探討戶式中央空調系統氣流組織與數值模擬的研究

尹小紅

摘要：室內空氣品質的好壞和人們的工作效率，以及健康狀況成正比。隨著科技的發達，空調已經不再是過去僅僅提供生產，工作環境需要的工具了，而是成為了調節室內空氣質量重要部分，因此相關人員必須要重視中央空調系統的氣流組織技術，以合理安排室內的氣流結構，使室內氣流的溫度，速度，濕度等方面滿足人們的需要。

關鍵詞：戶式中央空調;氣流組織形式;數值模擬

1 戶式中央空調概述

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

2 戶式中央空調系統的氣流組織形式

空調的氣流組織也稱空氣分布，是指空調區域內空氣的流動形態和分布，它是空調設計的一個重要環節，直接影響到空調區域內空氣的溫度、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 側送風下回風

側送風方式是較廣泛的一種空調送風方式，其中采用噴口送風方式最為常見。將噴口布置在側墻.上，回風口布置于噴口同側下方，射流以4～10m/s的初速度、8℃～12℃的溫差及一定的角度向室內送風，射流到一定距離后折回，工作區通常為回流。如空調區城跨度很大，兩側對嗩射程還是不夠的情況，可考慮配合室內裝飾布置若干個空調送風柱，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象。為了避免這種情況，噴口應選擇可調節型，以便隨著冬夏季的轉換，適時調節噴口送風角度。

2.2 上送風下回風

上送風方式是指將送風口安裝在頂棚，回風口設在周邊側墻下部，送風自上而下進入工作區，與室內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，以滿足不同區域所需的空調參數。

2.3 散流器送風

散流器送風可以進行平送和側送，它也是在空氣回流區進行熱交換。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，它使用于設置頂柵的房間。

2.4 噴口送風

經熱、濕處理的空氣由房間一側的幾個噴口高速噴出，渡過一定的距離后返回。工作區處于回流過程中，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。回風口設在房間下部。孔板送風時，射流的擴散及室內空氣混合速度較快，因此工作區內空氣溫度和流速都比較穩定，適用于對區域溫差和工作區風速要求嚴格、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將這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，只選用一組數據是不行的，因為這一組數據缺乏代表性，因此，要選用較多的數據，但是具體所選用的數據量要根據具體的對象來決定。在南方，炎炎夏日要求中央空調必須二十四小時不間斷使用，這也就意味著運行系統在二十四小時內需要不停歇地時刻保持運轉。

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

3.2 偏最小二乘法回歸分析

在所有的對選定數據進行全面分析的過程中，利用加權最小二乘法對數據進行分析是最復雜、工作量最大的一項數據分析過程。為此，特將該方法進行詳細闡述。利用最小二乘法對數據進行加權處理可以在尋找數據間的變量關系的同時建立相應動物模型，進而為制定中央空調運行系統的優化策略提供參考。

隨著互聯網技術與我國國民經濟的發展，計算機在各行各業已經得到充分應用。因此，在該過程中，可以利用計算機簡化工作內容。在開始這項工作之前我就需要把相應的數據輸入到計算機之中。在坐標系建成之后，利用計算機技術就可以將這些數據信息直接體現在該坐標系中。

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

4 結語

隨著全球氣候的變化和空調技術的發展，越來越多的大型建筑物利用中央空調系統來實現室內溫度和濕度的調節控制，特別是隨著“智慧城市”建設步伐的快速推進，使得圍繞智慧城市建設實現中央空調系統的智能控制與節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[J].家用電器，2019，（07）：18.

（作者單位：青島海信日立空調營銷股份有限公司）