一种空调室内机出风口防凝露的设计方法
【专利摘要】一种空调室内机出风口防凝露的设计方法，包括：建立空调室内机三维实体模型；进行计算域划分及网格拓扑构建，建立空调室内机三维流场计算模型；在空调室内机三维流场计算模型的基础上，完成空调室内机出风口及其附近流场全三维CFD数值仿真；对比出风口及其附近流场的流线，而且通过流线对比来判断流动紊乱且出现回流与分离现象的区域；对比出风口及其附近流场的速度，通过速度对比，判断低流速发生区域；对比处分口及其附近流场的涡量，通过涡量对比，判断高涡量发生区域；针对流体流动紊乱且出现回流与分离现象的区域、流体低流速发生区域以及流体高涡量发生区域，调整空调室内机出风口结构，从而调整空调室内机出风口结构的流动状况。
【专利说明】—种空调室内机出风口防凝露的设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空调领域，特别涉及一种壁挂式分体空调室内机出风口防凝露设计方法。
【背景技术】
[0002]空调器凝露是空调器在使用过程中较常出现的一种现象。若空调在制冷时，引起空调相关部件结露、滴水，即为空调器凝露性能异常。由空调器凝露产生的水滴或水汽，在空调器内部密封不严时，会对空调零部件，关键部位产生影响，影响空调的可靠性。凝露滴漏还会对空调设备的附近的电器机械设备、生活物资造成影响。
[0003]空调室内机亦存在，其凝露发生的部位为室内机出风口。将对用户的起居生活造成恶劣影响。
[0004]而现有技术下，目前，空调在开发过程中，针对室内机出风口的凝露问题，设计时主要凭经验，验证时一般总是靠试验一分析一对策一试验的路径，无法在设计过程中避免凝露现象的发生。
[0005]现有的解决方式为采用一些简单的方法，如在内机箱体背面、里面或出风口边沿贴上海绵等隔热材料，以此来提闻其隔热性。
[0006]空调器的凝露问题主要在模具已经开制后，产品已经定型的情况下最后很难解决。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种空调室内机出风口设计方法，可抑制或消除空调室内机出口凝露现象的发生。
[0008]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:在设计定型及模具开制前对空调室内机出风口流场进行空气动力学预分析研究，结合空调室内机出风口的设计结构及运行工况条件，采用CFD (Computational Fluid Dynamics,计算流体力学)数值仿真手段,针对空调室内机流场进行全三维数值仿真，分析出风口区域的空气流动状况及其流场结构，并在此基础上提出结构改进方案，最大限度的削弱出风口流道中的回流、低速涡流及流动分离现象，从机理上阻断冷热气流的混合作用，以达到抑制或消除空调室内机出口凝露现象的发生。
[0009]具体步骤如下:
[0010]第一步骤，建立空调室内机三维实体模型；
[0011]第二步骤，在空调室内机三维实体模型的基础上，进行计算域划分及网格拓扑构建，建立空调室内机三维流场计算模型；
[0012]第三步骤，在空调室内机三维流场计算模型的基础上，完成空调室内机出风口及其附近流场全三维CFD数值仿真；
[0013]第四步骤，对比出风口及其附近流场的流线，而且通过流线对比来判断流动紊乱且出现回流与分离现象的区域；
[0014]对比出风口及其附近流场的速度，而且通过速度对比，判断低流速发生区域；
[0015]对比处分口及其附近流场的涡量，而且通过涡量对比，判断高涡量发生区域；
[0016]第五步骤，针对流体流动紊乱且出现回流与分离现象的区域、流体低流速发生区域以及流体高涡量发生区域，调整空调室内机出风口结构，从而调整空调室内机出风口结构的流动状况；
[0017]第六步骤，对调整后的空调室内机出风口结构进行CFD数值仿真，观察仿真结果是否满足预定条件；如果仿真结果不满足预定条件，返回至第五步骤，重新改进空调室内机出风口结构；如果仿真结果满足预定条件，导出设计结果。
