空调器风道系统的研究

摘要：近年来，科学技术不断进步，人们对于生活的要求不断提升，空调成了大多数人生活中的必需品。但是空调的能耗及噪声污染问题比较严重，其中主要为空调器风道系统问题。本文介绍了空调器风道系统的设计步骤及问题，并提出了优化和改进方案。

关键词：空调器；风道系统

中图分类号：TB657.2文献标识码：A 文章编号：

前言

空调器的风道系统结构比较特殊，其流动性也比较复杂，其性能受到很多因素的影响，一直是研究者的关注焦点。空调的工作过程中，其风道系统的结构设计是非常关键的。设计良好的风道系统对空调的功能和噪声等影响都是非常大的，因此，空调器的风道系统的研究备受关注。

1.空调器风道系统研究的重要性

1.1节能减排

当今经济发展越来越重视节能减排，随着空调等家用电器的普及，节能对于空调来说非常重要。近年来国家大力实行节能减排政策，空调的能效标准已由先前的2.6提高到了现在的3.2。在空调的各部分结构中，其风道系统的设计对于空调的换热性能和送风效果等影响作用非常大。实验者通过实验证明，仅将空调的的风道结构、部分尺寸和与其他部件的匹配关系做出部分调整，优化和改进空调的风道系统，在保持空调能耗不变的条件下，空调的风量就可以提高15%，并且提高15%的能耗比。由此可见，空调器风道系统的优化可以使得空调在相同风量的条件下，有较少的能耗，在国家规定的标准下降低了生产成本。

1.2降低噪声污染

近年来，空调器在广大人民的生活中发挥了重要作用，其性能和外形等不断的改善，尽管如此，人们对于高质量的生活也有了新的要求，噪声问题越来越受到各界人士的关注。因此，要想优化空调器的性能，噪声问题必须得到足够的重视。大量的实验者研究表明，空调器风道系统运行时产生的噪声是空调器噪声的主要来源。风道系统中气流的流向、碰撞等是空调器产生噪声的主要原因，所以要想改善空调器的噪声问题，必须在保证空调器正常运行的同时，改进空调器风道系统。通过优化和改进空调器风道系统的结构，来减少空调器产生的各种噪声污染，使消费者对于低噪声的空调器更加满意。

1.3加强舒适性

近年来人们的消费观念不断改变，不断追求更高质量的生活，舒适性对于生活来说非常重要。空调器的舒适性也越来越受到人们关注，例如空调噪声问题和送风气流的均匀性等方面需要加大改善。空调器的风道系统对以上问题影响很大，所以要想得到更舒适的产品，空调器风道系统必须得到改进和优化。

2.风道系统设计步骤

因为空调器风道系统关系空调器的各项性能，所以空调器风道系统的设计必须合理。一个合理的空调器风道能够降低系统的生产成本，并且能够得到更好的运行效果。合理的空调器风道系统要按照正确的步骤进行设计。首先，要确定风道风口的部位、数量和风量；然后布置其它设备，风机等的位置区域，安置合适的送、回风管线；计算风道系统的阻力条件，然后进行风机的选择。

按照以上步骤进行设计时要注意木桶效应，要考虑到风道系统中最不利的条件作为计算基础进行设计，根据最不利的管路所允许的风量和风速来计算各段管路的尺寸。并根据计算的尺寸进行各部分阻力计算，然后选择合适的风机，最后综合各方面阻力因素确定全部的管路尺寸。

3.风道系统设计需要考虑的方面

风道系统中的管道材料比较常见，通常选用薄钢板作为风管材料。但是在大型的空调工程中，砖和混凝土材料也可以作为管道材料使用，常用于大型的体育馆、剧院等建筑中。除此之外，硬聚氯乙烯材料也是常用的管道材料，但是成本较高，用于高标准的场合。除了按照规定的步骤设计风道系统之外，还要注意其他各个方面。

3.1风管布置

风管的分布位置非常关键，在布置管道时应该尽量减少不必要的局部构件，减少支路管道的数量，同时应当减短管路的长度。合理的风管布置能够减少材料的使用，降低成本的同时还能降低系统的阻力，降低能耗。

