李玉獅 滕建文

(廣東美的制冷設(shè)備有限公司)

柜式空調(diào)出風(fēng)溫度均勻性的研究與應(yīng)用

李玉獅 滕建文

(廣東美的制冷設(shè)備有限公司)

正出風(fēng)柜機的出風(fēng)溫度均勻性一直是個非常難以解決的問題，但是此問題又是空調(diào)舒適性的一個重要指標(biāo)，本文提供一種調(diào)整電加熱管的形狀來解決出風(fēng)溫度均勻性的方法，可以非常簡單而有效的解決這種疑難問題,使其出風(fēng)溫差控制在6℃以內(nèi)。

家用空調(diào)；出風(fēng)溫度均勻性；電加熱管

1、前言

家用柜式空調(diào)，其吹風(fēng)的形式為鼓風(fēng)式，風(fēng)腔里面為正壓；而且電加熱管的安裝是在風(fēng)腔的另一側(cè)（以蒸發(fā)器為界），導(dǎo)致經(jīng)過電加熱管的風(fēng)量不是均勻通過，電加熱管沒有顧及到的地方，有可能風(fēng)量非常大，導(dǎo)致風(fēng)吹離出風(fēng)口后，溫差非常大，有的甚至達到了20度，嚴(yán)重影響了空調(diào)的舒適性。

2、柜式空調(diào)的出風(fēng)均勻性研究與成果

如圖1所示，家用正出風(fēng)柜機，其風(fēng)道在蒸發(fā)器的下側(cè)，經(jīng)過了風(fēng)道導(dǎo)風(fēng)板，蒸發(fā)器，其到達電加熱管的位置時，風(fēng)速發(fā)生很大湍動，造成其方向有很大不確定性。

圖1 柜式空調(diào)風(fēng)道示意圖

表1 某款正出風(fēng)柜機出風(fēng)溫度均勻性數(shù)據(jù)

目前常用的電加熱管方式如圖2所示，統(tǒng)一將電加熱管設(shè)計在蒸發(fā)器的上部和中部；此種設(shè)計使得制熱時出風(fēng)溫度90%以上都是沒有問題的，但是總會有個別的溫度點會非常低，或者非常高。造成出風(fēng)溫差很大。表一為某款柜機采用圖2電加熱管后的出風(fēng)溫度差值，可以看到在電加熱開啟的情況下，最高溫度和最低溫度差值為18.3度。此溫度差吹到人體上是非常不舒服的。

圖2 柜式空調(diào)目前的電加熱管方式

下面就針對某一款正出風(fēng)柜機的電加熱管方式確定進行詳細介紹：

一、測試工況：

試驗條件見表2，試驗允差見表3。供電電源：額定電壓、額定頻率

表2 出風(fēng)溫度均勻性（極差）試驗條件

表3 出風(fēng)溫度均勻性(極差)試驗允差

表4 出風(fēng)溫度均勻性（極差）判定標(biāo)準(zhǔn)

樣機運轉(zhuǎn)狀況：

（1）運行模式：【制熱】

（2）電輔熱：【開】

（3）風(fēng)速：【高風(fēng)檔（無級調(diào)速風(fēng)檔按80%風(fēng)檔）】

（4）導(dǎo)風(fēng)格柵：【導(dǎo)（掃）風(fēng)板固定在上電初始出風(fēng)方向位置（如果有手動垂直導(dǎo)風(fēng)葉片，手動把它固定在垂直位置上）】

（5）換氣窗：【閉】

（6）設(shè)定溫度：【最高溫度或功能書指定溫度】

（7）轉(zhuǎn)速可控型以自由頻運行

（8）開機前務(wù)必保證冷凝器干凈無霜

二、判定標(biāo)準(zhǔn)：

按照冷量段和出風(fēng)口方式進行判定：

其中正出風(fēng)按照溫差≤13℃進行判定。

三、正出風(fēng)柜機出風(fēng)口溫度取樣示圖：

如圖3示意，在方形出風(fēng)口的1，2，3，4，5，6，7，8，9點牢固布上溫度點，如圖4示意，在圓形出風(fēng)口1，2，3，4，5，6，7點牢固布上溫度點。

圖3 柜式空調(diào)方形出風(fēng)口溫度取樣示意圖

圖4 柜式空調(diào)圓形出風(fēng)口溫度取樣示意圖

四、試驗應(yīng)在圖5所示的模擬環(huán)境實驗室進行；其由外套和內(nèi)套兩部分組成，內(nèi)套為普通用戶住房，磚墻結(jié)構(gòu)，外套為保溫庫板，溫度可調(diào)；空調(diào)器試驗使用面積可根據(jù)實際匹數(shù)進行確定（5000W以下4.82×3.28=15.8 m2；5000W以上7.52×4.48=33.6 m2）。

