淺談循環(huán)扇室內(nèi)擺放位置對空調(diào)溫度調(diào)節(jié)的影響

李星湖 潘耀權(quán) 余烘昌 劉 強

（珠海格力電器股份有限公司 珠海 519070）

前言

循環(huán)扇作為近年來風扇類產(chǎn)品中的熱銷產(chǎn)品[1]，循環(huán)扇結(jié)合空調(diào)使用時對促進室內(nèi)降溫的效果受用戶重視，當循環(huán)扇的室內(nèi)擺放位置不同時，室內(nèi)溫度的變化情況可能有所不同，本文主要是通過改變循環(huán)扇在室內(nèi)的擺放位置，測試室內(nèi)各處溫度的具體變化值，從而得出在循環(huán)扇在不同擺放位置時室內(nèi)的溫度變化情況，可供用戶在日常使用循環(huán)扇時針對不同場景從而調(diào)整循環(huán)扇擺放位置的尋求做參考，同時供循環(huán)扇設(shè)計團隊提供新設(shè)計思路參考。

1 循環(huán)扇產(chǎn)品簡介

空氣循環(huán)扇的一大特點就是扇葉少且扇葉的傾角深。和我們常見的6葉、8葉的電風扇相比，空氣循環(huán)扇大多都是 3 葉，并且傾角的角度也大了2倍甚至3倍。這樣的設(shè)計能夠讓風束更加集中，能夠形成螺旋狀的風束吹出去，所以吹風的范圍比傳統(tǒng)風扇要小很多，但是送風距離會更遠一些[2]。循環(huán)扇風葉直徑、風葉傾角、電機轉(zhuǎn)速等設(shè)計參數(shù)影響風量、風速、送風范圍等參數(shù)，這類設(shè)計參數(shù)本文不作分析討論，除開循環(huán)扇設(shè)計參數(shù)可能對空調(diào)溫度調(diào)節(jié)能力的影響以外，循環(huán)扇使用習慣也會對空調(diào)室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)能力有影響[3]。所以本文主要基于用戶使用循環(huán)扇時實際使用習慣，測試循環(huán)扇工作位置對空調(diào)室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)的影響。

2 室內(nèi)溫度影響因素初步分析

空調(diào)送回風方式對室內(nèi)空氣質(zhì)量、室內(nèi)溫度場、室內(nèi)空氣流速等有關(guān)鍵作用[4]，當室內(nèi)空間較大，可能會短時間出現(xiàn)空間內(nèi)溫度不均勻的情況，而循環(huán)扇吹風可有效擾動室內(nèi)空氣，加快室內(nèi)空氣對流換熱，提高室內(nèi)空氣的換熱能力，使得室內(nèi)空氣溫度相對均勻，并且循環(huán)扇不同的送風位置可能涉及不同氣流擾動效果，所以需改變循環(huán)扇方位方向從而測出室內(nèi)各區(qū)域的有效溫度數(shù)據(jù)，從而得出循環(huán)扇位置、室內(nèi)溫度、時間的關(guān)系。

3 試驗驗證

常規(guī)循環(huán)扇風葉尺寸規(guī)格有：150 mm、200 mm、230 mm，對應(yīng)電機調(diào)速范圍一般為：（770～2 320）r/min、（450～2 030）r/min、（570～1 770）r/min，選擇風葉尺寸規(guī)格最大（230 mm）、電機轉(zhuǎn)速最高（2 320 r/min）、實測送風距離最遠（12 m）的一款高性能循環(huán)扇作為本次試驗的產(chǎn)品，設(shè)計該款循環(huán)扇與空調(diào)配合使用的試驗，得出循環(huán)扇最佳擺放位置。

3.1 循環(huán)扇擺放位置對空調(diào)溫度調(diào)節(jié)性能的影響試驗設(shè)計

3.1.1 試驗?zāi)康?/p>

測試循環(huán)扇擺放位置對空調(diào)室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)的影響，得出循環(huán)扇室內(nèi)最佳擺放位置。

3.1.2 試驗條件

場所：普通試驗室（長470 mm寬410 mm高300 mm）、面積19.27 m2、朝向西；設(shè)備：1.5匹空調(diào)、循環(huán)扇(風葉尺寸230 mm)、多路溫度測試儀（8溫度探頭）；時間：每天12:00～15:00室內(nèi)外溫度較高時間段（室內(nèi)溫度均為（29～30）℃）。

3.1.3 試驗流程

1）將多路溫度測試儀放置房間正中間，溫度探頭呈現(xiàn)“米”字型分布，探頭距離地面約10 cm，測試房間各區(qū)域的溫度變化曲線；

2）緊閉房門，將空調(diào)設(shè)定溫度調(diào)至20 ℃，上下左右掃風均開啟，風速調(diào)至最高檔；

3）將循環(huán)扇擺放在室內(nèi)不同的五個位置（風速開最高檔、不開啟搖頭、出風方向如圖1、2所示箭頭），分別是左上、右上、正中、左下、右下，記錄五組不同的溫度變化曲線如圖3，每一組測量前需要等待房間溫度恢復至初始溫度，并且需記錄一組不擺放循環(huán)扇的空白對照組；

