一种空调出风温度场检测方法

一种空调出风温度场检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种空调出风温度场检测方法，包括以下步骤：（1）、确定检测平面；（2）、在所述检测平面上布置温度检测元件；（3）、开启空调器，各温度检测元件采集所在位置点的温度值，并发送至处理单元，绘制空调出风温度场在各平面内的等温线图；（4）、从所述等温线图中查找温度值为T1，T2…Tn的等温线在竖直方向上距离空调出风口的最大距离，并根据查找结果至少调整空调出风口的导风板角度和/或送风速度。本发明的空调器出风温度场检测方法，采用模拟与实际测量相结合的方式，首先建立湍流模型模拟出温度场，确定关键温度点所在的平面大概位置，并以该位置作为布设温度检测单元的基准，实际测量空间中的温度值，并最终形成更加接近实际的温度场。
【专利说明】-种空调出风温度场检测方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种温度场检测方法，具体地说，是涉及一种空调出风温度场检测方 法。

【背景技术】
[0002] 近年来，随着人们对室内家居环境要求的升高，对空调产品的要求也越来越严格。 对于房间内使用的吊装式或挂式空调而言，因为大部分此类产品均安装有导风板，而因为 导风板的角度不同会直接影响到产品性能和人们对舒适性的要求。因此，需要在空调研发 测试的时候对空调出风温度进行测量，以将产品调整到最优性能，最大化的满足用户舒适 性要求。
[0003] 对空调的综合评价包括空调的出风温度测量以及房间内空调器出风温度场，在现 行的空调出风温度的测量中，一般仅在空调器出风口位置布置一个点或几个点，仅对空调 出风口温度进行判断，并参与空调运行的控制，而这种测量的方式仅能反映出房间内空调 器在某个点或某几个点上的温度值，无法更加形象直观的反映空调器从出风口至其整个作 用的空间范围内的温度分布情况，这也从一定程度上影响了空调产品的设计进度和人们对 舒适性要求的满足。
[0004] 而对于房间内空调器出风温度场的分布基本上局限于CFD仿真的计算，此方法可 以从实验上对理论的验证提供支持，而没有实际的简单可行的测试方法来验证仿真与实际 温度场分布的一致性。


【发明内容】

[0005] 本发明为了解决现有空调器出风温度场检测主要依赖于模拟，检测不精确的问 题，提出了一种空调器出风温度场检测方法，可以解决上述问题。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现： 一种空调出风温度场检测方法，包括以下步骤： (1 )、确定检测平面，所述检测平面至少包括坚直平面、第一水平面和第二水平面，所述 第一水平面为空调出风温度场中温度值为Tl的等温线最低点所在平面，所述第二水平面 为空调出风温度场中温度值为T2的等温线最低点所在平面； (2) 、在所述的检测平面上布置温度检测元件，所述坚直平面的纵向上至少从出风口处 至所述第二水平面处间隔布置有温度检测元件，所述第一水平面、第二水平面上至少与所 述坚直平面的交线上以及与所述交线的垂线上间隔布置有温度检测元件； (3) 、开启空调器，各温度检测元件采集所在位置点的温度值，并发送至处理单元，将各 温度检测元件所采集的温度值进行整合，绘制空调出风温度场在所述各平面的等温线图； (4) 、从所述等温线图中查找温度值为Tl, T2…Tn的等温线在坚直方向上距离空调出 风口的最大距离，并根据查找结果调整空调出风口的导风板角度和/或送风速度参数。
[0007] 进一步的，所述步骤（1)中，所述第一水平面和第二水平面的确定方法为： (11 )、建立用于模拟空调所在房间内三维非稳态紊流流动的湍流模型，设定模型参数， 并模拟空调出风温度场； (12)、找出模拟的空调出风温度场中温度值为Tl的等温线最低点所在平面，并在该平 面上下0. 5m的范围内选取其中一个水平面作为第一水平面， 找出模拟的空调出风温度场中温度值为T2的等温线最低点所在平面，并在该平面上 下0. 5m的范围内选取其中一个水平面作为第二水平面。
[0008] 进一步的，所述步骤（1)中，所述坚直平面的确定方法为：找出模拟的空调出风温 度场中等温线的对称平面或者近似对称平面，该对称平面或者近似对称平面确定为坚直平 面。
[0009] 优选的，所述步骤（11)中，采用CFD仿真软件模拟空调出风温度场。
[0010] 进一步的，所述步骤（2)中，所述坚直平面上从空调回风口到出风口按照mXn矩 阵布置方式布置温度检测元件，最上端离地面距离为L1，量测量点间纵向间距为L2,横向 在回风口距出风口处之间进行m等分。
[0011] 优选的，所述步骤（2)中，所述坚直平面上设置有一平板，布置与所述坚直平面上 的温度检测元件固定于所述平板上。
[0012] 又进一步的，所述步骤（2 )中，布置于所述第一水平面和第二水平面上的温度检测 元件吊装在房间顶壁上，布置于所述第一水平面、第二水平面与所述坚直平面交线上的温 度检测元件，固定于所述平板上； 或者，从两侧壁上拉线，形成多层水平面，每层水平面由若干条水平拉线组成，在所述 多层水平面上布置温度检测元件，并满足所布置的温度检测元件在三维空间中分别位于第 一水平面、第二水平面上、或者坚直平面中。
[0013] 其中，所述的平板为纸板、塑料板、橡胶板、木板、或者金属板中的任一种。
[0014] 再进一步的，所述步骤（3)与步骤（4)之间，还包括对所述等温线图进行修正的步 骤，使用热成像设备检测所述坚直平面上温度并生成温度区域分布图，将坚直平面的等温 线图与温度区域分布图比较，对该坚直平面的等温线图进行修正。
[0015] 更近一步的，所述步骤（3)中，处理单元采用二次多项式法将各温度检测元件所采 集的温度值及所需的温度值进行整合。
[0016] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的空调器出风温度场检测 方法，采用模拟与实际测量相结合的方式，首先建立湍流模型模拟出温度场，确定关键温度 点所在的平面大概位置，并以该位置作为布设温度检测单元的基准，实际测量空间中的温 度值，并最终形成更加科学、更加接近实际的温度场，进而可以很好的指导空调的研发与调 试，最大化的满足用户舒适性要求。
[0017] 结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更 加清楚。