圖5 模擬環(huán)境試驗室示意圖

五、某一款柜機的電加熱管外形確認步驟：

此款柜機采用圓形出風(fēng)口（見圖6），造成其出風(fēng)溫度和普通正出風(fēng)（方形出風(fēng)口）相比，有較大差異，故其溫度均勻性存在較大的不確定性，為了確保出風(fēng)溫度符合要求，對其電加熱進行重點調(diào)整。

圖6 某一款柜機的外形

①首先初步選定一款電加熱方式，對其進行出風(fēng)口溫度測試：電加熱方式見圖7，采用圖4方式進行出風(fēng)溫度點布置，進行測試。

圖7 第一種電加熱管外形示意圖

測試數(shù)據(jù)見表5。

表5 第一種電加熱管出風(fēng)溫度均勻性數(shù)據(jù)

可看到第1點，第2點溫度非常低，第3點溫度非常高，為了解決這種中間溫度極度不均勻的問題，我們對電加熱管的形狀進行調(diào)整。

②在圖7電加熱方式的基礎(chǔ)上重點針對1，2，3點進行調(diào)整，見圖8，采用圖4方式進行出風(fēng)溫度點布置，進行測試。

圖8 第二種電加熱管外形示意圖

測試數(shù)據(jù)見表6。

表6 第二種電加熱管出風(fēng)溫度均勻性數(shù)據(jù)

從表6可看出，出風(fēng)口溫差縮小，但是仍沒有達到要求，第5點相比第一種方案有較大升高，第2點提升幅度稍微下降。

③在圖8的基礎(chǔ)上，調(diào)整中間的電加熱管方式，周圍圍繞兩圈，中部電加熱管下移，見圖9，采用圖4方式進行出風(fēng)溫度點布置，進行測試。

圖9 第三種電加熱管外形示意圖

測試數(shù)見表7。

表7 第三種電加熱管出風(fēng)溫度均勻性數(shù)據(jù)

從表7可看出，出風(fēng)口溫差大大縮小，完全滿足要求，為了多次驗證電加熱管形狀更改到位，在關(guān)閉電輔熱下進行測試，溫差4.2度，完全滿足要求。

最終確定圖9電的加熱管方式。

3、結(jié)論

家用空調(diào)在制熱時，如果出風(fēng)口溫差過大，吹在人身上非常不舒服，嚴(yán)重的會造成空調(diào)病，對人體的健康有非常大的影響，出風(fēng)口溫差過大的直接原因為電加熱管在風(fēng)吹的情況下發(fā)熱不均勻所致，故電加熱管的形狀是解決出風(fēng)口溫差過大的關(guān)鍵性因素。

此論文重點介紹了家用柜式空調(diào)的出風(fēng)口溫差的判定標(biāo)準(zhǔn)，以及確定電加熱管形狀的方法，為達成空調(diào)的舒適性指標(biāo)，推薦一種比較實用的方法。

[1]陳彥澤，周一卉，丁信偉.計算傳熱學(xué)在工程傳熱設(shè)備傳熱研究中的應(yīng)用.化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù).2002，23（3）

[2]甄永杰，師晉生，劉振義，高啟軍.管狀電加熱元件的不穩(wěn)定態(tài)導(dǎo)熱數(shù)值模擬.節(jié)能，2004（7）

[3]商立英.非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題在非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中的計算研究.南京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006

[4]Patankar，S.V. Computation of conduction and Duct Flow Heat Transfer.Innovative Research，Inc，1991.

[5]章熙民，任澤霈.傳熱學(xué).北京;中國建筑工業(yè)出版社，2001

[6]楊世銘，陶文銓.傳熱學(xué).北京;高等教育出版社，1998

[7]陶文銓.計算傳熱學(xué)的近代進展.北京;科學(xué)出版社，2001

The floor air conditioner solve the wind temperature uniformity’s application and research

Li Yushi TengJianwen
(Guangdong midea refrigeration equipment co., Ltd）

The floor air conditioner＇soutlet air temperature homogeneity is very difficult to solve,but this question is air conditioner comfort＇s very important index, this text provide one type make use of electric heating tube＇s form to solve outlet air temperature homogeneity,this can very easy and valid to solve this question,the wind temperature difference control within 6℃.

Air-conditioner；Outlet air temperature homogeneity；electric heating tube