制冷空調風道的研究及優化探討

馬小紅

摘要：近些年，隨著人們對舒適生活的追求，制冷空調已經廣泛的進入我們的生活中。空調的大量需求也同時促進了制冷空調研究領域的不斷發展，本文將對空調制冷系統工作原理進行概述，并就空調風道的優化策略展開分析，以供參考。

關鍵詞：制冷；空調風道；設計優化；空氣

在科學技術飛速發展的今天，空調技術也有了顯著的進步，但由于高溫下空調電機及壓機都容易出現跳機現象，影響到整個空調組的使用，因此，開展空調風道優化的研究是必須的。這就需要我們對空調制冷系統的工作原理和空調風道的優化展開分析和探究。

1 空調制冷系統工作原理概述

一般而言，空調設備涵蓋了下述組件，分別包括了空氣壓縮機、熱交換器、液壓閥以及空調設備的節流部件。在這些組件中，冷凝器的作用極其重要，通過其工作能夠幫助空調設備實現有效的制冷。當空調設備工作時，其內部的制冷設備能夠形成制冷劑蒸汽，此種蒸汽具有低溫與低壓的屬性。在制冷劑蒸汽形成之后，空氣壓縮機對其進行處理，從而形成過熱蒸氣，此種蒸汽具有高溫與高壓的屬性。其后，過熱蒸汽被傳送入空調的冷凝器之中。同時，通過懸掛于室外的風扇的運轉，使空調的冷凝器吸進來自室外的空氣，從而將過熱蒸汽的熱量帶走，進而使高溫、高壓的過熱制冷劑蒸汽變為高壓液體。之后，高壓液體通過節流部件，在節流部件的節流、降壓作用下，高壓液體流入蒸發器蒸發為氣體，同時帶走周圍的熱量。此時，通過室內側風扇的作用將室內空氣帶入蒸發器與蒸發器內的制冷劑發生熱交換作用。當空調設備的蒸發器實現對空氣的熱交換處理之后，并能夠通過懸掛于室外的空調風扇將氣體排向室外，如此便實現了空氣的對流，進而實現了室內溫度的下降。

現階段，空調設備在社會公眾的生活中得到了普及與應用，使公眾能夠根據室內溫度情況，利用空調設備實現室內取暖或者室內降溫，從而極大地提升了公眾的工作、生活與學習的舒適度。近年來，隨著社會公眾環保理念的上升，環保空調設備隨之被研發問世，從環保空調設備的工作原理來看，其主要依托循環水泵的功用，通過水泵的工作實現對水分的蒸發與熱交換，進而實現室內降溫。同傳統的空調設備相比較來看，此種空調設備的能耗相對較小，因而實現了節能環保的效用，具有廣泛的市場前景。

目前我國的空調風道設計水平已經取得了很大的進步，堪比世界發達國家的水平，之所以還會存在諸多的問題，一個重要的因素是我國目前的制造業水平還較低，生產的很多產品難以達到最初設計的要求，因而導致了空調風道的很多問題，所以，要想提高空調風道的性能，可以在制造上加大投入，使出風口增大出流角，大于60°，接近90°。

空調經過長時間的工作運行，過濾器、熱交換器助片、風道、送風末端等處都堆積滿了灰塵、臟污、以及污染物，肋片以及其周圍部分零件上滯留的凝結水會由于熱交換盤管的高溫條件而慢慢蒸發，為微生物細菌創造了良好的生存繁殖環境，空調再次啟動運行時送風末端就會將堆積滿的灰塵、臟污、污染物以及微生物細菌的氣體釋放出來，成為污染之源。

由于空調風道的出風口和回風口與室內形成了密封的空間。空調風道內一般肉眼不可見的灰塵與細菌會被空調風吹到室內每個角落，甚至與室內其它細菌交叉感染。

對于空調內部要清理、清潔的地方要及時清潔，以防長年累月的積塵對空調風道的精密機器產生堵塞、侵蝕、損壞機器，導致機器頻繁的出現機器故障；及時清理空調內部垃圾，以確保空調的正常運行。

