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新形势下空调结构设计及创新方向

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摘要:随着我国社会经济的发展以及人们生活水平的提高，空调逐渐进入了千家万户成为夏日必不可少的家用电器，同时空调的结构设计要求也越来越高，不断提升空调产品的性能、降低功耗提升市场竞争力。本文在分析空调机械结构设计原则的基础上，并对空调未来创新发展方向上加以阐述。

关键词：空调结构设计；机械结构；问题分析；创新设计

空调的使用给人们的生活和工作带来了较舒适的环境，也带来较高的耗能。在响应国家节能减排的号召下，空调的节能成为国家环保工作的重要项目之一。就目前的空调高能耗来说，需要提升制冷技术，优化结构设计，从而提升产品能效，提高能源转化利用效率，所以，需要在空调机械结构设计的过程中利用一些新的技术，以便让空调的使用结构设计更为合理，更加减耗环保，进一步促进空调行业符合我国现代绿色工业可持续发展的战略目标。

一、空调机械机构设计的主要原则

1.1经济性原则

工程的预算或产品的售价都有成本管控，这就要求设计方案能够在限定的成本中达到最好的效果，在进行方案的经济性比较时，需要在相同的参数的需求下比较不同方案，要考虑相同物料等设备因素进行比较，对方案的经济性进行分析考虑。同时在设计方案过程中也要综合考虑售中、售后的经济性，例如：用电设备增容费，安装人工费，调试费，日常管理维护费用，售后更换费用等。需要将各种费用综合评估在内，做出的设计方案才是一份完善的设计方案。行业内的评估经济性是根据产品的性价比来进行预算预估，即单元价格内产品的制冷（暖）量来评价该产品的经济性。经济性作为产品畅销重要因数，在设计空调时需要多方考虑。

1.2实用性原则

机械结构的设计必须以产品的实用性为基础，设计时要避免零部件的加工复杂性，产品材料多样性，结构设计的零部件以产品的功能为导向，满足实用功能。以用户需求为导向，避免过多的定制零件或特殊材质的使用。如室外机统一采用钣金加强刚性，外观喷涂加强防腐，既加强外壳强度又能避免外观氧化腐蚀。如楼宇控制系统或者终端显示操作系统，避免过度的复杂，要简洁亲民，让终端用户能很轻松操作使用。同时设计方案需要符合相关认证、法律法规要求，出口产品更要考虑到相关的国家的文化和生活习惯，如沙中东需要高静压大风量产品，美国需要方便安装简单产品，欧盟需要高能效环保产品，所以我们设计的产品要贴合市场，接地气，实用为主，避免过多的花里胡哨，这些都是设计方案的实用性需要考虑的。

1.3差异化特殊开发原则

不同的地域对空调又不同需求，设计通用化的产品占领主打市场外，我们也要开发特殊性差异化产品。我国气候差别极大，最北和最南端日常温差非常，南方区域重点考虑空调的制冷需求，在换热器结构设计时采用逆流形式换热，从而保证制冷效率高；反之北方则偏重于空调制热需求，在换热器结构设计时采用顺流形式换热，加以辅热装置满足极北地区需求；对于极端如零下数十度要制热，或高温四十多度要制冷，我们可以针对这种地区开发多级压缩产品，应对这种极端天气的地区。还有各地区环境差别也对产品寿命影响较大，沿海等地区湿热且盐分高，极易氧化空调设备零部件；工业厂房区域，空气含有较高酸性，容易腐蚀设备；沙尘地区容易堵塞换热器，导致异常换热；所以在产品结构设计过程中就必须要考虑这些因素，选用对应的特殊材质或保护手段来提前预防，提升产品的可靠性，保证产品寿命。

1.4安全性原则

在空调的设计的安全方案性方面需要从防火防电、易燃易爆、人员安全等方面进行考虑，目前各个国家针对空调设备都有专门的安规要求，在空调设计结构设计中，产品安全性要排在首位。在开发过程中要考虑到产品的本身的安全，如防电、防火结构设计等，也要考虑外部如虫、鼠等生物导致电气安全问题，设计隔离防护结构，从而避免人员受到伤害。

二、新形势下空调结构设计的创新方向

2.1节能高效化

空调作为耗电大户，节能高效一直作为产品发展方向，国标能效升级要求行业产品整体提效换代。设计开发需要从产品的关系核心零件部件进行提升。压缩机，空调内部动力核心部件，压缩机结构设计的好坏直接影响到空调产品的能效和使用寿命。家用空调的压缩机一般都为旋转式的压缩机，压缩机结构的改进从电机的设计出发，采用效率较高的电机，在内部结构的设计方面，可以将气阀放置到较低的位置，有效降低吸排气压的损失，从而提升压缩机能效。电机和风机，为空调外部动力核心部件，将电能转化成风能，产品设计时选用高效直流电机，风叶采用仿生叶型，提升能源利用率。换热器和制冷剂,空调部件热交换核心部件，换热器结构设计，主要围绕提高换热器的热交换效率，减少换热器交换过程中热能消耗，通过有限元分析，仿真空气在空调内部流场，合理布局换热器迎风面与风机送风角度和距离，能有效提升热交换面积。换热器内