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摘 要:夏季过高的室外温度会影响到分体式空调冷凝器的正常制冷循环,所产生的热量在肋片的作用下传输到室内进行空气的流通,这就严重制约了空调的制冷效果,并且还造成了能量的大量耗费,产生的冷凝水还会在扰民的前提下造成环境的污染。本文从TRIZ的基本理论分析、资源分析、物场分析和功能分析以及标准解,提出对于具体现象和问题的有效改善措施,进而实现低费用、易实现、低成本的运行状态,实现对冷凝器装置在局部的模块化改善,使得分体式空调冷凝器的散热功能有所提升,进而达到减排、节能以及改善分体式空调器的制冷效果。
关键词:TRIZ;分体式空调冷凝器;节能装置;创新设计
空调冷凝器多应用于空调的在制冷系统,实现管外空气同管内制冷液对比直接性的强制热交换,达到空气的制冷效果。冷凝器属于室外热交换器,在制冷时,由空调压缩机将高温高压砌体进行排除,然后进入冷凝器,通过铝箔片和铜管进行散热冷却。空调中一般都有轴流式的冷却风扇,通过风冷式的基本方式,在制冷剂的凝结过程中,在各项参数不变的基础上,实现气体到液体的转换。制冷剂在冷凝器内发生的热力过程,主要是通过空气的作用将压缩机中的高温过热部分带走,转换为干燥饱和剂,并在饱和压力和温度不发生改变的前提下,实现液化的过程,而当空气中的温度没有超过冷凝温度时,则可以再对已经液化的制冷剂再行冷却,直至与空气的整体温度达到一致,进而起到冷却的作用。
一、分体式空调冷凝器的应用概述
(一)应用现状
就实际应用来看,分体式空调器在家庭生活和小型的办公场所中均有应用,以实现对夏季高温的有效控制,通过空调制冷的方式,能够为人们提供良好的生活和工作环境。可是,传统的分体式空调冷凝器在运行过程中采用风冷式的运行方式,但在室外风机的作用下,并没有明显的冷凝散热效果,进而直接影响到空调器的制冷作用,使得造成了极大地能源消耗。另外,在分体式空调冷凝器的应用中,蒸发器的温度再通常状况下是低于空气露点温度的,这就会将空气中部分的水分造成凝结,进而形成冷凝水,这样就造成了冷凝水的浪费,而且在外置的过程中会直接散落在住户窗台或者人行道上,一定程度上造成了环境的污染。
(二)技术系统确定
从传统分体式空调冷凝器的具体应用现状来看,进行全新的技术创设时,需要将分体式空调冷凝器作为技术系统,然后确定具体的应用目标,在基本的系统中,制冷剂、底座、铜管、散热铝助片、保护外壳等组件。所以,在实践应用中,基于TRIZ进行分体式空调冷凝器节能装置的创新设计时,可以借助分体式空调中的冷凝水来实现整体的散热,并且能够在相对较少的运行成本下,使散热效果得到整体的提升。
二、基于TRIZ的分体式空调冷凝器节能装置的创新设计分析
(一)系统功能分析
1.系统组件
就系统内的整体运行系统而言,包括室外冷凝器的应用,以有效的实现热量移除。而整体的组件中有制冷剂、底座、铜管、散热铝助片、保护外壳等,超系统的组件还有轴流式冷却风扇、低溫自来水、灰尘、室外空气、风扇冷凝水、雨水等。如图1所示,是整体技术系统的功能模型展示。
2.系统功能弱势分析
在基本的应用中,存在设计同实际之间的误差,在一定程度上影响到系统组
件功能的发展和运行,出现了系统组件肋片在传播过程出现热量传递能力不足的现象,而且系统组件肋片表面所积落的灰尘在应用中会影响到热量的辐射现象,进而在空气中使得一定的有害物质产生。另外,超系统组件中的铜管和肋片出现灰尘存储时,形成的垢层会在制冷剂进行热能传递的过程中,造成有抑制作用的有害气体产生。
在具体应用中,蒸发器的室内换热表面所产生的冷凝水在运行过程中会直接排入整体环境,而并没有得到充分有效的利用,一定程度上造成能源的浪费现象,而且还会影响到超系统资源的正常运行,蒸发器所产生的冷凝水会通过管线收集以及存储到冷凝器肋片的上部,通过布水器和海绵虹吸现象使得自身的重力有所加强,进而使低温状态下的冷凝水以膜状的形式在肋片表面流过,造成局部环境出现低温状况,然后通过制冷剂进行热量的传导实现一定程度的蒸发,达到对高温进行控制的目的,这样的状态下如果出现冷凝水量的不足问题时,一般会选用低温的自来水进行补充。另外,在对超系统的肋片表面进行清洗时,可以采用冷凝水或者自来水,以防治出现表面灰尘的附着以及逐渐的积累结构,使得降低热传导的整体系数,当然,还可以通过冷却风扇的风力将表面的灰尘吹走。
