Influence of Surrounding Structures upon the Aerodynamic and Acoustic Performance of the Outdoor Unit of a Split Air-Conditioner

DC-inverter split air-conditioner is widely used in Chinese homes as a result of its high-efficiency and energy-saving. Recently, the researches on its outdoor unit have focused on the influence of surrounding structures upon the aerodynamic and acoustic performance, however they are only limited to the influence of a few parameters on the performance, and practical design of the unit requires more detailed parametric analysis. Three-dimensional computational fluid dynamics（CFD） and computational aerodynamic acoustics（CAA） simulation based on FLUENT solver is used to study the influence of surrounding structures upon the aforementioned properties of the unit. The flow rate and sound pressure level are predicted for different rotating speed, and agree well with the experimental results. The parametric influence of three main surrounding structures（i.e. the heat sink, the bell-mouth type shroud and the outlet grille） upon the aerodynamic performance of the unit is analyzed thoroughly. The results demonstrate that the tip vortex plays a major role in the flow fields near the blade tip and has a great effect on the flow field of the unit. The inlet ring＇s size and throat＇s depth of the bell-mouth type shroud, and the through-flow area and configuration of upwind and downwind sections of the outlet grille are the most important factors that affect the aerodynamic performance of the unit. Furthermore, two improved schemes against the existing prototype of the unit are developed, which both can significantly increase the flow rate more than 6 %（i.e. 100 m3·h～（-1）） at given rotating speeds. The inevitable increase of flow noise level when flow rate is increased and the advantage of keeping a lower rotating speed are also discussed. The presented work could be a useful guideline in designing the aerodynamic and acoustic performance of the split air-conditioner in engineering practice.

气候变化对北京市居住建筑空调电耗的影响

空调电耗占我国城镇住宅总用电量的20%,准确分析气候变化对空调耗电量的影响对居住建筑节能低碳技术的发展与应用具有重要意义。气候变化不仅影响建筑冷热负荷需求,而且通过对分体空调运行能效比(EER)的影响进而影响空调运行电耗,最终造成居住建筑分体空调电耗的巨大变化。在全球变暖、极端气候事件增加的背景下,本研究以北京典型居住建筑为例,使用能耗模拟软件DeST对该建筑在1960—2014年的冷负荷变化情况进行定量模拟,并使用TRNSYS的分体空调模型计算了该建筑的逐年空调电耗。结果表明1960—1980年期间空调电耗呈下降趋势,1980年以后平均气温显著升高,空调电耗也随之增加。通过分析气象参数对空调电耗的影响,本研究发现室外干球温度对空调电耗的影响最大,含湿量和太阳辐射与电耗的相关性较小。此外,本研究考虑了室外温度对空调运行EER的影响,并据此计算得到了空调电耗,该电耗与使用空调额定EER计算得到的电耗相比有较大差别,2种方法计算得到的累计值和尖峰值偏差约为10%,因此在开展气候变化对建筑能耗的影响分析研究时应该考虑室外温度对分体空调运行EER的影响,使分析结果更准确合理。

地源热泵复合技术在高校建筑节能改造的工程应用

对长沙一高校建筑的分体空调及高能耗高碳排的燃气溴化锂空调系统进行低碳节能改造。采用集中空调替代,以地埋管地源热泵作为基础冷热源,燃气锅炉和冷水机组作为调峰补充。研究不同地埋管配置占比下地埋管总供热量占比,从经济、节能的角度,寻求最优的地埋管配置方案。相比原有的空调系统,集中空调改造后,年空调能耗节省率达到59%,CO_(2)排放减少率达到56%;20 a全生命周期内,集中空调改造增量投资静态回收期为8.36 a,增量投资收益率为12%。

一拖多空调温控关机后漏热量问题的实验研究

一拖多空调在搭配壁挂机制热温控关机时存在漏热,影响传感器感温精确度,甚至导致内机不开机,进而影响房间舒适性。为解决此问题,通过空气焓值法实验研究,得到待机挂机在不同制热工况及风量时的漏热量。并在实验研究的基础上,对挂机温控关机后风扇运行方式进行多种优化,使全球市场不同用户根据房屋保温的实际情况,调节壁挂机制热温控关机漏热量,增强用户舒适性。

分体式空调在船舶上的应用

为提高船用中央空调系统的局部调控能力、灵活性和经济性,对船用空调系统的使用情况进行介绍,并对分体式空调的特点进行分析。在此基础上,总结分体式空调在安装和使用中的关键技术。研究表明:分体式空调具有实船使用效果良好、施工可行性高的优点。研究成果可为分体式空调在船舶上的应用提供一定参考。

