空调风道系统结构设计

空调风道系统结构设计

林德贤

珠海格力电器股份有限公司 广东省珠海市 519000

摘要：结构设计使空调在运行时能够更经济地运行，而不会造成大量的资源消耗和环境污染。当然，这种生态不仅仅是空调表面，空调内部各方面的机械功能也不例外。每年用于人民生活的资源和产生的污染物数量是巨大的数字，如果不从根本上纠正，采用新的节能方法，将对可持续发展战略产生一定的负面影响。空调风管通过采用节能技术，可以达到节能减排的目的。

关键词：空调；风道系统；结构设计

引言

空调制冷性能使用效果的评价指标为降温能力以及温度场的均匀性，影响降温能力的因素有空调制冷量、风道内的热损失和实际制冷量。影响车内温度场的均匀性的因素有：空调的位置布置和风道出风口的布置。因此降温能力和温度的均匀性都受到风道设计的影响。

1空调制冷系统工作原理

空调设备通常包括以下部件，如空气压缩机、热交换器、通常是制冷器等:冷凝器起着重要作用。通过其工作，通过空调装置，当空调装置运行时，其内部可能产生具有低温和低压特性的制冷剂蒸汽。制冷剂蒸汽产生后，空气压缩机对其进行处理，形成过热蒸汽，由室外风扇在高温下运行，使空调冷凝器吸入室外空气，从而带走过热蒸汽的热量，将高温高压制冷剂过热蒸汽变成高压液体。此后，高压液体通过节流元件，在节流元件的节流和强制作用下，将高压液体蒸发成气体，并带走周围的热量。这时，通过室内风扇的作用，实现了室内空气换热蒸发器和蒸发器中的制冷剂。空调设备联发援对空气进行热交换处理后，通过室外悬挂的风机运行，可以将空调冷凝器吸入室外产生的空气中，带走过热蒸汽的热量，将高温高压过热制冷剂产生的气体转化为高压液体。此后，高压液体通过节流元件，在节流元件的节流和强制作用下，将高压液体蒸发成气体，并带走周围的热量。这时，通过室内风扇的作用，实现了室内空气换热蒸发器和蒸发器中的制冷剂。空调设备的联发援框架对空气进行热交换处理后，可以通过悬挂在室外的空调风扇将气体排到室外，从而实现空气对流，降低室温。

2风道设计影响因素

2.1匹配设计的影响

设计空调风管时，应考虑车身的整体布局和内部建模设计的风管情况。空调吸入器完成导向通风，完成室内装修的重要部分，其结构和形状的优劣直接影响室内装修的整体风格。确定进气分配器的基本形状后，根据从空调设备进入的空气量和选定风道的空气速度，参考车辆内部装饰要求。可以设置风管特定剖面的尺寸。

2.2风量损失的影响

风道应具有引导气流的功能，空调空气应能在该封闭通道中流动，这样它就可以根据设计的流量、流量和流速流动。如果空气管道发生泄漏，很难保证空调系统功能正常运行。此外，空气管道中的压力损失必须最小化，如果一定的压力损失和局部压力损失得不到适当控制，空气流量将会减少，噪音水平也会增加。

2.3局部压力损失的影响因素

(1)风管截面突变。风向剖面的突变会改变气流速度，产生漩涡，形成局部阻力，损失能量。(2)曲线。当空气通过曲线时，方向发生变化，主气流与墙壁分离，在某些区域产生真空，气流在区域内旋转，导致能量损失和噪音产生。(3)出水口的局部阻力。出水口速度大，断面小，阻力大。(4)进水口局部阻力。气流进入风管后，会发生方向变化和漩涡，从而产生局部阻力。各种进口形式，局部电阻测量仪辅助连接(5)。管件连接处容易产生局部压力损失和噪音，因此必须设计合理的结构。

2.4气流噪声的影响

气流内的气流噪声必须控制在可接受的范围内，为了控制气流噪声，必须控制气流内的风速。通常新鲜空气入口风速为5-6米/秒，主风管风速为5.5-8米/秒，季度风速为4-5.5米/秒，空气出口风速为4-5.5米/秒。

