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[摘 要]随着我国人民生活水平的不断提高，空调已逐步成为百姓生活的主要家用电器之一，为了提高空调产业的水准，各大空调企业对空调结构的设计进行深入研究。空调结构设计与空调的各项性能密切相关，优化空调的结构可以充分有效的提高产品性能，达到降低能耗、噪音，提高舒适度等目的。
[关键词]结构设计 能耗 降噪 产品性能
中图分类号：TB657 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0148-01
引言：随着社会的进步，空调已经成为了人们工作和生活的必需品。空调有效的提高了人们的工作以及生活环境，改善生活质量，但是随之而来，空调的能耗、大气污染、噪音污染等问题也成为了社会普遍关注的问题。为了有效控制其对节能环保所起到得消极作用，在我国各级的空调标准中，节能效果、降噪控制均成为空调质量的重要指标，指导着空调行业的可持续发展。
优化空调结构设计的重要性
由于早期空调技术的不成熟，高耗能、高噪音、加剧温室效应等各种负面信息均被标识在空调上，制约着空调行业的可持续发展。因此世界各国就空提的能耗、噪音等问题，相继出台了各种法规和行业标准，使空调企业在设计和生产方面不断优化空调性能。影响空调性能的因素很多，如制冷系统中压缩机、换热器、毛细管、制冷剂的数量等，又如送风系统中的风轮风叶、风机、出风口等，想要提升空调的节能效果，一定要综合考虑各种因素，在维持生产成本的同时，优化空调结构，全面提高产品性能。
一、制冷系统的结构优化研究
家用空调的制冷系统主要包括压缩机、换热器、毛细管、制冷剂等部件，通过对制冷系统中的零部件结构的优化，可以使产品在能耗方面得到较为显著的提升效果，其次还能在降噪、使用寿命等方面有积极的作用。
（一）压缩机的结构优化
壓缩机是空调组成部分中的核心，其性能对空调的制冷能力产生直接影响。目前由于旋转式压缩机的压缩具有效率高、体积小、重量轻、平衡性能好、噪音低和耗电量小等优点，被广泛使用于家用空调中，具体可分为变频和定频压缩机。变频压缩机的节能效果较定频压缩机有着显著的优势，但由于其对制造工艺的要求和成本均比定频压缩机要高出一截，因此对于压缩机的优化，目前最需要的是从制造工艺方面入手，提高制造精度，降低制造成本，使变频压缩机更加普及乃至替代掉传统的定频压缩机，促进空调行业往节能的方向迈进。
（二）换热器的结构优化
换热器是空调的重要组成部分，其材质、形状、结构、尺寸等均会对空调的性能有直接的影响。从节能的角度来看，加大换热器可以起到提高空调能效比的效果，但是相应的也会提高了换热器的成本和整机的能耗，而在不增加换热器尺寸的前提下，我们可以通过以下方式对换热器进行优化。
一是优化换热器本身的结构：家用空调中的换热器多为管翅式换热器，其翅片形式丰富多样，如平直型、波纹型、百叶窗型等，形式不同的翅片各有特点，有的工艺简便，有的成本低廉，有的换热面积大，有的空气阻力小，因此在优化换热器结构时要根据实际的优化方向，更换相对应的翅片形式；此外，随着板翅式换热器（平行流）的逐渐普及，其结构紧凑、换热效率高的特点也越来越得到认可，在优化换热器时可以适当考虑该结构的换热器。
二是调整换热器在整机中的结构位置：换热器在整机中的位置是有讲究的，特别是它与风轮风叶的距离，距离过小则负压腔的空间不足，会影响风量、增加噪音，而且空气流会集中在靠近风轮风叶的区域，使得经过换热器的气流不均匀，降低换热器的换热效率；距离过大则会对风机造成额外的消耗，并加大了空调的整体体积，增加了制造成本，所以设计时要平衡好性能和成本两个方面，通过实验验证换热器的最佳位置。
二、送风系统的结构优化研究
在人们的日常生活和工作中，环境的舒适度越来越受到关注，空调调节室内温湿度的功能可以为人们带来舒适的环境，但如何进一步提高其舒适度，则更多的需要从送风系统入手进行研究。空调的送风系统主要包括风机、风轮、风道以及出风口等部件，优化送风系统的结构，可以在舒适度、降噪等方面对空调性能进行提升，其次对空调能耗也能造成一定的影响。
（一）风轮的结构优化
关于风轮的优化，通常可以从其尺寸和形状方面进行考虑。在空间允许的情况下，增加风轮的尺寸是最直接的增加循环风量、提升空调制冷量的手段；或是以此降低风轮转速，达到降噪的目的。但事实上对于批量生产的空调产品，其空间利用率一般都会达到较高的程度，风轮的尺寸已经接近极限，此时则可以从风轮的叶片形状方面入手，结合风轮的转速、材质等因素进行综合分析，通过软件模拟、手板实测等方式确定风轮的最终形状。