(二)系统方案的改进
在进行整体结构的改进时,一般采用模块化的设计方式,通过在肋片上部进行积水布水盘的安装,将在室内水排除的低温冷凝水在自身重力的作用下,并同海绵的温度场和毛细作用相结合,使得冷凝水能够在水装设的水盘上部积聚。在这个过程中,水盘内可以放置易于存水和吸水的海绵体材料,保障整体的湿度状态,而布水盘设计中的肋片与开孔的间隙需要有效的等距离,以实现所积聚的冷凝水能够在肋片的方向顺沿而下,在流通过程中实现与空气的直接接触,然后将空气中的热量同自身实现转换,实现汽化蒸发融入空气之中,这样的方式能够更加高效率的实现冷凝器的热量转换,而且还不会造成资源的不必要浪费,又防止了冷凝水直接向外排除之后对自然环境造成的影响,实现了对于整体资源现象的合理优化利用,符合当下热能与动力使用中的资源节约型和合理应用型的基本理念,并且秉承了当下环境中的绿色化建设和生产的要求[1]。
再开展创新性的方案改进时,需要将室外冷凝器肋片自身所具有的振动特性进行考虑,这就需要在设计过程中开展有效的减振和固定的方案和措施,需要将积水布水盘和喷淋器在设计过程中的安装稳定性进行充分且有效的考虑。图2是进行优化处理之后的基本模型构建。
如上所述的优化设计处理,只是简单的将冷凝器中的热量在传输转化过程中实现有效的移除,一定程度上来看,并没有最大化的完全实现资源的最优化利用和整体设计的最合理化。所以,可以在应用创新性思维的在改造和设计的过程中添加热水的应用,已实现最优化的处理和应用,在热能和动能的转换中,将产生的气体通过有效的冷凝作用实现液化,进而在流通过程中同热量转换,实现有效的降温作用,最大化的实现能量的充分利用,这是在进行热能和动能研究中的基本重点,以及行业内的整体研究趋势。
结束语
基于TRIZ对分体式空调冷凝器节能装置开展创新设计,就首先需要对传统的设计方式和应用状态进行有效的了解,并在此基础上明确在该环节所产生的不足和问题,并通过实际的问题设定,在运用基本的创新原理基础上实现有效的问题解决,将系统运行中所带有的问题和矛盾进行分析和解决。就分体式空调冷凝器的应用而言,在基本设计中可以实现热能和动能的有效结合,实现各自间的能量转换,实践证明,在对分体式空调冷凝器进行改进之后,在节能降温方面的效果比传统的方式提升了7-10%,而在耗电量方面则节约了9-10%,有效的实现了资源最优化,并且在实际的应用中将具有广泛的市场。
参考文献
[1]杜存臣,颜惠庚. 基于TRIZ的分体式空调冷凝器节能装置创新设计[J]. 价值工程,2013,08:66-67.
关键词:TRIZ;分体式空调冷凝器;节能装置;创新设计
空调冷凝器多应用于空调的在制冷系统,实现管外空气同管内制冷液对比直接性的强制热交换,达到空气的制冷效果。冷凝器属于室外热交换器,在制冷时,由空调压缩机将高温高压砌体进行排除,然后进入冷凝器,通过铝箔片和铜管进行散热冷却。空调中一般都有轴流式的冷却风扇,通过风冷式的基本方式,在制冷剂的凝结过程中,在各项参数不变的基础上,实现气体到液体的转换。制冷剂在冷凝器内发生的热力过程,主要是通过空气的作用将压缩机中的高温过热部分带走,转换为干燥饱和剂,并在饱和压力和温度不发生改变的前提下,实现液化的过程,而当空气中的温度没有超过冷凝温度时,则可以再对已经液化的制冷剂再行冷却,直至与空气的整体温度达到一致,进而起到冷却的作用。
一、分体式空调冷凝器的应用概述
(一)应用现状
就实际应用来看,分体式空调器在家庭生活和小型的办公场所中均有应用,以实现对夏季高温的有效控制,通过空调制冷的方式,能够为人们提供良好的生活和工作环境。可是,传统的分体式空调冷凝器在运行过程中采用风冷式的运行方式,但在室外风机的作用下,并没有明显的冷凝散热效果,进而直接影响到空调器的制冷作用,使得造成了极大地能源消耗。另外,在分体式空调冷凝器的应用中,蒸发器的温度再通常状况下是低于空气露点温度的,这就会将空气中部分的水分造成凝结,进而形成冷凝水,这样就造成了冷凝水的浪费,而且在外置的过程中会直接散落在住户窗台或者人行道上,一定程度上造成了环境的污染。
(二)技术系统确定
从传统分体式空调冷凝器的具体应用现状来看,进行全新的技术创设时,需要将分体式空调冷凝器作为技术系统,然后确定具体的应用目标,在基本的系统中,制冷剂、底座、铜管、散热铝助片、保护外壳等组件。所以,在实践应用中,基于TRIZ进行分体式空调冷凝器节能装置的创新设计时,可以借助分体式空调中的冷凝水来实现整体的散热,并且能够在相对较少的运行成本下,使散热效果得到整体的提升。
