制冷空調(diào)風(fēng)道的研究及優(yōu)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(diào)已經(jīng)廣泛的進(jìn)入我們的生活中。空調(diào)的大量需求也同時(shí)促進(jìn)了制冷空調(diào)研究領(lǐng)域的不斷發(fā)展，本文將對空調(diào)制冷系統(tǒng)工作原理進(jìn)行概述，并就空調(diào)風(fēng)道的優(yōu)化策略展開分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：制冷；空調(diào)風(fēng)道；設(shè)計(jì)優(yōu)化；空氣

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，空調(diào)技術(shù)也有了顯著的進(jìn)步，但由于高溫下空調(diào)電機(jī)及壓機(jī)都容易出現(xiàn)跳機(jī)現(xiàn)象，影響到整個(gè)空調(diào)組的使用，因此，開展空調(diào)風(fēng)道優(yōu)化的研究是必須的。這就需要我們對空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理和空調(diào)風(fēng)道的優(yōu)化展開分析和探究。

1 空調(diào)制冷系統(tǒng)工作原理概述

一般而言，空調(diào)設(shè)備涵蓋了下述組件，分別包括了空氣壓縮機(jī)、熱交換器、液壓閥以及空調(diào)設(shè)備的節(jié)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(diào)設(shè)備實(shí)現(xiàn)有效的制冷。當(dāng)空調(diào)設(shè)備工作時(shí)，其內(nèi)部的制冷設(shè)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(jī)對其進(jìn)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(diào)的冷凝器之中。同時(shí)，通過懸掛于室外的風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)，使空調(diào)的冷凝器吸進(jìn)來自室外的空氣，從而將過熱蒸汽的熱量帶走，進(jìn)而使高溫、高壓的過熱制冷劑蒸汽變?yōu)楦邏阂后w。之后，高壓液體通過節(jié)流部件，在節(jié)流部件的節(jié)流、降壓作用下，高壓液體流入蒸發(fā)器蒸發(fā)為氣體，同時(shí)帶走周圍的熱量。此時(shí)，通過室內(nèi)側(cè)風(fēng)扇的作用將室內(nèi)空氣帶入蒸發(fā)器與蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑發(fā)生熱交換作用。當(dāng)空調(diào)設(shè)備的蒸發(fā)器實(shí)現(xiàn)對空氣的熱交換處理之后，并能夠通過懸掛于室外的空調(diào)風(fēng)扇將氣體排向室外，如此便實(shí)現(xiàn)了空氣的對流，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)溫度的下降。

現(xiàn)階段，空調(diào)設(shè)備在社會(huì)公眾的生活中得到了普及與應(yīng)用，使公眾能夠根據(jù)室內(nèi)溫度情況，利用空調(diào)設(shè)備實(shí)現(xiàn)室內(nèi)取暖或者室內(nèi)降溫，從而極大地提升了公眾的工作、生活與學(xué)習(xí)的舒適度。近年來，隨著社會(huì)公眾環(huán)保理念的上升，環(huán)保空調(diào)設(shè)備隨之被研發(fā)問世，從環(huán)保空調(diào)設(shè)備的工作原理來看，其主要依托循環(huán)水泵的功用，通過水泵的工作實(shí)現(xiàn)對水分的蒸發(fā)與熱交換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)降溫。同傳統(tǒng)的空調(diào)設(shè)備相比較來看，此種空調(diào)設(shè)備的能耗相對較小，因而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的效用，具有廣泛的市場前景。

目前我國的空調(diào)風(fēng)道設(shè)計(jì)水平已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，堪比世界發(fā)達(dá)國家的水平，之所以還會(huì)存在諸多的問題，一個(gè)重要的因素是我國目前的制造業(yè)水平還較低，生產(chǎn)的很多產(chǎn)品難以達(dá)到最初設(shè)計(jì)的要求，因而導(dǎo)致了空調(diào)風(fēng)道的很多問題，所以，要想提高空調(diào)風(fēng)道的性能，可以在制造上加大投入，使出風(fēng)口增大出流角，大于60°，接近90°。

空調(diào)經(jīng)過長時(shí)間的工作運(yùn)行，過濾器、熱交換器助片、風(fēng)道、送風(fēng)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(jié)水會(huì)由于熱交換盤管的高溫條件而慢慢蒸發(fā)，為微生物細(xì)菌創(chuàng)造了良好的生存繁殖環(huán)境，空調(diào)再次啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)送風(fēng)末端就會(huì)將堆積滿的灰塵、臟污、污染物以及微生物細(xì)菌的氣體釋放出來，成為污染之源。

由于空調(diào)風(fēng)道的出風(fēng)口和回風(fēng)口與室內(nèi)形成了密封的空間。空調(diào)風(fēng)道內(nèi)一般肉眼不可見的灰塵與細(xì)菌會(huì)被空調(diào)風(fēng)吹到室內(nèi)每個(gè)角落，甚至與室內(nèi)其它細(xì)菌交叉感染。

對于空調(diào)內(nèi)部要清理、清潔的地方要及時(shí)清潔，以防長年累月的積塵對空調(diào)風(fēng)道的精密機(jī)器產(chǎn)生堵塞、侵蝕、損壞機(jī)器，導(dǎo)致機(jī)器頻繁的出現(xiàn)機(jī)器故障；及時(shí)清理空調(diào)內(nèi)部垃圾，以確保空調(diào)的正常運(yùn)行。