2 空調風道的優化策略分析

2.1 空調風道制造工藝優化策略

從現今中國空調生產企業的風道設計情況來看，在整體制作工藝上處于全球領先地位，同歐美國家一些傳統空調生產企業相比，在制作工藝方面也不遙多讓。然而仍需看到的是，因國內工業制造行業的整體發展程度與歐美發達國家工業制造業相比，尚處于落后狀況，因而在部分產品的生產以及零部件加工方面仍然有較大的地提升空間。同時，此種情況造成國內空調生產企業在風道性能設計方面還存在較多的不足之處，有鑒于此，作為空調生產企業而言，應當注重實現制作工藝的精細化，并且對風道的出留角進行重新研發設計，以便提升風道性能。

2.2 空調風道選材優化策略

從現階段國內空調生產企業制作風道所使用的原材料材質來看，多數企業均使用巖棉材料用于風道的制作。巖棉材料的缺點在于空調設備投入使用幾年之后，風道的內壁易于出現損耗現象，進而導致空調出現工作故障。有鑒于此，空調生產企業應當組織技術人員進行新型風道制作材料的研發，以便使風道的性能得到提升，壽命得到延長。

2.3 空調風道設計優化策略

2.3.1 內撐桿優化設計策略

從當前市面上一些主流空調產品的風道設計情況來看，其中的內撐桿易于導致渦流區的形成，進而影響換氣。同時，如風道中進行了高速氣流，則內撐桿在遭受氣流劇烈沖擊的情況下，將導致發生震動現象。針對這些情況，空調生產企業應當在日后的設計研發中，考慮如何實現用其他技術或設備實現對內撐桿的取代。

2.3.2 降低風機能耗

通風機在風道系統中工作時必須同時滿足通風機性能曲線與風道特性曲線。當計算風道阻力時，阻力系數選用偏大，或者確定風道阻力時，安全系數偏大，以致使設計工作點A的壓力大于實際工作點B的壓力。

2.3.3 降低進風阻力

從風道進風阻力情況來看，其中進風格柵所承受的阻力為風道所承受的進風阻力的五分之一。有鑒于此，空調生產企業應當組織專業人員研究如何實現對進風格柵的傾斜度進行重新設計定位，以便實現對風道進風阻力的降低，從而使空調設備的整機風量得到有效提升。從技術角度看，熱交換器的結構設計優劣，直接關系到風量和阻力情況，因此，研發人員應當合理設計熱交換器結構。

目前對換熱器影響，主要是對流體的流動方面，尤其是對貫流風機進氣氣流影響的研究較少。目前市場上主流的單貫流落地式空調器，換熱器結構形式大部分均設置為U型或V型，目的是使經過換熱器的氣流更加均勻。

3 結語

風道系統的設計是一項非常繁瑣的工作，風道的設計如果不合理會直接影響到整個通風系統甚至整臺空調的使用。隨著電子計算機的不斷發展，其作用也得到廣泛的應用，要充分的把電子計算機的仿真技術運用到空調風道制作當中，大大提高空調的效用。

減少風道工作的能耗量也就是調整風道中各風機均處于最佳工作狀態，因此要降低功耗就是配套風機最優工作點的研究探索過程。希望本文的論述能為相關的工作人員提供更多的參考和借鑒。

參考文獻：

[1] 楊柳.風道結構優化對地鐵車室內氣流組織均勻性影響的研究[D].武漢：華中科技大學，2008.

[2] 尤立偉，鄭學林，趙義逢.地鐵列車空調系統送風風道氣流組織模擬及優化[J].制冷，2016（03）.

[3] 陶其銘，許志寶，夏廣飛.汽車空調除霜風道分析及結構優化[J].合肥工業大學學報（自然科學版），2010（04）.

（作者單位：甘肅中興盛鼎工程建筑有限公司）