（二）风道结构的优化
对于挂壁式空调内机常用的贯流风道和落地式空调内机常用的离心风道的结构优化，一般可以从蜗壳和蜗舌两方面进行研究分析。蜗壳的结构优化主要是要保证其光顺度，由于风道中空气流速较快，蜗壳中由于设计不当或者工艺不精造成的内支撑或者台阶、凹槽等都会在风道中形成涡流，增加了能耗，也加剧空气震动，增加噪音，因此对蜗壳的优化应该着重检查其光顺度，保证气流顺畅。蜗舌的结构优化则需要根据产品的实际情况进行调整，在一般情况下，减少蜗舌与风轮的距离、减少蜗舌圆角可以提高风量，但噪音会有所增加；相反地，适当增加蜗舌与风轮的距离、加大蜗舌圆角可以降低噪音，但风量也会相应减少；而对于阶梯式蜗舌，其降噪效果虽然明显，但其对风量的影响也较大。因此对于蜗舌结构的优化，要根据产品的实际情况在风量、噪音和风机功率等方面进行衡量，方可得出最佳的优化方案。
（三）出风口的结构优化
出风口的结构优化主要是对导风叶片的改进。首先，在优化时应优先保证导风叶片光顺流畅，以确保其工作时的风阻和噪音不至于过大。其次，导风叶片的摆风角度应符合人们的使用要求，对于可调节角度的导风叶片，在保证纵向和横向的摆风角度足够后，还可以考虑通过叶片把风力集中在一处，形成空气射流，使得冷/热风能传递得更远，同样的也可以通过叶片把风力扩散开来，使得室内的气温更加均匀，也避免了强吹风给人体带来的不适感。
三、结语
随着社会的不断发展，当前空调已经成为了人们日常工作和生活的必需电器，因此空调的能耗、噪音、舒适度等问题也越来越受到社会的关注。空调行业想要保持可持续发展，需要综合考虑每一款空调的定位、成本、性能、工艺、质量等多方面的因素，对空调进行从局部到整体的结构优化，以达到提高产品性能的目的。
参考文献：
[1]张远威.空调结构设计对提高产品性能的影响[J].科技视界，2014，（35）：106-106，184.DOI：10.3969/j.issn.2095-2457.2014.35.081.
[2]龙剑秋.空调结构设计对提高产品性能的影响[J].科技经济市场，2014，（5）：79-80.DOI：10.3969/j.issn.1009-3788.2014.05.055.
[3]熊立贵.优化空调结构设计、提高产品性能研究[J].日用电器，2012，（6）：41-44.DOI：10.3969/j.issn.1673-6079.2012.06.012.
[4]张志明.空调结构设计对提高产品性能的影响[J].科技视界，2015，（15）：77，291.
[关键词]结构设计 能耗 降噪 产品性能
中图分类号：TB657 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0148-01
引言：随着社会的进步，空调已经成为了人们工作和生活的必需品。空调有效的提高了人们的工作以及生活环境，改善生活质量，但是随之而来，空调的能耗、大气污染、噪音污染等问题也成为了社会普遍关注的问题。为了有效控制其对节能环保所起到得消极作用，在我国各级的空调标准中，节能效果、降噪控制均成为空调质量的重要指标，指导着空调行业的可持续发展。
优化空调结构设计的重要性
由于早期空调技术的不成熟，高耗能、高噪音、加剧温室效应等各种负面信息均被标识在空调上，制约着空调行业的可持续发展。因此世界各国就空提的能耗、噪音等问题，相继出台了各种法规和行业标准，使空调企业在设计和生产方面不断优化空调性能。影响空调性能的因素很多，如制冷系统中压缩机、换热器、毛细管、制冷剂的数量等，又如送风系统中的风轮风叶、风机、出风口等，想要提升空调的节能效果，一定要综合考虑各种因素，在维持生产成本的同时，优化空调结构，全面提高产品性能。
一、制冷系统的结构优化研究
家用空调的制冷系统主要包括压缩机、换热器、毛细管、制冷剂等部件，通过对制冷系统中的零部件结构的优化，可以使产品在能耗方面得到较为显著的提升效果，其次还能在降噪、使用寿命等方面有积极的作用。
（一）压缩机的结构优化
壓缩机是空调组成部分中的核心，其性能对空调的制冷能力产生直接影响。目前由于旋转式压缩机的压缩具有效率高、体积小、重量轻、平衡性能好、噪音低和耗电量小等优点，被广泛使用于家用空调中，具体可分为变频和定频压缩机。变频压缩机的节能效果较定频压缩机有着显著的优势，但由于其对制造工艺的要求和成本均比定频压缩机要高出一截，因此对于压缩机的优化，目前最需要的是从制造工艺方面入手，提高制造精度，降低制造成本，使变频压缩机更加普及乃至替代掉传统的定频压缩机，促进空调行业往节能的方向迈进。
（二）换热器的结构优化
