夏季与冬季变频空调房间温度场对比研究
夏季与冬季变频空调房间温度场对比研究 第24卷第4期
2010年8月
制冷与空调
RefrigerationandAirConditioning Vb1.24No.4
Aug.2010.117,120
文章编号:1671—6612(2010)04117—04
夏季与冬季变频空调
【摘要】
【关键词】
中图分类号
房间温度场对比研究
陈小慧南晓红杨妹
(西安建筑科技大学西安710055)
利用IMP数据采集系统对西安地区某采用变频空调办公大楼一办公室进行夏季温度场测试,将测
试数据与冬季实测数据进行比较,分析其高度方向和水平方向的温度分布.同时还分析了冬夏季
送风温度的周期性变化.结果表明,夏季室内垂直温度差小,最大差值只有0I27?;冬季室内垂
直温度差较大,最大值有2.65?.夏季与冬季相比室内温度分布有明显的分区现象.冬季送风温
度呈周期性变化,而夏季周期性变化不明显.
变频空调;空调房问;温度场测量
Tu831文献标识码A
ComparisonStudyofVariedRefrigerantVolumeontheIndoorTemperatureDistribution
inSummerandWinter
C:henXiaohuiNanXiaohongYangMei
(Xi'anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi'an,710055) [Abstract]Asummertemperaturefieldofanofficeroomwasmeasured.VRVair-conditioningsystemisinstalledfortheoffice
building.ThetemperaturehasbeenmeasuredbyIMPdatacollectionsystem.Thetestdatahasbeencomparedwiththattestedin
winter.Notonlythetemperaturedistributioninverticalandhorizontaldirectionisanalyzed,butalsothevariationofsupplyair
temperatureinsummerandwinteriscompared.Inconclusion,theverticaltemperaturedifferenceissmallerthanthatinwinter.The
maximumtemperaturedifferenceinsummerandwinteris0.27~Cand2.65~C.Inaddition.aperiodicalvariationofairsupply
temperatureisshowninwinterbutnotinsummer.
[Keywords]variedrefrigerantvolumeAi卜
conditioningsystem;air-conditionedroom;temperaturefieldmeasurement O引言
变频多联式空调系统简单,使用灵活,运行可
靠,季节能效比高等.基于如上优点,很多办公楼,
商场等公共场所均采用变频多联式空调系统进行
夏季制冷,冬季采暖.但在实际使用中,冬夏季空
调房间内的气流组织和舒适性效果是不相同的.赵
彬,李先庭利用CFD模拟冬夏季室内非等温送风
气流组织,分析室内非等温送风
中通常存在的
"冷风下坠"和"热风上浮"问
….杨建坤等对
夏季蒸发冷却空调房间的三维温度场,速度场以及
热舒适指标进行了CFD模拟,结果表明这种空调
基金项目:西安建筑科技大学基础基金项目(JC0611)
作者简介:陈小慧(1982一),女,在读硕士研究生.
收稿日期:2010—03—17
能有效改善室内热环境,满足人们热舒适要求L2J. 王怡比较了冬季集中供暖房间和空调房间的热环 境测试实测数据,指出采用空调时应充分考虑送热 风时的气流组织,避免吹风感J.以往对利用冬夏 季实测数据对变频空调房间温度分布进行比较,分 析温度场尚不多见.而室内温度分布是反映室内舒 适性的一个影响因素,并且实测方法得出的室内温 度分布情况比较可靠,对于设计空调的节能与舒适 方面有指导意义.之前我们对冬季空调房间温度场 进行过实验测试,所以,本文选择夏季空调房间进 行温度测试,测试数据与文献[4】中冬季测试数据进 ?l18?制冷与空调2010在
行比较,分析温度场分布.