高显热制冷多联机控制及性能研究

传统多联机空调普通制冷过程对室内空气进行温湿度同时处理,降低室温的同时要处理大量的湿负荷,舒适性较差,能耗较高。为了兼顾快速舒适性及节能效果,设计了多联机空调高显热制冷控制算法,通过实验对普通制冷模式和高显热制冷模式下的机组性能与室内环境温度进行了研究,结果表明,在保证机组制冷能力的情况下,高显热制冷控制比普通的制冷运行控制具有更高的制冷能效,并能有效提升吹出的冷风温度,提高能效的同时提升了用户体验舒适性。

分体式空调器使用R290作为制冷剂的泄漏研究

HCFCs和HFCs类制冷剂存在ODP和GWP值比较高的缺点。R290具有良好的环保性能,但是其易燃易爆的特点是其使用的最大阻碍。为确定室内机发生泄漏所形成的燃爆范围,开展实体实验,研究了在不同房间面积、不同泄漏位置,不同泄漏速度条件下,R290泄漏到室内浓度分布情况。结果表明,室内机发生泄漏时,仅在其附近可能形成燃爆区域。燃爆范围仅存在于泄漏过程中,一旦泄漏停止后,燃爆范围会迅速消失。

多层住宅建筑空调室外机散热对上层设备的影响

利用CFD研究了多层建筑空调室外机散热对上层设备的影响 ,结果表明 ,热空气向上流动不仅与室外机的热释放效率有关 ,而且与室外机内的风机功率有关。下层设备运行对上层设备造成的影响有 :增加入口空气的上升速度和温度 ,前者导致上层设备内风机的效率降低 ,后者影响空调器的散热。

分体空调冷凝水回收利用实验研究

针对分体空调冷凝水的浪费和无规律排放,回收冷凝水用于预冷冷凝器进风具有实际的节能潜力,笔者通过制作的一套冷凝水回收预冷装置,将该装置应用于某实验室单体空调,并进行了3种工况下的试验测试,分别为未装预冷装置、提供足够冷水预冷装置,以及空调器提供自身冷凝水预冷装置。计算和分析结果表明装有预冷装置前后,无论提供足够冷水还是自身产生的冷凝水,其性能系数COP分别提高了12.94%和9.52%。同时发现冷凝水产生量与需水量具有一定的差距,仅为需水量的56.26%。最后,结合试验现状和结果,对该预冷装置的应用和推广给出了相应的建议。

分体式空调器冷凝水回收利用方法的分析及探讨

在分体式空调器使用的通常环境中,产生的冷凝水水量较大,需对其冷凝水进行回收利用。文中对目前分体式空调器冷凝水回收利用方法进行了分类,同时对各回收利用方法的优缺点进行了比较分析,在分析的基础上,提出一种新型冷凝水直接冷却冷凝器系统,系统中使用压缩机运行与液位检测控制电路联动的控制方式。实验测得该冷凝水冷却冷凝器系统空调的耗电功率比未使用冷凝水冷却冷凝器降低8.3%。

可燃制冷剂R32室内空调器泄漏扩散特性的实验研究

制冷剂R32具有良好的环保特性和热工性能,但其可燃性限制了它的应用推广,因此需要对R32的安全性进行分析。实验研究了分体壁挂式空调用制冷剂R32在空调运行时,蒸发器不同泄漏位置和不同泄漏速度对室内R32浓度分布的影响,得出R32在空调运行时的泄漏扩散特性。研究表明:可燃性制冷剂R32在室内机蒸发器处发生泄漏时,泄漏过程可分为快速泄漏阶段和低速泄漏阶段;蒸发器出口泄漏比蒸发器入口泄漏危险性高;仅在蒸发器出口大流量泄漏时,室内机附近区域R32浓度最大值为16.79%,超过可燃下限(14.4%)16.6%。可燃浓度持续了22 s,存在着火的可能性,但概率较低;排风作用对各测点的浓度衰减影响强烈,可有效降低室内R32的浓度。

关于多联机统一称谓的思考

针对多联机称谓,统计分析了国内外300多篇文献及相关标准、规范,结果表明,目前在产品标准、设计规范和学术研究论文中使用的多联机称谓繁乱。阐述了统一多联机称谓的必要性,并提出多联机中、英文统一称谓的建议。

