)化要根據(jù)現(xiàn)階段先進的科學(xué)技術(shù)理論來進行，經(jīng)濟的發(fā)展使我國的科學(xué)技術(shù)水平也在逐年提高，所以空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化在近些年中一直在發(fā)展與進步著。制冷系統(tǒng)的優(yōu)化模擬方法就是以一定的科學(xué)為理論依據(jù)，根據(jù)理論上的內(nèi)容付諸于實驗中，用實驗的結(jié)果來體現(xiàn)優(yōu)化措施是否具有可行性。將原有的空調(diào)制冷系統(tǒng)作為模擬實驗的對照組，在相同的室溫環(huán)境下使原有的制冷系統(tǒng)和優(yōu)化的制冷系統(tǒng)分別進行工作，二者的工作時間要保證是相同的。實驗結(jié)果就將顯示出原油制冷系統(tǒng)和優(yōu)化制冷系統(tǒng)的制冷效果，將兩種結(jié)果進行對比，若優(yōu)化制冷系統(tǒng)的制冷效果遠好于原有制冷系統(tǒng)的制冷效果就說明對制冷系統(tǒng)的優(yōu)化是成功的，若結(jié)果與上述相反則說明優(yōu)化失敗。兩種制冷系統(tǒng)的模擬實驗過程的各種客觀因素的控制必須相同，例如制冷系統(tǒng)的工作效果會受到室內(nèi)的靜電效應(yīng)的影響，所以在進行二者的實驗過程中要對室內(nèi)的靜電作用做好排除，是經(jīng)典影響降到最低水平[1]。模擬實驗的進行次數(shù)與實驗結(jié)果的可信度有著較強的聯(lián)系，只有將一種模擬實驗進行多次，這樣得出的實驗結(jié)果才具有一定的可信度，排除了實驗結(jié)果的偶然性。在對模擬實驗進行結(jié)果的記錄過程中，要將實驗中所有的環(huán)境因素及實驗的過程詳細地進行記錄，保證實驗的嚴(yán)謹(jǐn)性，結(jié)果要進行準(zhǔn)確詳細的記錄，并且要把多次的模擬實驗結(jié)果進行統(tǒng)一的研究與分析。

2 空調(diào)的制冷經(jīng)濟性評價

空調(diào)是近些年來在我國流行起來的一種制冷設(shè)備，它的造價成本比其他的制冷設(shè)備要高，制冷的效果也要比其他制冷設(shè)備好很多，所以在我國經(jīng)濟水平提升的國情下它的受歡迎程度要遠高于其他傳統(tǒng)的制冷設(shè)備。一般在空調(diào)的制冷系統(tǒng)中都是由先進的部件所組成，對這些部件的研究與完善都需要一定的經(jīng)濟投入，這就造成了空調(diào)的制冷系統(tǒng)更新快與價格漲幅明顯的特點。以我國的地理位置與氣候特點來說，一般在北方四季較為分明的地區(qū)對空調(diào)的依賴性較小，只有在大型通風(fēng)性能不夠完善的場所才對空調(diào)有著較大的需要。在普通的住戶家中對空調(diào)的使用還是較少的，一般空調(diào)的價格都是比較貴的，再加上北方的氣候?qū)用竦挠绊懖皇呛艽螅栽诒狈娇照{(diào)制冷的經(jīng)濟性較小。而在夏季氣候較為炎熱的南方城市中，空調(diào)的使用在住戶與大型的公共場所中都比較常見。南方的夏季一般都歷時較長，并且大部分時間中氣溫都很高，這就使得南方的居民對制冷設(shè)備的要求較高[2]。空調(diào)的制冷效果十分適合南方的氣候特點，所以大部分的居民都會使用空調(diào)作為制冷設(shè)備，雖然在成本上空調(diào)比其他制冷設(shè)備要過出很多，但是它在南方的使用時間長，以它的制冷性能優(yōu)越使它的利用價值要遠高于其他的制冷設(shè)備。所以在南方空調(diào)的制冷經(jīng)濟性就是比較高的，普遍被人們所利用。對空調(diào)制冷經(jīng)濟性的評價要根據(jù)其他客觀因素來進行綜合性的考慮，總體來說，在我國現(xiàn)有的經(jīng)濟水平與國家綜合實力的基礎(chǔ)上進行系統(tǒng)的分析，空調(diào)的制冷的經(jīng)濟性要比其他的制冷設(shè)備更具優(yōu)勢。雖然生產(chǎn)空調(diào)的經(jīng)濟成本比其他制冷設(shè)備要高出很多，但是在空調(diào)制冷系統(tǒng)中所應(yīng)用的都是最新的最高效的制冷技術(shù)，這就使它的耐用程度與制冷性能要優(yōu)于其他傳統(tǒng)的制冷設(shè)備。我國現(xiàn)階段正在不斷的發(fā)展與進步，許多產(chǎn)業(yè)也在快速的進行著，一些對低溫溫度要求較高的生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)就要尋求最合適的制冷設(shè)備，空調(diào)的發(fā)展就是對這些產(chǎn)業(yè)進行支持的優(yōu)質(zhì)制冷設(shè)備，它的應(yīng)用會促進我國其他一些產(chǎn)業(yè)進行快速的發(fā)展。

