简述家用空调的结构设计

简述家用空调的结构设计

周树辉

周树辉

广东威灵电机制造有限公司528311

摘要:改革开放以来，我国社会经济获得了巨大的发展,人民的生活水平也得到了大幅度的提高,以空调为代表的一系列的家用电器开始走进了千家万户。而且,随着科学技术的快速进步,家用空调的结构设计也发生的很大的变化,极富现代化的意味。本文就现阶段家用空调的结构设计进行了浅显的探讨,介绍了一些相关的设计方法。

关键词:家用空调;结构设计;

引用：进入新世纪以来，在世界领域内,家用电器爆发了一场“技术革命"，尤其是在家用空调方面，各类新型设计层出不穷，极大地提高了其使用效能。值得欣喜的是,我国在这一领域并没有落在国际先进水平的后面，在近年来也取得了一系列的重要成果。

一、现代家用空调设计的特点

家用空调诞生于上个世界五六十年代,受当时的科技条件限制,家用空调存在有体积庞大.内部结构复杂、能量消耗多等缺点,已经难以满足人们日益增长的物质需要。在第三次科学技术革命爆发后,信息化技术异军突起,已经全面的向家用电器领域渗透。尤其在家用空调方面，近年来也取得了多项技术突破,推动了空调行业快速走向现代化，这些富有浓郁现代化意味的变化在空调设计领域表现的尤为明显。简单来说,现代化的家用空调结构设计普遍具有以下几个特点

1.1节能化

我国空调安装的总数非常庞大,同时增长速度也特别快,如此众多的空调每年消耗数十亿度电。据有关数据显示,我国空调的总安装量达数千万台,如此庞大的安装数量每年需要消耗数以十亿千瓦的电能,加剧了我国的能源负担。因此，如何优化空调结构设计,尽可能的减少能源消耗，成了空调设计制造部门研究的核心话题。就近几年的情况来看,我国在家用空调领域连续取得了令人瞩目的技术进步，尤其在节能技术开发应用上面,还走到了世界的前列。在科技进步的强力支撑下,我国家用空调的结构设计开始步入节能化阶段,而且取得了可喜的成就。根据调查,节能型空调的耗电量比传统型空调可以节约约18%的电能,而且还有进-步提升的空间。这相当于新建几座水电站,相当于上千万吨标准煤的发电量。将节约的电能用作工业生产，就可以创造更多的社会财富。而且，2010年以后，我国提出了“绿色GDP"的概念,着力建立节约型社会,而节能型空调结构设计不仅符合了这一时代的潮流，而且也体现了“低碳生活”,同时也符合了可持续发展的要求。

1.2小型化

传统结构的空调由于内部的零部件数量多、体积大、结构复杂，导致空调的体积相当大，用“啥大笨粗”来形容最恰当不过了。体积大不仅给空调的安装维护带来麻烦,而且还要占用不小的“一寸空间一寸金”的住房空间。为了解决这个缺点,借助于科技进步,空调设计人员开始逐步走向小型化的设计道路。也就是说，利用新材料、新工艺大幅度的缩小家用空调的零部件,同时大幅度的优化控制系统,在整体设计上尽可能的实现紧凑化，从而达到有效缩小家用空调体积的目的。据有人员称，现代化的家用空调的体积仅为传统型的三分之一,而等条件下的效能却比后者多出近50%。

1.3模块化

家用空调一般由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、排气风扇和机壳等部分构成。受制于零部件加工材料的性能有限,家用空调的结构设计-般十分复杂,各种横七竖八的管线.密布的阀门，部件之间繁杂的联接使得其结构显得极为紊乱。这不仅给家用空调的设计.生产带了非常不利的影响,而且对空调的日常检修维护来说无疑是一场“噩梦”。如果是一场噩梦,那就尽快让它醒来吧!模块化设计方法的发明和应用就成了唤醒这场“噩梦”的“马太福音”。所谓模块化设计，就是将空调整体分解为若千个不同的子系统,对每-一个子系统分别进行设计,使这些子系统各自具有不同的功能,然后再将各个子系统组装,从而形成具有完全功能的家用空调系统。这种设计方法类似于“摆积木”，即将各个子系统“堆积”起来成为总的功能系统。这种设计理念不仅大大降低了现代化家用空调的设计难度,而且更利于大规模生产,同时还非常方便检修(只需对损坏的模块进行检修或更换即可)。