3空调风道系统结构设计

3.1风道设计计算

（1）风道截面面积计算风道总的送风截面面积Fo=Lo/3600Vom2；Lo-蒸发器的送风量3200m3/h；Vo-风道内冷空气的流速，取5-8m/s；经计算得：Fo=0.136m2。（2）风道的截面面积S=Fo/nm2；本文所用的空调是双侧单风向送风风道，所以n的值为2。经计算得S=0.068m2。（3）风道送风口风速的计算一般取2-5m/s。

3.2空调风道制造工艺优化策略

从当今中国空调制造企业的风道设计看。在整个生产过程中，处于世界领先地位，与欧美的一些传统空调企业相比，在生产过程方面不能让步。在某些产品的生产和部件的加工中仍然有很大的提升空间。同时，从风道的性能设计来看，这更是国内空调制造企业的特点。综上所述，作为一家空调生产企业，应重点完善生产流程，改变风道弯头角度设计，重新设计，以提高风道的性能。

3.3应用FLUENT软件进行流场模拟计算

FLUENT软件可以支持包含ICEM在内的多种网格软件，其功能是可以分析模拟复杂区域的传热现象和流体的流动。它能够用于多种网格求解，各种需求的三维计算也能用它进行分析。Fluent软件能够对多种复杂流动问题进行模拟仿真。1.先打开网格文件，选择File→Read→mesh→Display；2.指定计算区域的实际尺寸，在Gambit建立区域时没有尺寸的单位，此时应该进行确定，Y→设置成-9.81，点击scale→select→选择mm，并check，没有出现负值时方可进行下一步；3.选模选择湍流方程；4.指定边界条件和求解区域的材料，Define→Models→Boundaryconditions→inlet（入口）→在velocityinlet中选择velocity-inlet→设置初始流速为2m/s→SpecificationMethod→KandEpsilon→models→选中energyoff→设置初始温度为295k；5.在设置出口时，在Type中选择outflow，在wall-down和wall-y中都默认原来的初始温度300k；6.选择计算方式，Solution→SIMPLEC→SolutionInitialization→选择所有区域allzones开始初始化；7.开始运算RunCalculation→选择次数100次→开始计算；8.GraphicsandAnimations→Contours→Temperature→选中区域查看温度云图。

3.4进一步发展完善动态变频技术

评价一个产业的发展前景是决定发展空间的重要因素。事实上，过去空调风管的结构设计技术，进步的空间其实很小。另外，动态变频技术可以在空调风管结构设计行业中获得整体发展空间。原因是动态变频技术和信息技术紧密结合。动态变频技术的优点是，为了根据情况调整空调的具体工作方式，可以非常方便地实时访问环境温度。当其他领域，特别是计算机领域和自动化领域出现技术突破时，可以迅速将空调风管的结构设计应用到结构中，取得较高的设计效果。动态变频技术的这种优点将继续存在，没有太大的问题。只要空调风管结构设计技术在这方面保持优势，我们就有理由加强动态变频技术的开发，以确保空调风管结构设计和生产的顺利进行。

3.5降低风机能耗

风机在空气系统中运行时，风机特性曲线和空气特性曲线都必须同时满足。风管阻力计算时，阻力系数选择较大，或者在确定空气阻力时，安全系数过大，设计工作点a的压力大于实际工作点b的压力。

3.6降低进风阻力

从风道末端的阻力来看，进入样式格栅时产生的阻力是风道末端阻力的五分之一。因此，空调生产企业为了降低空气阻力，应该组织专家们研究如何实现空气格栅倾斜位置的返工，从而有效地提高整体空调机组的风量。从技术角度来看，换热器设计的优劣直接关系到风量和阻力状态，因此研发人员必须合理设计换热器设计。

结束语

空调风管系统节能设计规划问题是我国当前研究的重点。事实上，在我们的空调设计理念中，还存在一些节能问题，需要我们采取相应的措施来解决。空气系统技术具有良好的发展前景，研究空气系统节能设计是未来的必然趋势。因此，有必要对该技术进行深入的分析和研究。

参考文献

[1]张宪.公交客车空调风道结构优化设计[D].吉林大学,2019

[2]李奇德.浅谈制冷空调风道的研究及优化[J].中国高新区,2018

[3]王小青.浅谈客车空调风道结构改进[C]//.“提高旅客舒适度”学术研讨会论文集.,2018

[4]李峥杰,程力.汽车空调风道及出风口结构研究[J].科技风,2018

[5]敬文博,吴刚,范金永.空调风道设计影响因素[J].汽车实用技术,2018