换热器是空调的重要组成部分，其材质、形状、结构、尺寸等均会对空调的性能有直接的影响。从节能的角度来看，加大换热器可以起到提高空调能效比的效果，但是相应的也会提高了换热器的成本和整机的能耗，而在不增加换热器尺寸的前提下，我们可以通过以下方式对换热器进行优化。
一是优化换热器本身的结构：家用空调中的换热器多为管翅式换热器，其翅片形式丰富多样，如平直型、波纹型、百叶窗型等，形式不同的翅片各有特点，有的工艺简便，有的成本低廉，有的换热面积大，有的空气阻力小，因此在优化换热器结构时要根据实际的优化方向，更换相对应的翅片形式；此外，随着板翅式换热器（平行流）的逐渐普及，其结构紧凑、换热效率高的特点也越来越得到认可，在优化换热器时可以适当考虑该结构的换热器。
二是调整换热器在整机中的结构位置：换热器在整机中的位置是有讲究的，特别是它与风轮风叶的距离，距离过小则负压腔的空间不足，会影响风量、增加噪音，而且空气流会集中在靠近风轮风叶的区域，使得经过换热器的气流不均匀，降低换热器的换热效率；距离过大则会对风机造成额外的消耗，并加大了空调的整体体积，增加了制造成本，所以设计时要平衡好性能和成本两个方面，通过实验验证换热器的最佳位置。
二、送风系统的结构优化研究
在人们的日常生活和工作中，环境的舒适度越来越受到关注，空调调节室内温湿度的功能可以为人们带来舒适的环境，但如何进一步提高其舒适度，则更多的需要从送风系统入手进行研究。空调的送风系统主要包括风机、风轮、风道以及出风口等部件，优化送风系统的结构，可以在舒适度、降噪等方面对空调性能进行提升，其次对空调能耗也能造成一定的影响。
（一）风轮的结构优化
关于风轮的优化，通常可以从其尺寸和形状方面进行考虑。在空间允许的情况下，增加风轮的尺寸是最直接的增加循环风量、提升空调制冷量的手段；或是以此降低风轮转速，达到降噪的目的。但事实上对于批量生产的空调产品，其空间利用率一般都会达到较高的程度，风轮的尺寸已经接近极限，此时则可以从风轮的叶片形状方面入手，结合风轮的转速、材质等因素进行综合分析，通过软件模拟、手板实测等方式确定风轮的最终形状。
（二）风道结构的优化
对于挂壁式空调内机常用的贯流风道和落地式空调内机常用的离心风道的结构优化，一般可以从蜗壳和蜗舌两方面进行研究分析。蜗壳的结构优化主要是要保证其光顺度，由于风道中空气流速较快，蜗壳中由于设计不当或者工艺不精造成的内支撑或者台阶、凹槽等都会在风道中形成涡流，增加了能耗，也加剧空气震动，增加噪音，因此对蜗壳的优化应该着重检查其光顺度，保证气流顺畅。蜗舌的结构优化则需要根据产品的实际情况进行调整，在一般情况下，减少蜗舌与风轮的距离、减少蜗舌圆角可以提高风量，但噪音会有所增加；相反地，适当增加蜗舌与风轮的距离、加大蜗舌圆角可以降低噪音，但风量也会相应减少；而对于阶梯式蜗舌，其降噪效果虽然明显，但其对风量的影响也较大。因此对于蜗舌结构的优化，要根据产品的实际情况在风量、噪音和风机功率等方面进行衡量，方可得出最佳的优化方案。
（三）出风口的结构优化
出风口的结构优化主要是对导风叶片的改进。首先，在优化时应优先保证导风叶片光顺流畅，以确保其工作时的风阻和噪音不至于过大。其次，导风叶片的摆风角度应符合人们的使用要求，对于可调节角度的导风叶片，在保证纵向和横向的摆风角度足够后，还可以考虑通过叶片把风力集中在一处，形成空气射流，使得冷/热风能传递得更远，同样的也可以通过叶片把风力扩散开来，使得室内的气温更加均匀，也避免了强吹风给人体带来的不适感。
三、结语
随着社会的不断发展，当前空调已经成为了人们日常工作和生活的必需电器，因此空调的能耗、噪音、舒适度等问题也越来越受到社会的关注。空调行业想要保持可持续发展，需要综合考虑每一款空调的定位、成本、性能、工艺、质量等多方面的因素，对空调进行从局部到整体的结构优化，以达到提高产品性能的目的。
参考文献：
[1]张远威.空调结构设计对提高产品性能的影响[J].科技视界，2014，（35）：106-106，184.DOI：10.3969/j.issn.2095-2457.2014.35.081.
[2]龙剑秋.空调结构设计对提高产品性能的影响[J].科技经济市场，2014，（5）：79-80.DOI：10.3969/j.issn.1009-3788.2014.05.055.
[3]熊立贵.优化空调结构设计、提高产品性能研究[J].日用电器，2012，（6）：41-44.DOI：10.3969/j.issn.1673-6079.2012.06.012.
[4]张志明.空调结构设计对提高产品性能的影响[J].科技视界，2015，（15）：77，291.