[0018]优选地，在第二步骤中所述进行计算域划分及网格拓扑构建的方法中，对于空调内机、内机下方2m、内机前方2m以及内机左右两端面外侧0.1m所限定的特定区域，网格划分采取非结构化网格与结构化网格相结合的方法。
[0019]优选地，在第二步骤中所述进行计算域划分及网格拓扑构建的方法中，对于贯流风机区域及换热器铜管区域采用非结构网格；除了特定区域、贯流风机区域和换热器铜管区域之外的其余区域处则采用结构化网格。
[0020]优选地，第三步骤中，对于空调室内机出风口及其附近流场全三维CFD数值仿真，其中坐标系建立方法为:以空调室内机贯流风机中间面圆心为原点，X轴为贯流风机旋转中心轴线，Y轴经过原点垂直指向进气栅格方向，Z轴经过原点垂直指向空调面板方向，建立计算域几何模型。
[0021]优选地，第三步骤中，对于空调室内机出风口及其附近流场全三维CFD数值仿真，基于如下物理量及物理量运算实现:
[0022]对于流体的质量的计算方式为:
[0023]单位时间内微元体中流体质量的增加,等于同一时间间隔内流入该微元体的净质量，即:
【权利要求】
1.一种空调室内机出风口防凝露的设计方法，其特征在于，包括如下步骤: 第一步骤，建立空调室内机三维实体模型； 第二步骤，在空调室内机三维实体模型的基础上，进行计算域划分及网格拓扑构建，建立空调室内机三维流场计算模型； 第三步骤，在空调室内机三维流场计算模型的基础上，完成空调室内机出风口及其附近流场全三维CFD数值仿真； 第四步骤，对比出风口及其附近流场的流线，而且通过流线对比来判断流动紊乱且出现回流与分离现象的区域；对比出风口及其附近流场的速度，而且通过速度对比，判断低流速发生区域；对比处分口及其附近流场的涡量，而且通过涡量对比，判断高涡量发生区域；第五步骤，针对流体流动紊乱且出现回流与分离现象的区域、流体低流速发生区域以及流体高涡量发生区域，调整空调室内机出风口结构，从而调整空调室内机出风口结构的流动状况； 第六步骤，对调整后的空调室内机出风口结构进行CFD数值仿真，观察仿真结果是否满足预定条件；如果仿真结果不满足预定条件，返回至第五步骤，重新改进空调室内机出风口结构；如果仿真结果满足预定条件，导出设计结果。
2.根据权利要求1所述的空调室内机出风口的设计方法，其特征在于，在第二步骤中所述进行计算域划分及网格拓扑构建的方法中，对于空调内机、内机下方2m、内机前方2m以及内机左右两端面外侧0.1m所限定的特定区域，网格划分采取非结构化网格与结构化网格相结合的方法。
3.根据权利要求1或2所述的空调室内`机出风口的设计方法，其特征在于，在第二步骤中所述进行计算域划分及网格拓扑构建的方法中，对于贯流风机区域及换热器铜管区域采用非结构网格；除了特定区域、贯流风机区域和换热器铜管区域之外的其余区域处则采用结构化网格。
4.根据权利要求1或2所述的空调室内机出风口的设计方法，其特征在于，第三步骤中，对于空调室内机出风口及其附近流场全三维CFD数值仿真，其中坐标系建立方法为:以空调室内机贯流风机中间面圆心为原点，X轴为贯流风机旋转中心轴线，Y轴经过原点垂直指向进气栅格方向，Z轴经过原点垂直指向空调面板方向，建立计算域几何模型。
5.根据权利要求1所述的空调室内机出风口的设计方法，其特征在于，第三步骤中，对于空调室内机出风口及其附近流场全三维CFD数值仿真，基于如下物理量及物理量运算实现: 对于流体的质量的计算方式为: 单位时间内微元体中流体质量的增加，等于同一时间间隔内流入该微元体的净质量，即:
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dt dx dv dz y.式中，P表示密度；U、V、w分别表示x、y、z三个方向上的速度分量；t表示时间； 对于流体的动量的计算方式为:微元体中的流体动量对时间的变化率等于外作用在该微元体上的表面力与体积力之和，即:
【文档编号】F24F13/22GK103851767SQ201410090591
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年3月12日
【发明者】叶舟, 叶峻, 童正明, 朱伟涛, 叶立, 孙姝 申请人:上海夏普电器有限公司, 上海理工大学