1室内温度场测试方法及实验
本文实验通过测试室内不同平面处的温度,分 析室内温度场.选择西安某采用变频多联式空调系 统办公大楼顶层一南向办公室为研究对象,该房间 夏季制冷冬季采暖,大小为6.6rex3.6mx3.3m,窗 户采用铝合金封闭.送风方式为单侧上送上回式. 变频空调房间温度测试采用自制T型铜.康铜 热电偶,由IMP数据采集板SI35951H和工控机组 成温度测量数据采集系统,实现数据自动采集和存 储.实验前,所有热电偶均在恒温水浴中进行标定. 测点沿空调送风口中心线布置,以房问长度方 向为Y轴正方向,宽度方向为x轴,高度方向为 z轴,建立坐标系,如图l所示.
a空调房间示意图
b实测现场
图1空调房间示意图
实验测试的测点布置是基于ISO7730tsJ中对房 间舒适性的规定.由于人体头,膝盖和脚踝等部位 对温度的要求不同,不适应的垂直温度梯度会增加 气流运动并导致不舒适感.ISO7730推荐了测试室 内温度的高度值,本文在高度方向上选取Z=I.7m, 1.1m,O.6m和0.1m平面上布置测点.每个平面布 置12个点,共48个测点.测点布置示意图如图2 所示.
a俯视图
b正视图
图2测点布置示意图
2实验结果及分析
本次测试的时间为2009年7月22目和24日 全天连续不问断进行,室外温度为37?,设定空 调温度为26?.IMP数据采集板每3s采集一次数 据,选取13:00-14:00一个小时实测数据,与文献 【4】冬季测试数据进行比较,分析温度场均匀性. 2.1冬夏季室内温度场分布的分析
温度场的分布和流场相互作用,主要通过高度 方向和水平方向上产生的温度梯度对舒适起作用 】
.因此,选取高度方向和水平方向上温度进行比 较,分析其温度场.
从图3得出,制冷时温度梯度小,其最大温差 为0.27~C;采暖时,温度梯度变化显着,其最大温 差在2.65?.出现上述情况是由于空调房间采用上 送上回式送风方式.当夏季制冷时,上面冷气流密 度大,向下运动,自然对流强烈,冷热气流混合热
量交换充分,使得高度方向上各平面温度差小.而 第24卷第4期陈小慧,等:夏季与冬季变频空调房间温度场对比研究
冬季送热风,上面温度高,下面温度低,自然对流 减弱,冷热气流热量交换不充分,使得高度方向上 各平面温度差大.特别是在Z=O.1m处,即脚踝部 位温度与其他位置温度低,甚至比Z=I.7m处温度 低接近3?.
图3高度方向上平均温度分布
图4制冷时高度方向上四个平面温度分布 图5采暖时高度方向上三个平面温度分布 图4和图5分别是变频空调冬夏季稳定运行下 从房问高度方向上四个截面分析温度分布. 从图4四个平面上的温度分布相比较,温度明 显以房间长度方向中心截面分为两部分,每一区域 温度分布都很均匀.靠近送风口工作区域的温度, 显着高于远离送风口工作区域的温度.这是因为, 该空调房间送风方式是上送上回式,送风冷气流形 成贴附于顶棚的射流,在重力的作用下,射流逐渐 形成倾斜下降的气流,并且向周围扩散与室内热气 流混合,进行热量交换.在中心截面右侧与测点附 近空气热量交换更充分,使得这一区域温度低.而 在中心截面左侧不仅与冷气流交换不充分,并且此 区域也受回风气流影响,温度明显高.其中,测点 卜6温度分布在24.2,25.1?;测点7—12温度分布 在23.68~24.4~C.采暖时,温度分布在房间长度 方向没有分区.而在房问高度方向上温度差异较 大,Z=I.7m截面内温度与Z=O.1m截面内温度相差 最大有3?左右;从房间内不同高度上的水平面内 温度分布看,Z=I.7m的水平面内温度波动较
Z=O.1m的水平面内温度波动大.
从图4和图5中还得出,夏季制冷运行时,各 截面上温度波动明显,平均温度差大,温度分布不 均匀性显着;采暖时,各截面上温度变化平缓,在 平均值周围微小波动,分布较均匀.
