浅析家用空调制冷系统的优化设计

在日益激烈的市场竞争中，各个企业面对的压力也越来越大，要想在市场竞争中取得优势，就必须要有自己独特的生产技术，家用空调生产厂家也不例外。所以，对家用空调制冷系统的优化设计就显得尤为必要。

1、制冷系统的概念

在设计产品时，对于那些参数的设定，我们可以有不同的选择。但是，要想使生产出来的产品能够更好地为人们所使用，在设计的过程中，应把最好的设计方案作为设计的最终方案，而这个最好的方案的确定过程通常被叫做优化。家用空调作为现今使用较为广泛的家电来说，其性能的优化设计是一个具有普遍意义的项目。对家用空调的优化设计通常表现在生产成本的降低、能效比的提高、噪音的减小及外形尺寸的精简等方面，以此达到更加环保、节能及使用舒适度增加的作用。从优化设计的表现及作用来看，对制冷空调进行优化设计后，可以降低企业的生产成本，提高其经济效益。

2、优化制冷系统设计

2.1优化制冷系统设计的具体要求

对制冷系统进行优化设计要有明确的设计要求，不能和盘托出，什么都涉及一点，导致最后什么都没有设计好。优化设计之后对制冷器来说要符合制冷器的技术要求及工作性能，满足工作的安全性、可靠性、舒适性、经济性等条件，设计不能不符合实际的工作状况；同时，在设计时要考虑各部件在运行当中的状态是否符合要求，不能超过部件的额定工作指标，也不能太低与额定功率，否则达不到制冷效果；当然还有一点就是，除选定需要优化的部件参数之外，其他参数不可做太大的改动，避免出现太大的偏差。优化后的制冷系统要能够在正常的电压条件下工作，符合人们的实际需要，并在此基础上尽可能的实现节能、环保。

2.2优化制冷系统的任务

要想对家用空调进行优化设计，就应当明确其设计的任务，有目标的去改进，这样才能达到更好地效果。对空调进行优化之后，使其各个参数更加的舒适、安全和经济，让其的市场竞争力更强。空调的优化设计，关键在于对各个型号的整机进行优化，确定技术指标，进一步明确技术参数。其中包括压缩机的具体型号的确定：冷凝器、蒸发器的流程和结构的具体参数，如对制冷剂的具体流向、分路方案、内壁选择的结构、传热管直径的大小、翅片选择的片型、翅片的片距以及翅片表面的物理和化学性能的确定等等；循环风量，如对电机的转速及功率进行优化，对叶轮的一些参数进行适当的改进等，通过这些来优化循环风量的大小及循环周期；节流装置：如对毛细管的长度、直径、布置方式和数量等进行优化：制冷剂的充注量：合理控制制冷剂的充注量，达到既满足制冷要求，又不至于出现制冷剂不足，使空调推动原来的制冷作用及制冷剂过量，出现制冷剂泄漏等问题。从优化的项目可以看出，对空调系统进行优化，是为了尽可能的减少空调系统资源的的浪费，提高资源的利用率，达到节能的目的。

3、优化制冷系统设计的具体程序

对制冷系统进行优化设计时，要明确其设计的具体程序，对设计的每个步骤严格把关，真正做到提高系统的性能参数，增加制冷系统的实用性、经济性。

3.1室内、外侧循环风量的优化

由于室内、室外的环境不同，机组在这两环境中的工作状况也不同。所以，如若要实现空调系统的正常、合理运行，就应当考虑不同因素导致的不同运行状态，对室内、室外的循环风量进行优化。制冷系统在正常的工作情况下，如果想要调节室内、室外的风机转速，则应根据噪声指标确定。要想机组能够高效运行，应由噪声的指标来调节，使得在工作时不会超过噪音的规定范围。一般情况下，当室内、室外的风机转速为1dB(A)时，其运行速度最高，所以应在此情况下确定循环风量为极限的循环风量。

3.2蒸发器的优化

蒸发器是制冷装置中不可或缺的部件，它是利用液态低温的制冷剂在低温下易蒸发的特性，而转变为蒸气，通过管道的连接，将蒸气输送到需要冷凝的部位，并吸收被冷却介质的热量，完成制冷效果。蒸发器可根据被冷却介质的不同可分为冷却液体载冷剂的蒸发器和冷却空气的蒸发器，不同的蒸发器其内的组成部件不同，在对其设计时需要有不同的优化措施。蒸发器主要是由铝翅片和铜管组成的，翅片一般分为波纹片和桥片。在换热能力方面，桥片的换热能力比波纹片高，但是它们的厚度一般是0.095~0.1mm为较好的。翅片在制冷工作时常常会在表面形成冷凝水而影响蒸发器的正常工作，所以为防止这种情况的出现，在它的表面会覆盖一层亲水膜，起到保护的作用。要确定蒸发器的结构，还有一个重点就是选择铜管的种类。铜管主要分为内螺纹管和光管两种，这两种管的尺寸大致相同，主要的区别在于内螺纹管的换热能力比光管的强。通过分析，要想提高换热能力，将螺纹管和桥片配合使用能够达到很好的效果，可以朝着这一方向对蒸发器进行优化设计。当然，在设计中仍然要合理选取参数，使蒸发器在额定工作状态下，达到最佳换热效果。

3.3冷凝器的优化

制冷空调系统的另一部件是冷凝器。冷凝器的冷却介质为空气，是将管内的液体直接与管外的空气强制进行热交换，使得空气的温度降低。冷凝器也叫做室外热交换器，通过高压设备将空调压缩机中排出的高温高压气体，经过铜管和铝箔片散热冷却，同时采用风冷式降温，使制冷剂在冷却凝结过程中，压力保持不变，仅温度降低。由此把气体转化为液体，为循环制冷做出重要的一个步骤。和蒸发器类似，冷凝器也是由铝翅片和铜管组成。冷凝器一般是在室外使用，由于室外环境多变，灰尘多，常常会出现冷凝器因为表面灰尘等杂质太多出现换热能力减弱的情况，影响空调器的正常工作。所以在选择翅片时要考虑到其是否容易积灰。铜管的选择也是需要引起重视的，一般选用直径为59mm的内螺纹铜管。如果选用的铜管直径过小，将会使冷凝器的冷凝压力增加，减低冷凝器的传热能力，不利于制冷器的制冷。一些设计者为了在这种情况下提高其制冷能力，就在压缩机上下功夫，使用功率大的压缩机，但是我们知道，这样做虽然制冷能力上去了，可是能耗也相应的增加了不少，不利于节能环保政策的实施。所以对冷凝器进行优化设计，可以通过调节冷凝器中部的制冷温度值、冷凝器出口处的液态制冷剂温度值、冷凝器入口处的气态制冷剂温度值等，使冷凝器在额定工作状态下达到最佳的换热效果。相应的要配比压缩机的型号，使之在不影响自身工作效率的情况下，配合冷凝器进行正常的工作。

4、结语

在现今经济快速发展的背景下，人们对空调不但是在使用的舒适度上有要求，其对环境的影响力及对家中电源的消耗度也有着一定的要求，所以，现今的空调制造商在设计生产中不能只停留在传统意义上的空调加工生产，要适应时代的需要，提高家用空调的性能，这样才能在激烈的市场竞争中取得优势，实现可持续发展。对家用空调系统进行优化设计能够很好地实现这一期望。设计人员综合考虑空调系统的各方面性能，合理选择设计参数，在换热性能、制冷能力、工作平稳度等方面加以提升，完善空调制冷系统，实现家用空调系统整体性能的提高，满足人们的使用需求。