3 優(yōu)化設(shè)計

對我國現(xiàn)有空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化要從內(nèi)外循環(huán)風(fēng)量的控制、蒸發(fā)器的優(yōu)化、噪音的減小及壓縮機的優(yōu)化這四個方面來進行。首先對內(nèi)外循環(huán)風(fēng)的控制就要改進空調(diào)的風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，傳統(tǒng)的風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)就是對內(nèi)外風(fēng)量的統(tǒng)一進行控制，這種控制辦法使得內(nèi)外風(fēng)量相同，不能很好地對風(fēng)速進行控制。一般來說，空調(diào)的內(nèi)外風(fēng)力是不同的，所以風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)就要風(fēng)別對內(nèi)外風(fēng)力進行合理的控制。對空調(diào)制冷系統(tǒng)進行優(yōu)化時就要使外循環(huán)風(fēng)稍大于內(nèi)循環(huán)風(fēng)，這種優(yōu)化方式會使進入到空調(diào)內(nèi)部的風(fēng)量得到充分的利用，進入到空調(diào)內(nèi)的風(fēng)會將制冷的效果達到更好的狀態(tài)。風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化不僅對制冷的效果有著重要的意義，還能很好地實現(xiàn)技能減排的作用，因為內(nèi)外風(fēng)力的分別管理會使提供風(fēng)扇轉(zhuǎn)動的電力得到很好的節(jié)省，不同的風(fēng)速對電力的要求不同，控制好內(nèi)外風(fēng)力的需求量就能把電能的浪費降到最低[3]。

對蒸發(fā)器的優(yōu)化就是使制冷系統(tǒng)內(nèi)部的蒸發(fā)器蒸發(fā)的效率更高，蒸發(fā)器的作用是將空調(diào)內(nèi)部制冷系統(tǒng)中的液態(tài)水蒸汽進行向外界蒸發(fā)，以更好的進行制冷的作用。鋁翅片和銅管共同組成了蒸發(fā)器，一般的翅片有兩種，一個是波紋片，一個是橋片。和波紋片比較，橋片的換熱能力要更高。一般在蒸發(fā)器的翅片表面上會覆蓋一層親水膜，這樣才能夠有效的防止在制冷運行時，會積累過多的冷凝水在翅片上，防止蒸發(fā)器正常的換熱。減小空調(diào)的噪音就是對空調(diào)工作時產(chǎn)生的機械作用做出一定的控制，一般的空調(diào)在工作過程中都會產(chǎn)生較大的噪音，噪音的產(chǎn)生會對人的健康產(chǎn)生一定的影響。

所以在現(xiàn)階段對空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化中還要將較小噪音作為重要的考慮方面，噪音的產(chǎn)生部位一般就是風(fēng)扇與蒸發(fā)器，這兩種組成部分在工作時會進行轉(zhuǎn)動，這種強烈的機械運動都會產(chǎn)生一定的聲音。優(yōu)化的方法就是減小風(fēng)扇葉片之間的摩擦，使其工作時自身的聲音得到有效的控制，還有就是改變?nèi)~片的形狀，使葉片與空氣的摩擦作用也降到最小值，最終達到噪音最小化的效果。對于整個空調(diào)機器來說，壓縮器的作用很重要。一般在家用的空調(diào)中會使用滾動轉(zhuǎn)子式的壓縮機，這種壓縮機有兩種形式即定頻和變頻。在選擇壓縮機時，額定制冷量過大的話，功耗也會大大增加，會降低整機的能效比。如果選的太小的話，因為制冷系統(tǒng)一定會有一些冷量的損失，這就是整機的冷量減少，不能夠達到規(guī)定。在各種運行工況下，不論是額定工況還是極限工況，壓縮機的運行條件都不應(yīng)超出壓縮機規(guī)格書所給出的范圍。

4 結(jié)束語

近些年來我國的經(jīng)濟水平有著快速的提高，國家對許多科學(xué)研究產(chǎn)業(yè)都加大了經(jīng)濟上的投資，使我國的綜合國力有著明顯的加強。我國空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化在近些年也受到了很高的重視，制冷系統(tǒng)的優(yōu)化與進步是我國空調(diào)生產(chǎn)的重要目標(biāo)，所以在現(xiàn)階段我國的空調(diào)制冷系統(tǒng)的研究已經(jīng)較為深入，制冷系統(tǒng)的發(fā)展也比較先進。

［1］李德勝，張鵬飛，藤田博之.基于MEMS 技術(shù)的微型磁性開關(guān)陣列[J].傳感器技術(shù)，2012，19（3）：24-26.

［2］王寶龍，石文星，李先庭.制冷空調(diào)用渦旋壓縮機數(shù)學(xué)模型[J].清華大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2013(6).

［3］龔堰玨，張興群，鄭維智.汽車空調(diào)平行流式冷凝器熱力性能計算機輔助分析[J].北京工商大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2011，24(6)：22-25.