2.2冬夏季室内测试温度周期性的比较
图6和图7分别是变频空调冬夏季稳定运行下 对送回风温度和高度方向上z=1.7m,Z=1.1m,Z
=
O.6m和Z=0.1m的水平面中心点温度的对比,本 文只给出一个小时的各测点温度曲线图. 各中心点的温度曲线
图7变频空调采暖送风,回风及高度方向上 各中心点的温度曲线
从图7可以看出变频多联空调采暖送风温度 呈周期变化,周期为20分钟左右,峰值在38?左 右,谷值在25?左右.回风温度和Z=I.7m,Z=I.1m
高度上的中心点温度也随送风温度的周期变化而 变化,但相位上有一定的滞后.而在Z=O.1m高度 上的中心点的温度受周期变化影响很小,基本保持 在24?的直线上.从图6看出变频多联空调制冷 05O5050
盯弱舱
p\越赠露
?
120?制冷与空调2010芷
送风温度周期变化不明显,回风温度和Z=I.7m,
Z=I.1m,Z=0.6m和Z=0.1m高度上的中心点温度也没有周期变化.从以上分析可知周期变化越小,
温度波动就越小,温度分布越均匀.
3结论
本实验的变频空调系统送风方式为上送上回 式.在这种送风方式下,对变频空调夏季制冷室内 温度场进行测试,将所得数据与文献[4】冬季测试数 据比较分析,得出以下结论:
(1)夏季测试的数据与冬季比较,变频空调 房间高度方向上夏季温度分布较均匀,温差小,最 大温差为0.27?;冬季温差变化显着,其最大温差 为2.65?.
(2)空调房间夏季运行时温度分布有明显的 分区现象,以房间长度方向上中心截面为分界面; 而冬季运行时温度分布没有分区现象.同时,空调 制冷与采暖相比,各截面上温度波动显着,平均温 度差大,分布不均匀.
(3)变频空调房间冬季高度方向上的中心温 度和回风温度随送风温度周期变化而变化,但相位 有一定滞后;而夏季送风温度没有周期性变化,其 高度方向上的中心温度和回风温度波动比送风温 度大.
参考文献:
[1】赵彬,李先庭,彦启森.用CFD方法改进室内非等温送 风气流组织设计[J】.应用基础与
科学, 2000,8(4):376—386.
[2】杨建坤,张旭,徐琳.蒸发冷却空调房间气流组织的数值 模拟[J1.建筑热能通风空调,2004,23(3):14—17. 【3]王怡.冬季集中供暖房间和空调房间热环境调查分析 [J].暖通空调,2002,32(3):18—19.
[4】赵立影.变频多联空调系统供热变负荷特性及房间流
场的研究【D].西安:西安建筑科技大学,2009.
【5】ISO,ModerateThermalEnvironments-Determinationof
thePMVandPPDIndicesandspecificationofthe
ConditionsforThermalComfort,IS07730, InternationalOrganizationforStandardization[S].
Geneva,1994.
[6】周正平,董凯军,刘蔚巍,等.空调房间气流组织与人体 热舒适关系的初步探讨[J].制冷空调与电力机
械,2006,27(1):17—20.
(上接第116页)
3旋叶溅水风冷散热器预计(EER)提高
卜1.5级
现有单一风冷降温制冷液的结构,受制于外界
气温的变化而影响制冷能效比(EER)的提高,制
冷液的温度达到70,80?时,循环管外壁的散热翅
片亦会达到6O,70?,而使用家用空调机制冷的夏
季气温常在35~C次上,气温与翅片的温差变小,其
散热效果变差,制冷液降温效果降低,能耗就增大.
而将IO~C左右的家用空调室内机产生的冷凝水直
接沾附于散热翅片上,不仅是水温与翅片温度的温
差比原的空气和翅片温差增加了20?以上,而且变
风冷散热变成了蒸发散热,使降温效果更显着.按
制冷液每降低温度1?节能O.8%计算,降低制冷液
温度20?可节电16%.故预计可提高能效比(E1)
卜1.5级.