分体式空调冷凝水回用节能潜力分析

随着大量既有建筑推行节能改造,通过空调冷凝水回用降低冷凝温度已成为分体式空调改造的一项主要措施。然而,该项技术应用的节能效益判断却缺乏必要的定量分析。通过计算分析和实测对比,对空调冷凝水的数量和水温进行了分析,并量化分析了冷凝水回用的节能潜力,有利于对该项技术应用的节能效果的量化判断。研究表明,充分利用空调冷凝水,可致冷凝温度下降约5.92%;制冷系数提高约9.87%。另外,通过冷凝水量、水温对空调节能效果的影响程度分析,表明冷凝水量对空调节能效果的影响较显著,而冷凝水温度的影响却微乎其微。

蓄能和热水器复合空调器冬季运行试验研究

为解决冬季热泵供热能力不足和热泵除霜时室内吹冷风、舒适性下降等问题 ,作者提出了一种全年蓄能和热水器复合空调器装置。复合空调器夏季可实现蓄冷、放冷制冷和提供生活热水等功能 ,冬季可实现制热 蓄热功能 ,提高热泵制热能力 ,同时蓄热。蓄热可实现制热 除霜功能 ,在除霜的同时保持一定的制热量 ,从而提高室内的舒适性 ,并对由标准空调器改造样机冬季运行进行了试验研究 ,成功地实现了制热 蓄热、制热

多联机的三种制冷季节性能评价指标的差异性分析

对一台多联机进行了35个工况的制冷性能试验,获得了该多联机的全工况制冷运行性能。应用GB/T 17758—2010《单元式空气调节机》规定的建筑冷负荷模型、制冷运行时间模型和实测多联机性能值,分别采用中国、日本、美国三种现行评价体系对被测多联机的制冷季节运行性能进行计算,并与其全工况季节运行性能指标进行对比,指出各评价指标的差异性。

高层建筑分体式空调室外机的雷电防护

提出了高层建筑分体式空调容易遭受雷击的问题,从建筑物自身的特点出发,依据防雷设计原则,对高层建筑分体式空调避免雷击的方法进行了分析与探讨,提供了两种解决方案,一种是补救措施,另一种则是在建筑物的设计、施工阶段就提前做好分体式空调的雷电防护工作。这两个方案的分析比较表明:高层建筑的雷电防护具有整体性,应从工程的前期准备阶段解决好空调等配套设施的雷电防护问题。

我国湿热地区使用分体空调建筑的热舒适与热适应现场研究(2):适应行为

对受试者在建筑热环境中调整服装、开窗、使用风扇和启停空调器等适应行为进行了分析,得到了我国湿热地区人群在使用分体空调建筑中的适应行为特征,确定了适应行为变化的有效温度范围和关系式,并在与以往研究结果的综合对比中获得了湿热地区人群在建筑环境中的热适应特征。

我国湿热地区使用分体空调建筑的热舒适与热适应现场研究(1):热环境与热感受

在对广州某校使用分体空调建筑进行为期1年的现场调研基础上,对33周共计1 395人次的调研数据从热环境和热感受方面进行了分析,得到了我国湿热地区使用分体空调建筑的室内热环境变化特征,确定了热中性温度和80%可接受温度范围,分析了热感觉的季节变化,与人工气候室实验结果和自然通风建筑现场调研结果进行了综合对比,获得了湿热地区人群在建筑环境中的热适应特征。

分体空调室内机的双流体数值模拟

本文采用Navier-Stokes方程和标准k-ε两方程,对分体空调室内机(包括换热器和横流风机)整体系统,以水蒸汽和干空气两种气体为介质,进行了等温流动和实际工况流动的双流体三维数值模拟和研究．两种气体在叶轮的进口面上不均匀分布,叶轮轴向的压强和速度分布存在强度和位置的差异．采用密度干扰方法对水蒸汽的凝结参数近似处理,给出了水蒸汽体积分数和湍流强度在换热器域的分布、混合物温度分布等内流特性．与实验结果相比,双流体模拟的工作点外特性匹配较好。同时,对蜗舌间隙参数变化对性能的影响做了说明．

分体式蒸发空调器的设计与实验

设计研究了一种蒸发冷却与半导体制冷相结合的分体式蒸发空调器，探讨了其原理及三种运行模式。总结出该分体式蒸发空调器的主要设计步骤。对样机进行了实验，得出了该分体式蒸发空调器的出水、出风温度。结果表明，室外机出风温度高于室外湿球温度3-4℃。室外机出水温度低于室外湿球温度1-2℃，经过半导体制冷再次温降后，可低于室外湿球温度4-5℃。依据实验结果，结合气象数据，计算得出该分体式蒸发空调器在我国288个城市的出风、出水温度结果。计算得出，该分体式蒸发空调器可在我国西北地区等高温低湿地区广泛采用，适用率超过90％。