建筑凹槽内分体式空调室外机设置方式对运行环境的影响研究

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一方面,经济的快速发展使得空调在人们生活中得以广泛应用,导致空调能耗在近年来不断攀升。另一方面,在目前的建筑设计中,分体式空调室外机通常被安置在凹槽式的建筑结构内,并设置百叶对室外机进行遮蔽处理。此类安装方式虽然能使建筑整体的美观性得到提高,但如果室外机安装不合理,会给空调的运行性能带来严重的不利影响,从而导致空调能耗增加。因此,研究如何合理设置凹槽室外机对优化室外机运行环境以及降低空调能耗是十分具有实际意义的[1]。本文主要研究不同因素对室外机散热环境的影响,首先,通过阅读大量的文献确定了凹槽室外机散热的相关影响因素。其次,搭建实验台,研究了不同安装条件对室外机进排风温度的影响。然后,将实验测得的环境温度、风机风量等参数作为边界条件,利用FLUENT软件参照实验工况对室外机的散热过程进行了模拟,并分析比较了模拟值与实测值在各工况下的变化,验证了室外机散热数值模型的准确性。在此基础上,着重研究了不同安装条件(室外机离障碍物的距离)、不同百叶形式(百叶倾角和百叶间距)、不同室外环境因素(环境温度和环境自然风风速)、不同排列布置方式(室外机相邻间距)对室外机运行环境的影响。研究发现:随着室外机离凹槽侧壁面、凹槽后壁面的距离不断增大,室外机进风条件明显得到改善,室外机进风温度相应降低,但当各距离均增大到200mm时,进一步增大距离对降低进风温度的作用不再明显;随着室外机出风面与百叶之间距离的不断增大,室外机进风温度呈现显著上升的变化趋势;随着凹槽高度不断增大,室外机通风条件随之改善,室外机进风温度相应降低,但当凹槽高度增大至800mm以上时,室外机进风温度维持稳定,不再发生明显地变化;随着百叶倾斜角度的增大,百叶对气流的阻碍作用增强,在倾角从30°增大到45°时,室外机的进风温度呈现急剧上升的趋势;随着百叶间距的增大,室外机进风温度没有发生明显地变化;室外环境温度升高与室外机进风温度呈线性正比,两者之间始终保持着一定的差值;随着凹槽正前方向来流风速增大,室外机进风温度呈现先降低后趋于平缓的变化趋势;当凹槽布置两台室外机时,随着水平间距或垂直间距增大,两台室外机的进风温度总体上均呈现下降的变化趋势,且在距离增大到某一限值后,进风温度趋于稳定。在此基础上,对于凹槽室外机的设计提出建议:布置单台室外机时,室外机离凹槽侧壁、凹槽后壁的距离为200mm,室外机离前挡百叶距离为100mm左右,凹槽高度不小于800mm,百叶向下倾斜角度小于30°,百叶间距为50mm;布置两台室外机时,室外机水平间距应不小于为300mm,垂直间距应不小于为250mm。
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