【专利附图】

【附图说明】
[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0019] 图1是本发明所提出的空调出风温度场检测方法一种实施例流程图； 图2是图1中所确定的检测平面的不意图； 图3是图2中坚直平面上布置温度检测元件示意图； 图4是图2中第一水平面上布置检测元件示意图； 图5是本发明所提出的空调出风温度场检测方法一种实施例所检测的坚直平面的等 温线图； 图6是本发明所提出的空调出风温度场检测方法一种实施例调整后的坚直平面的等 温线图。

【具体实施方式】
[0020] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021] 对于空调器而言，其评价的主要指标一方面是其单位时间内的制冷、制热量及消 耗的功率；另一方面是空调器出风对人的舒适性的影响。如何以最少的温度点的布置来实 现测量和观测房间内温度场的分度，对于空调器实验性能和人体舒适性的保证有重要的意 义。针对目前的空调研发测试的时候对空调出风温度场测量时一般仅在出风口处布置温度 检测单元，而整个空调出风温度场主要依赖于软件模拟实现，与实际偏差较大，无法更准确 的反应空调的出风温度场，因此，无法精确指导空调的研发与调试，进而影响到产品无法到 达其最优性能，以及无法最大化的满足用户舒适性要求的问题，提出了一种空调出风温度 场检测方法，采用模拟与实际测量相结合的方式，首先建立湍流模型模拟出温度场，确定关 键温度点所在的平面大概位置，并以该位置作为布设温度检测单元的基准，实际测量空间 中的温度值，并最终形成更加科学、更加接近实际的温度场，进而可以很好的指导空调的研 发与调试，最大化的满足用户舒适性要求。下面将以较佳实施例进行详细说明。
[0022] 实施例一，本实施例提出了一种空调出风温度场检测方法，如图1、图2所示，包括 以下步骤： 51、 确定检测平面,所述检测平面至少包括坚直平面3、第一水平面1和第二水平面2， 所述第一水平面1为空调出风温度场中温度值为Tl的等温线最低点所在平面，所述第二水 平面2为空调出风温度场中温度值为T2的等温线最低点所在平面； 52、 在所述的检测平面上布置温度检测元件，所述坚直平面的纵向上至少从出风口处 至所述第二水平面2处间隔布置有温度检测元件，所述第一水平面1、第二水平面2上至少 与所述坚直平面的交线上以及与所述交线的垂线上间隔布置有温度检测元件； 53、 开启空调器，各温度检测元件采集所在位置点的温度值，并发送至处理单元，将各 温度检测元件所采集的温度值进行整合，绘制空调出风温度场在所述各平面的等温线图； 54、 从所述等温线图中查找温度值为Tl, T2…Tn的等温线在坚直方向上距离空调出风 口的最大距离，并根据查找结果调整空调出风口的导风板角度和/或送风速度参数。
[0023] 本实施例中，通过合理的选择测量平面，也即，分别确定了坚直平面以及以关键温 度点ΤΙ、T2等温线最低点所在水平面，并在该测量平面上布置温度检测元件，由于该关键 温度点ΤΙ、Τ2是基于统计学验证的人体在炎热的环境中能感觉到凉快或者在寒冷的环境 中所感觉到暖和的界点温度值，通过在以关键温度点所在水平面布置温度检测元件，其所 检测到的空间温度位置更具代表性，有利于减少使用温度检测元件个数，也即利用最少的 温度检测元件能够最优、更真实的反应空调出风温度场。空调出风口温度场在垂直于空调 出风口长度方向一般是对称的，通过将坚直平面设置在空调出风口温度场的对称平面上， 其基本覆盖空调的出风口以及回风口及以下部位，其同样起到了有助于合理布置温度检测 元件，减少温度检测元件使用的作用。
[0024] 作为一个优选实施例，所述步骤Sl中，所述第一水平面1和第二水平面2的确定 方法为： 511、 建立用于模拟空调所在房间内三维非稳态紊流流动的湍流模型，设定模型参数， 并模拟空调出风温度场； 512、 找出模拟的空调出风温度场中温度值为Tl的等温线最低点所在平面，并在该平 面上下0. 5m的范围内选取其中一个水平面作为第一水平面1， 找出模拟的空调出风温度场中温度值为T2的等温线最低点所在平面，并在该平面上 下0. 5m的范围内选取其中一个水平面作为第二水平面2。
[0025] 以及，所述步骤Sl中，所述坚直平面3的确定方法为：找出模拟的空调出风温度场 中等温线的对称平面或者近似对称平面，该对称平面或者近似对称平面确定为坚直平面3。
[0026] 由于房间内气流组织是一种高度复杂的三维非稳态、带旋转的不规则的湍流流 动，对于此类流动，可采用非稳态的Navier-Stokes方程以及经过Launder和Spalding修 正的高Re数k- f两方程模型对房间气流运动进行计算。从流体力学的基础方程出发，将 连续方程、动量方程、湍流能量k方程以及湍流能量耗散￡方程出发，进行若干假设和简化， 可得出适用于空调房间内三维非稳态紊流流动的湍流方程，虽然各方程中的因变量不同， 但他们均反映了单位时间单位体积内物理量的守恒性质，如果用#表示通用变量，则湍流 方程可以用以下的通用形式进行表示。