二、基于TRIZ的分体式空调冷凝器节能装置的创新设计分析
(一)系统功能分析
1.系统组件
就系统内的整体运行系统而言,包括室外冷凝器的应用,以有效的实现热量移除。而整体的组件中有制冷剂、底座、铜管、散热铝助片、保护外壳等,超系统的组件还有轴流式冷却风扇、低溫自来水、灰尘、室外空气、风扇冷凝水、雨水等。如图1所示,是整体技术系统的功能模型展示。
2.系统功能弱势分析
在基本的应用中,存在设计同实际之间的误差,在一定程度上影响到系统组
件功能的发展和运行,出现了系统组件肋片在传播过程出现热量传递能力不足的现象,而且系统组件肋片表面所积落的灰尘在应用中会影响到热量的辐射现象,进而在空气中使得一定的有害物质产生。另外,超系统组件中的铜管和肋片出现灰尘存储时,形成的垢层会在制冷剂进行热能传递的过程中,造成有抑制作用的有害气体产生。
在具体应用中,蒸发器的室内换热表面所产生的冷凝水在运行过程中会直接排入整体环境,而并没有得到充分有效的利用,一定程度上造成能源的浪费现象,而且还会影响到超系统资源的正常运行,蒸发器所产生的冷凝水会通过管线收集以及存储到冷凝器肋片的上部,通过布水器和海绵虹吸现象使得自身的重力有所加强,进而使低温状态下的冷凝水以膜状的形式在肋片表面流过,造成局部环境出现低温状况,然后通过制冷剂进行热量的传导实现一定程度的蒸发,达到对高温进行控制的目的,这样的状态下如果出现冷凝水量的不足问题时,一般会选用低温的自来水进行补充。另外,在对超系统的肋片表面进行清洗时,可以采用冷凝水或者自来水,以防治出现表面灰尘的附着以及逐渐的积累结构,使得降低热传导的整体系数,当然,还可以通过冷却风扇的风力将表面的灰尘吹走。
(二)系统方案的改进
在进行整体结构的改进时,一般采用模块化的设计方式,通过在肋片上部进行积水布水盘的安装,将在室内水排除的低温冷凝水在自身重力的作用下,并同海绵的温度场和毛细作用相结合,使得冷凝水能够在水装设的水盘上部积聚。在这个过程中,水盘内可以放置易于存水和吸水的海绵体材料,保障整体的湿度状态,而布水盘设计中的肋片与开孔的间隙需要有效的等距离,以实现所积聚的冷凝水能够在肋片的方向顺沿而下,在流通过程中实现与空气的直接接触,然后将空气中的热量同自身实现转换,实现汽化蒸发融入空气之中,这样的方式能够更加高效率的实现冷凝器的热量转换,而且还不会造成资源的不必要浪费,又防止了冷凝水直接向外排除之后对自然环境造成的影响,实现了对于整体资源现象的合理优化利用,符合当下热能与动力使用中的资源节约型和合理应用型的基本理念,并且秉承了当下环境中的绿色化建设和生产的要求[1]。
再开展创新性的方案改进时,需要将室外冷凝器肋片自身所具有的振动特性进行考虑,这就需要在设计过程中开展有效的减振和固定的方案和措施,需要将积水布水盘和喷淋器在设计过程中的安装稳定性进行充分且有效的考虑。图2是进行优化处理之后的基本模型构建。
如上所述的优化设计处理,只是简单的将冷凝器中的热量在传输转化过程中实现有效的移除,一定程度上来看,并没有最大化的完全实现资源的最优化利用和整体设计的最合理化。所以,可以在应用创新性思维的在改造和设计的过程中添加热水的应用,已实现最优化的处理和应用,在热能和动能的转换中,将产生的气体通过有效的冷凝作用实现液化,进而在流通过程中同热量转换,实现有效的降温作用,最大化的实现能量的充分利用,这是在进行热能和动能研究中的基本重点,以及行业内的整体研究趋势。
结束语
基于TRIZ对分体式空调冷凝器节能装置开展创新设计,就首先需要对传统的设计方式和应用状态进行有效的了解,并在此基础上明确在该环节所产生的不足和问题,并通过实际的问题设定,在运用基本的创新原理基础上实现有效的问题解决,将系统运行中所带有的问题和矛盾进行分析和解决。就分体式空调冷凝器的应用而言,在基本设计中可以实现热能和动能的有效结合,实现各自间的能量转换,实践证明,在对分体式空调冷凝器进行改进之后,在节能降温方面的效果比传统的方式提升了7-10%,而在耗电量方面则节约了9-10%,有效的实现了资源最优化,并且在实际的应用中将具有广泛的市场。
参考文献
[1]杜存臣,颜惠庚. 基于TRIZ的分体式空调冷凝器节能装置创新设计[J]. 价值工程,2013,08:66-67.