圖1 試驗布局圖

圖2 試驗實物圖

圖3 降溫數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

4）選擇室內(nèi)初始溫度、室內(nèi)25 ℃、室內(nèi)23 ℃時的數(shù)據(jù)做分析，分析各個感溫探頭的感知到以上溫度的時間，得出室內(nèi)各區(qū)域、各溫度區(qū)間溫降關(guān)系；

5）分析溫度、時間、區(qū)域三者的關(guān)系，得出循環(huán)扇在特定條件內(nèi)的最佳擺放位置。

4 數(shù)據(jù)分析

4.1 由圖3及表3對各點降溫速度分析可得

4.1.1 空調(diào)開啟室溫降至25 ℃區(qū)間：不擺放循環(huán)扇時，區(qū)域1、2、7、8降溫速率最快，當循環(huán)扇擺放于位置4時，區(qū)域6降溫速率最快，當循環(huán)扇擺放于位置5時，區(qū)域3、4、5降溫速率最快。

4.1.2 室溫25 ℃降至23 ℃區(qū)間：不擺放循環(huán)扇時，區(qū)域1、2、3、6、7、8降溫速率最快，當循環(huán)扇擺放于位置4和位置5時，降溫速率分別是區(qū)域4、區(qū)域5降溫速率最快。

4.2 由表1及表2對各試驗組溫度離散度分析可得

表1 各組數(shù)據(jù)與其均值的絕對值的平均值表（離散度）

表2 數(shù)據(jù)提煉分析表

溫度離散程度說明各個區(qū)域溫度值的偏差程度，一定程度上反應(yīng)整個室內(nèi)溫度的均勻性，根據(jù)分析同一時間下三個溫度變化區(qū)間的各個區(qū)域溫度與室內(nèi)平均溫度的絕對值得出：在空調(diào)開啟室內(nèi)降到25 ℃區(qū)間，當循環(huán)扇放置于位置4時，室內(nèi)溫度平均偏差值最小，為0.248；在（25～23）℃溫度區(qū)間，當循環(huán)扇放置于位置3時，室內(nèi)溫度平均偏差值最小，為0.363；在23 ℃以下溫度區(qū)間，當循環(huán)扇放置于位置2時，室內(nèi)溫度平均偏差值最小，為0.427。

4.3 由圖3對各試驗組平均溫度分析可得

溫度從空調(diào)開啟降至25 ℃區(qū)間：降溫速率由大至小排名為：位置5＞位置4＞不放置循環(huán)扇＞位置1＞位置2＞位置3

室溫從25 ℃降至23 ℃區(qū)間：降溫速率由大至小排名為：不放置循環(huán)扇＞位置5＞位置4＞位置1＞位置3＞位置2。

圖4 各試驗組感溫包實時溫度變化圖

5 結(jié)論

1）當開啟空調(diào)時，室內(nèi)設(shè)定溫度在25 ℃以上：區(qū)域1、2、7、8需要快速降溫時，室內(nèi)宜不開啟循環(huán)扇；區(qū)域6需要快速降溫時，循環(huán)扇宜放于位置4，并且出風方向朝向區(qū)域1；區(qū)域3、4、5需要快速降溫時，循環(huán)扇宜放于位置5，并且出風方向朝向區(qū)域1。

2）當室內(nèi)溫度在25 ℃以下開啟空調(diào)：區(qū)域1、2、3、6、7、8還需繼續(xù)降溫時，室內(nèi)宜不開啟循環(huán)扇；區(qū)域4還需繼續(xù)降溫時，循環(huán)扇宜放于位置4，并且方向朝向區(qū)域1；區(qū)域5還需繼續(xù)降溫時，循環(huán)扇放于位置5，并且方向朝向區(qū)域1。

3）當考慮整體溫降速率時：開啟空調(diào)時，室內(nèi)溫度在25 ℃以上：循環(huán)扇宜放于位置4，可使室內(nèi)各區(qū)域的溫度值相差最??；開啟空調(diào)時，室內(nèi)溫度在（25～23）℃之間，循環(huán)扇宜放于位置3，可使得室內(nèi)各區(qū)域的溫度值相差最?。婚_啟空調(diào)時，室內(nèi)溫度在23 ℃以下時，循環(huán)扇宜放于位置2，可使得室內(nèi)各區(qū)域的溫度值相差最小。

圖5 區(qū)域?qū)?yīng)循環(huán)扇位置圖

4）當開啟空調(diào)時，室內(nèi)溫度在25 ℃以上，循環(huán)扇放于位置5可使室內(nèi)平均降溫速率最大；當溫度從25 ℃降至23 ℃時，室內(nèi)不放置循環(huán)扇可是室內(nèi)平均降溫速率最大。

綜上總結(jié)：

鑒于一般用戶使用空調(diào)時，設(shè)定溫度一般高于25 ℃，所以得出循環(huán)扇推薦擺放位置為：

①循環(huán)扇放置于位置4可使得房間溫度最為均勻，更適用于多人家庭聚會時使用；

②循環(huán)扇放于位置5時可使靠近空調(diào)安裝墻面附近區(qū)域快速降溫，適用于空調(diào)安裝位置與沙發(fā)同側(cè)時使用。