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浅谈空调室内机风道系统结构优化措施

时间:2016-07-11  作者:佚名

论文摘要】空调器的性能指标不仅受到制冷系统的影响,同时也会因结构设计的优劣而改变,而风道系统的优化对提升产品的性能尤其明显,其好坏直接影响到空调器的换热性能、送风的效果等。通过改变风道结构、尺寸以及与风机的匹配关系,并对换热器结构进行优化,可提高室内机的循环风量,降低风机功耗,提高换热效率,进而实现提升产品性能的目的。

【关键词】空调优化;风道系统;性能;措施

0 前言

近年来,为了保护地球环境,在整个产业链中节约能源成为了亟待解决的课题。而在家电业界,家用空调的用电占了家庭用电的 25% 左右,推进其节能化的进程刻不容缓。在推进家用空调的节能化方面,主要措施是对压缩机进行改良,但改良已迫近界限。因此优化空调结构,提高风道效率、提升换热器换热效率是提高空调的性能的重要内容。

1 空调器室内机结构系统简介

空调器室内机结构一般包括进风格栅部件、换热器部件、风道系统、出风口(框)部件等。室内机的作用是调节室内空气至舒适温度,简单地说,制冷时将空气送到冷却至低温的换热器上,降低空气温度;制热时将空气送到加热至高温的换热器上使空气升温。对于空气流来说,风机做功克服设置在进风口处的换热器及其他阻碍,带动风轮转动,将室内空气吸入空调内部,并将调好温度的空气从出风口压出至室内的各角落去。

目前市场流行的家用挂壁式空调器和落地式空调器,很大部分采用贯流风道的结构方式,本文将基于贯流风道空调器,阐述结构优化的措施,及其对提高空调器产品性能的影响。

2 优化风道系统的措施

2.1 减少进风阻力,提高换热器换热效率

空调器目前进风格栅的阻力在整个空调风机风道总阻力中约占 20% , 而过滤网的阻力仅有 5%,通过调整进风格栅的进风倾斜角度,可有效减小流体经过格栅的阻力,提高空调整机风量。而对整个空调器风道系统阻力最大的是换热器,占总阻力达到70%。所以研究换热器结构方式对风量以及阻力大小的影响,对提高空调风量和能力能效具有极大意义。

目前对于换热器影响,可以流体的流动方面,尤其是对贯流风机进气气流影响的研究较少。邓明义、孟鸣分析了直片式组合式以及圆弧形等不同结构形式换热器的优缺点。[1]陈焕新、刘起等人通过对不同结构形式的换热器室内机风道系统进行整机数值模拟,分析了换热器结构不同产生的流场的差异,流量的变化情况以及对于贯流风机风道系统的产生的影响,并通过统计流经换热器各统计面的气体流量分析换热器结构的优劣,得出了换热器的布置形式对整个风道系统的流场,尤其是对于贯流风机内流场影响较大,同时换热器距贯流风机的距离越均匀越好的结论。[2]目前市场上主流的单贯流落地式空调器,换热器结构形式大部分均设置为U型或V型,目的是使得经过换热器的气流更加均匀。代写毕业论文

而对于双排换热器,当两排的铜管和翅片完全相同时,迎风侧的换热量约占总换热量的70%,背风侧换热量只占 30% 左右[3],背风侧的换热能力没有得到充分的发挥,为了增强背风侧盘管的换热能力,可采用盘管的不对称结构设计:迎风侧翅片采用大间距的平片,背风侧采用小间距的冲缝片。采用不对称结构设计的方法,通过稍微降低盘管迎风侧的换热能力而增强背风侧换热能力,从而增强整个换热器的换热能力。不对称结构设计包括前后排翅片类型不同,翅片间距不同,铜管直径不同以及铜管类型不同以及上述方法的相互搭配等。

2.2 优化风道内部结构,提高风道效率

要提升产品的性能,优化风道系统结构是关键。在空调器室内机的流场,经过贯流风轮的风分成两部分,一部分作为主流由出风口送至室内,另一部分在贯流风轮与蜗舌之间的间隙流通,再回到贯流风轮的上游,形成贯流特有的涡流。

优化风道结构,通常即是在满足噪音要求的基础上,要尽可能地提高风量。贯流风道包括贯流风轮、蜗壳和蜗舌三部分。优化风道结构系统,主要从风轮结构及三者之间的匹配关系入手。

贯流风轮的主要结构特征为叶片厚度、数目及叶片型线:

从风轮叶片厚度上分析,由厚叶片的风轮形成偏心涡所造成的气流回流要比薄叶片的风轮转动时形成的偏心涡造成的回流量要小,所以厚叶片的贯流风机输出风量大。

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