3.2测量孔和检修孔

为了方便空调器的调解和检修，在风道系统设计时应当考虑到在关键分支节点附近设置测量孔。如果风道系统设置在高楼大厦或者地下时，在装置时应当提前考虑到测量和检修问题，人孔和检修通道非常必要。

3.3管道设计

通风钢管的弯曲部分应当安装必要的导流片，最大程度的减少阻力。当风道系统的管道其直径发生变化时，角度变化应当尽量减小：扩张角不大于20b，收缩角不大于45b。通常情况下空调器风道系统的部分管路还要注意管道的保温措施，例如冷水管、送风管以及外部的新风管等。对于管道保温材料也有相应的要求：成本低且导热能力差；吸水和耐水能力比较好且密度小；抗压强度高；易燃材料排除等。

3.道形状

空调器风道系统中的管道分为矩形管道和圆形管道。随着空调器风道系统的不断完善，近年来又出现了平椭圆形风道并得到一定的发展，一般情况下，平椭圆形风道常常被设计成椭圆形的螺线形状。其中，矩形风道的安装和拆卸都比较方便，并且易于与其他配件或者建筑设施装配，因此矩形风道的使用比较广泛。但是矩形的风道其流动阻力比较大，相比与圆形的风道，其能耗比较高。除此之外，接口处的密封性能不好，容易漏气，并且对于接头的要求和安装费用都比较高。

4.风道系统设计的配件问题

4.1能耗

在空调器风道系统设计中，要对每一段管道的阻力计算正确，否则，管道中的实际流量与之前的设计结果不一样。选用配件时，要选择阻力损失系数比较小的配件。考虑到能耗问题而选用的配件有出风管配件、输出支管、导流风门、收集器、圆维面、弯头和分离装置等配件。以上配件在空调器风道系统工作时，可以降低能耗问题，并且配件的性能对于空调器风道系统的运行有相当大的影响。

4.2经济性

空调器风道系统各配件在安装时，不仅要考虑能耗问题，更要考虑经济性问题。有些配件的性能比较好，但是成本却比较高，如果选择这类配件，空调器的经济性将受到影响。因此在设计时，性能和经济性必须两者兼顾。

4.3漏风与密封

通常来说，空调器风道系统会发生不同程度的漏风现象，而在设计风道时也分为不同的密封等级。空调器风道系统各个配件安装时，要注意风道的密封问题，应该按照方案中的密封等级来选择密封材料及配件。空调器风道系统的漏风现象非常难控制，对于空调器的正常运行效率以及能耗都有重要的影响。因此，在最初设计空调器风道系统时，就应当考虑这个问题，想方设法避免发生密封不好的情况。

4.4配件综合设计

在设计空调器风道系统时，应当进行配件的压力损失。通常来说，这部分计算比较麻烦，而且不易精准。最好的办法是在计算风道管路尺寸时不断进行假设和试算得到配件的压力损失。配件的尺寸也需要精确的计算，空调器风道系统中最理想的管路为圆形管路。

在配件尺寸选择时，最好的方式是建立一个比较完整的配件数据库。配件数据库包含大部分比较常用的优良配件，这样在空调器风道系统设计时，便于选择出最经济适用的配件，省去了假设和试算等麻烦的步骤。

5.结语

在当今生活中，空调器扮演的角色份量已毋庸置疑。因此，企业在发展空调器工业的时候，要着重优化和改进空调器的性能，最大可能的降低能源浪费现象，并且要达到人们对于生活的要求，减少噪声污染，使人们的生活更加舒适。总结来说，空调器风道系统的设计至关重要。改进风道系统设计时，要降低生产成本，减少材料浪费，在进行经济性风道系统设计的同时，综合各种因素设计出合理舒适的空调，这才是符合现代化发展的优良之策。

参考文献：

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[2]孙立群，杉山弘. 空调用贯流风扇出口处紊流及流体噪声的实验研究[J]. 流体机械. 2000(08).