探討戶式中央空調(diào)系統(tǒng)氣流組織與數(shù)值模擬的研究

尹小紅

摘要：室內(nèi)空氣品質(zhì)的好壞和人們的工作效率，以及健康狀況成正比。隨著科技的發(fā)達，空調(diào)已經(jīng)不再是過去僅僅提供生產(chǎn)，工作環(huán)境需要的工具了，而是成為了調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣質(zhì)量重要部分，因此相關(guān)人員必須要重視中央空調(diào)系統(tǒng)的氣流組織技術(shù)，以合理安排室內(nèi)的氣流結(jié)構(gòu)，使室內(nèi)氣流的溫度，速度，濕度等方面滿足人們的需要。

關(guān)鍵詞：戶式中央空調(diào);氣流組織形式;數(shù)值模擬

1 戶式中央空調(diào)概述

戶式中央空調(diào)屬于一種小型的中央空調(diào)，它主要適用于單獨戶型室內(nèi)的安裝和配置。戶式中央空調(diào)需要的功率以及運行的規(guī)模都不大，能夠滿足家用式的需求量即可。這種類型的空調(diào)功率通常都在12kw-90kw之間，同時具有節(jié)能舒適以及低功率低能耗的特點，具有很強的市場競爭力。戶式中央空調(diào)的大小規(guī)格也十分合理，它的大小不僅是原有的中央空調(diào)的三分之一，而且投資規(guī)模小，安裝方便，是小戶型的主要首選。對于我國目前的空調(diào)市場，戶式中央空調(diào)具有很強的競爭力，同時，戶式中央空調(diào)的研發(fā)設(shè)計也是空調(diào)公司的主要核心技術(shù)，其市場份額在空調(diào)公司中占有很大的比重。

2 戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的氣流組織形式

空調(diào)的氣流組織也稱空氣分布，是指空調(diào)區(qū)域內(nèi)空氣的流動形態(tài)和分布，它是空調(diào)設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，直接影響到空調(diào)區(qū)域內(nèi)空氣的溫度、濕度、流動速度、潔凈度和溫差等能否滿足工藝要求。目前，常見的氣流組織形式有以下幾種。

2.1 側(cè)送風下回風

側(cè)送風方式是較廣泛的一種空調(diào)送風方式，其中采用噴口送風方式最為常見。將噴口布置在側(cè)墻.上，回風口布置于噴口同側(cè)下方，射流以4～10m/s的初速度、8℃～12℃的溫差及一定的角度向室內(nèi)送風，射流到一定距離后折回，工作區(qū)通常為回流。如空調(diào)區(qū)城跨度很大，兩側(cè)對嗩射程還是不夠的情況，可考慮配合室內(nèi)裝飾布置若干個空調(diào)送風柱，噴口沿送風柱周長布置，向四周送風，可解決遠距離送風的困難。該氣流組織形式存在一些不足：對風速難以控制，另外，由于送風溫差大、射程遠，有可能造成冷空氣下降和熱空氣上升的現(xiàn)象。為了避免這種情況，噴口應(yīng)選擇可調(diào)節(jié)型，以便隨著冬夏季的轉(zhuǎn)換，適時調(diào)節(jié)噴口送風角度。

2.2 上送風下回風

上送風方式是指將送風口安裝在頂棚，回風口設(shè)在周邊側(cè)墻下部，送風自上而下進入工作區(qū)，與室內(nèi)空氣進行熱濕交換后由回風口帶走。適用風口主要有噴口和旋流風口，采用噴口.上送風，風速較.難控制，且覆蓋范圍小;而旋流風口則具有送風深且廣、噪聲低、送風流型可調(diào)等特點，因此被更多地采用在高大空間的上送風。從使用效果上來講，上送風方式是比較好的，它能將處理好的空氣均勻送到各個部位，以滿足不同區(qū)域所需的空調(diào)參數(shù)。

2.3 散流器送風

散流器送風可以進行平送和側(cè)送，它也是在空氣回流區(qū)進行熱交換。射流和回流流程較短，通常沿頂柵形成貼附式射流時效果較好，它使用于設(shè)置頂柵的房間。

2.4 噴口送風

經(jīng)熱、濕處理的空氣由房間一側(cè)的幾個噴口高速噴出，渡過一定的距離后返回。工作區(qū)處于回流過程中，這種送風方式風速高，射程遠，速度、溫度衰減緩慢，溫度分布均勻，適用于大型體育館、禮堂、劇院、機場、車站及高大廠房等公共建筑中。