2 空調(diào)風(fēng)道的優(yōu)化策略分析

2.1 空調(diào)風(fēng)道制造工藝優(yōu)化策略

從現(xiàn)今中國空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)的風(fēng)道設(shè)計(jì)情況來看，在整體制作工藝上處于全球領(lǐng)先地位，同歐美國家一些傳統(tǒng)空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)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(nèi)工業(yè)制造行業(yè)的整體發(fā)展程度與歐美發(fā)達(dá)國家工業(yè)制造業(yè)相比，尚處于落后狀況，因而在部分產(chǎn)品的生產(chǎn)以及零部件加工方面仍然有較大的地提升空間。同時(shí)，此種情況造成國內(nèi)空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)在風(fēng)道性能設(shè)計(jì)方面還存在較多的不足之處，有鑒于此，作為空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)而言，應(yīng)當(dāng)注重實(shí)現(xiàn)制作工藝的精細(xì)化，并且對風(fēng)道的出留角進(jìn)行重新研發(fā)設(shè)計(jì)，以便提升風(fēng)道性能。

2.2 空調(diào)風(fēng)道選材優(yōu)化策略

從現(xiàn)階段國內(nèi)空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)制作風(fēng)道所使用的原材料材質(zhì)來看，多數(shù)企業(yè)均使用巖棉材料用于風(fēng)道的制作。巖棉材料的缺點(diǎn)在于空調(diào)設(shè)備投入使用幾年之后，風(fēng)道的內(nèi)壁易于出現(xiàn)損耗現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致空調(diào)出現(xiàn)工作故障。有鑒于此，空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)組織技術(shù)人員進(jìn)行新型風(fēng)道制作材料的研發(fā)，以便使風(fēng)道的性能得到提升，壽命得到延長。

2.3 空調(diào)風(fēng)道設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

2.3.1 內(nèi)撐桿優(yōu)化設(shè)計(jì)策略

從當(dāng)前市面上一些主流空調(diào)產(chǎn)品的風(fēng)道設(shè)計(jì)情況來看，其中的內(nèi)撐桿易于導(dǎo)致渦流區(qū)的形成，進(jìn)而影響換氣。同時(shí)，如風(fēng)道中進(jìn)行了高速氣流，則內(nèi)撐桿在遭受氣流劇烈沖擊的情況下，將導(dǎo)致發(fā)生震動(dòng)現(xiàn)象。針對這些情況，空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)在日后的設(shè)計(jì)研發(fā)中，考慮如何實(shí)現(xiàn)用其他技術(shù)或設(shè)備實(shí)現(xiàn)對內(nèi)撐桿的取代。

2.3.2 降低風(fēng)機(jī)能耗

通風(fēng)機(jī)在風(fēng)道系統(tǒng)中工作時(shí)必須同時(shí)滿足通風(fēng)機(jī)性能曲線與風(fēng)道特性曲線。當(dāng)計(jì)算風(fēng)道阻力時(shí)，阻力系數(shù)選用偏大，或者確定風(fēng)道阻力時(shí)，安全系數(shù)偏大，以致使設(shè)計(jì)工作點(diǎn)A的壓力大于實(shí)際工作點(diǎn)B的壓力。

2.3.3 降低進(jìn)風(fēng)阻力

從風(fēng)道進(jìn)風(fēng)阻力情況來看，其中進(jìn)風(fēng)格柵所承受的阻力為風(fēng)道所承受的進(jìn)風(fēng)阻力的五分之一。有鑒于此，空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)組織專業(yè)人員研究如何實(shí)現(xiàn)對進(jìn)風(fēng)格柵的傾斜度進(jìn)行重新設(shè)計(jì)定位，以便實(shí)現(xiàn)對風(fēng)道進(jìn)風(fēng)阻力的降低，從而使空調(diào)設(shè)備的整機(jī)風(fēng)量得到有效提升。從技術(shù)角度看，熱交換器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)劣，直接關(guān)系到風(fēng)量和阻力情況，因此，研發(fā)人員應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計(jì)熱交換器結(jié)構(gòu)。

目前對換熱器影響，主要是對流體的流動(dòng)方面，尤其是對貫流風(fēng)機(jī)進(jìn)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(diào)器，換熱器結(jié)構(gòu)形式大部分均設(shè)置為U型或V型，目的是使經(jīng)過換熱器的氣流更加均勻。

3 結(jié)語

風(fēng)道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁瑣的工作，風(fēng)道的設(shè)計(jì)如果不合理會(huì)直接影響到整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)甚至整臺空調(diào)的使用。隨著電子計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，其作用也得到廣泛的應(yīng)用，要充分的把電子計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)運(yùn)用到空調(diào)風(fēng)道制作當(dāng)中，大大提高空調(diào)的效用。

減少風(fēng)道工作的能耗量也就是調(diào)整風(fēng)道中各風(fēng)機(jī)均處于最佳工作狀態(tài)，因此要降低功耗就是配套風(fēng)機(jī)最優(yōu)工作點(diǎn)的研究探索過程。希望本文的論述能為相關(guān)的工作人員提供更多的參考和借鑒。

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（作者單位：甘肅中興盛鼎工程建筑有限公司）