二、现阶段我国空调设计存在的一些不足

2.1新材料应用范围狭窄

虽然我国在现代化家用空调结构设计上的进步有目共睹,但相对于国外先进技术,我国在整体上仍然处于相对落后状态。特别在新材料的开发和应用方面更是落后了一大截。根据权威部门的统计数据,国外先进技术的家用空调的新材料综合使用率已经高达70%,而我国只有区区的30%。当然，造成这种结果的因素不仅仅是新材料开发上的落后,还在于应用新材料的态度上。就目前来看,我国家用空调的结构设计在使用新材料方面采取的是保守姿态,仅仅在很小的范围内使用,故而在客观上限制了我国空调结构设计的进步。

2.2制冷剂性能不高

目前为止，我国空调生产使用的制冷剂主要包括含氢氯氟烃、氟利昂以及哈龙等,其中尤以氟利昂为主。氟利昂是氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称,以二氣二氟甲烷为主,常温下为无色无味液体，熔点为一158C，沸点为一29.8C，因其低毒、不易燃烧、不易发生爆炸反应且不易分解而非常适合作制冷剂,主要类型包括有R12、R22、R502、R123、R134a等。这种制冷剂制冷效果并不高,在我国已经使用了近半个世纪,早已“垂垂老矣”,同时它还是臭氧空洞的“罪魁祸首",而且已经没有进一步开发的空间,也不能适应现代化空调的设计要求了。2.3压缩机性能不高

压缩机是家用空调实现功能的核心部件,其性能的高低直接决定了家用空调的整体性能,而压缩机性能又取决于压缩泵的性能。但是,由于受我国加工工艺的整体落后的限制,我国生产的压缩泵性能相当低劣,其表现在压缩压力小、泵体容易出现裂缝、压缩工作效能低等一系列缺点,根本不能作为现代化空调的“心脏”来使用，因此不得不依赖进口设备。但进口的毕竟不是自己的，而且还会受到国外的技术控制,因此极大地限制了我国家用空调的结构设计发展,降低了产品的竞争力。

三、提高家用空调设计的方法

3.1加大新材料的开发和应用力度

随着材料技术尤其是高分子材料技术、合成材料的高速发展,极大地优化了家用空调的结构设计。对于应用了大量新材料的家用空调来说,可以获得很多好处,例如可以在满足空调零部件性能的情况下，可以大大增强零部件的硬度、耐腐蚀性.耐高温性，同时还极大地减轻了零部件的质量和体积,从而使空调整体的结构设计得到改善，“傻大笨粗”的旧有面貌也就-去不复返了。况且,传统的钢制和塑料结构的零部件已经很难满足现代化家用空调的结构设计发展了。因此,相关企业必须投入足够的资金和技术,加大新材料的开发和应用力度,尽快使家用空调结构设计水平赶上国际先进水准。

3.2开发新型制冷剂

我国在这方面已经取得了阶段性成果,-种全新的制冷剂已经问世一丙烷。丙烷,无色无味气体,熔点为为一187.6C,沸点为为一42.1C,相对温差为145.5C,大于氟利昂的相对温差128.2C。也就是说，在同等条件下，丙烷的制冷效果要好于氟利昂若采用这种制冷剂,就可以有效缩小空调传热系统的体积，简化传热结构,从而大幅优化空调传热系统的结构设计。目前，相关技术已经达到了实用化标准,我国已经建立了丙烷型空调生产线，并在数年内逐步取代含氟空调。

3.3采用信息化的空调控制

信息化的空调控制技术主要指的是变频技术。所谓变频技术，就是空调能够感知外部环境的温度变化，从而能够自主的调节自身的工作状态。这种技术不仅能够很好地适合家用空调结构设计的优化需求,还能节约不少的能源。

结束语：

另外,国家还要投入必要的资源尽快提高我国压缩泵的生产工艺，改变我国在这方面受制于人的不利局面,从而提高我国家用空调结构设计水平。

参考文献：

[1]林枫扬.有关家用空调的一些基本概念2017

[2]王亮冬.家用空调的工作原理及安装注意事项2016

[3]朱兰.塑料抗静电技术在家用空调中的应用研究2017