2.5 孔板送風

利用頂柵上面的空間作為靜壓箱。在壓力的作用下，空氣通過金屬板上的小孔進入室內(nèi)?；仫L口設(shè)在房間下部?？装逅惋L時，射流的擴散及室內(nèi)空氣混合速度較快，因此工作區(qū)內(nèi)空氣溫度和流速都比較穩(wěn)定，適用于對區(qū)域溫差和工作區(qū)風速要求嚴格、室溫允許波動較小的場合。

2.6 條縫送風

通過條縫形送風口進行送風，其射程較短。溫差和速度變化較快，適用于散熱量較大只求降溫的房間，例如紡織廠、高級公共民用建筑等都有采用條縫送風。

3 數(shù)值模擬的建立與求解

3.1 杠桿法

所謂的杠桿法就是在兩種事物之間尋找一個能夠?qū)⑦@兩種事物時刻保持平衡的支點。眾所周知，要想對一個事物進行詳細分析，只選用一組數(shù)據(jù)是不行的，因為這一組數(shù)據(jù)缺乏代表性，因此，要選用較多的數(shù)據(jù)，但是具體所選用的數(shù)據(jù)量要根據(jù)具體的對象來決定。在南方，炎炎夏日要求中央空調(diào)必須二十四小時不間斷使用，這也就意味著運行系統(tǒng)在二十四小時內(nèi)需要不停歇地時刻保持運轉(zhuǎn)。

在分析數(shù)據(jù)時，第一步需要做的就是確定數(shù)據(jù)的采樣概率。夏季的一日之內(nèi)的中央空調(diào)的運行數(shù)據(jù)都可以作為研究對象，但是為了保證研究結(jié)果的合理性與科學(xué)性，我們需要根據(jù)杠桿法來確定選用每天哪個時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的跨度大致為三個月。第二步就是依據(jù)杠桿方法對選用的每條數(shù)據(jù)進行評分計算，在該過程中需要測定所有數(shù)據(jù)的平均值，并依據(jù)該平均值對所有數(shù)據(jù)進行劃分，具體的劃分標準就是高于平均值的為一組，低于平均值的為一組，等于平均值的為一組。將這三組數(shù)據(jù)進行分類儲存。第三步的數(shù)據(jù)研究對象就是高于平均值的那一組數(shù)據(jù)。在這組數(shù)據(jù)中利用系統(tǒng)抽樣的方法抽取若干組數(shù)據(jù)利用線性回歸方程進行處理，并利用加權(quán)最小二乘法對所抽取出來的數(shù)據(jù)進行加權(quán)處理得出的這一組數(shù)據(jù)將作為新數(shù)據(jù)進行后續(xù)研究。第四步就是通過對上一步得出的那組新數(shù)據(jù)進行分析，為包括系統(tǒng)效率、系統(tǒng)耗電量等在內(nèi)的優(yōu)化策略提供參考。

3.2 偏最小二乘法回歸分析

在所有的對選定數(shù)據(jù)進行全面分析的過程中，利用加權(quán)最小二乘法對數(shù)據(jù)進行分析是最復(fù)雜、工作量最大的一項數(shù)據(jù)分析過程。為此，特將該方法進行詳細闡述。利用最小二乘法對數(shù)據(jù)進行加權(quán)處理可以在尋找數(shù)據(jù)間的變量關(guān)系的同時建立相應(yīng)動物模型，進而為制定中央空調(diào)運行系統(tǒng)的優(yōu)化策略提供參考。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，計算機在各行各業(yè)已經(jīng)得到充分應(yīng)用。因此，在該過程中，可以利用計算機簡化工作內(nèi)容。在開始這項工作之前我就需要把相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入到計算機之中。在坐標系建成之后，利用計算機技術(shù)就可以將這些數(shù)據(jù)信息直接體現(xiàn)在該坐標系中。

以上各項工作都完成后，就可以利用SAS軟件對數(shù)據(jù)進行精密分析。在開展分析工作之前，我們需要知道：實驗數(shù)據(jù)與理想中的數(shù)據(jù)總是存在一定的差別，兩者之間的相似度的高低決定了預(yù)測能力的大小。

4 結(jié)語

隨著全球氣候的變化和空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的大型建筑物利用中央空調(diào)系統(tǒng)來實現(xiàn)室內(nèi)溫度和濕度的調(diào)節(jié)控制，特別是隨著“智慧城市”建設(shè)步伐的快速推進，使得圍繞智慧城市建設(shè)實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的智能控制與節(jié)能成為實際中的一個很有普遍意義的重要課題。

參考文獻：

[1]王光慶.談戶式中央空調(diào)[J].家用電器，2019，（07）：18.

（作者單位：青島海信日立空調(diào)營銷股份有限公司）