【权利要求】
1. 一种空调出风温度场检测方法，其特征在于，包括以下步骤： (1 )、确定检测平面，所述检测平面至少包括坚直平面、第一水平面和第二水平面，所述 第一水平面为空调出风温度场中温度值为T1的等温线最低点所在平面，所述第二水平面 为空调出风温度场中温度值为T2的等温线最低点所在平面； (2)、在所述的检测平面上布置温度检测元件，所述坚直平面的纵向上至少从出风口处 至所述第二水平面处间隔布置有温度检测元件，所述第一水平面、第二水平面上至少与所 述坚直平面的交线上以及与所述交线的垂线上间隔布置有温度检测元件； (3 )、开启空调器，各温度检测元件采集所在位置点的温度值，并发送至处理单元，将各 温度检测元件所采集的温度值进行整合，绘制空调出风温度场在所述各平面的等温线图； (4)、从所述等温线图中查找温度值为Tl，T2…Τη的等温线在坚直方向上距离空调出 风口的最大距离，并根据查找结果调整空调出风口的导风板角度和/或送风速度参数。
2. 根据权利要求1所述的空调出风温度场检测方法，其特征在于，所述步骤（1)中，所 述第一水平面和第二水平面的确定方法为： (11 )、建立用于模拟空调所在房间内三维非稳态紊流流动的湍流模型，设定模型参数， 并模拟空调出风温度场； (12)、找出模拟的空调出风温度场中温度值为Τ1的等温线最低点所在平面，并在该平 面上下0. 5m的范围内选取其中一个水平面作为第一水平面， 找出模拟的空调出风温度场中温度值为T2的等温线最低点所在平面，并在该平面上 下0. 5m的范围内选取其中一个水平面作为第二水平面。
3. 根据权利要求2所述的空调出风温度场检测方法，其特征在于，所述步骤（1)中，所 述坚直平面的确定方法为：找出模拟的空调出风温度场中等温线的对称平面或者近似对称 平面，该对称平面或者近似对称平面确定为坚直平面。
4. 根据权利要求3所述的空调出风温度场检测方法，其特征在于，所述步骤（11)中，采 用CFD仿真软件模拟空调出风温度场。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的空调出风温度场检测方法，其特征在于，所述步 骤（2)中，所述坚直平面上从空调回风口到出风口按照mXn矩阵布置方式布置温度检测元 件，最上端离地面距离为L1，量测量点间纵向间距为L2,横向在回风口距出风口处之间进 行m等分。
6. 根据权利要求1-4中任一项所述的空调出风温度场检测方法，其特征在于，所述步 骤（2)中，所述坚直平面上设置有一平板，布置与所述坚直平面上的温度检测元件固定于所 述平板上。
7. 根据权利要求6所述的空调出风温度场检测方法，其特征在于，所述步骤（2)中，布 置于所述第一水平面和第二水平面上的温度检测元件吊装在房间顶壁上，布置于所述第一 水平面、第二水平面与所述坚直平面交线上的温度检测元件，固定于所述平板上； 或者，从两侧壁上拉线，形成多层水平面，每层水平面由若干条水平拉线组成，在所述 多层水平面上布置温度检测元件，并满足所布置的温度检测元件在三维空间中分别位于第 一水平面、第二水平面上、或者坚直平面中。
8. 根据权利要求6所述的空调出风温度场检测方法，其特征在于，所述的平板为纸板、 塑料板、橡胶板、木板、或者金属板中的任一种。
9. 根据权利要求1-4中任一项所述的空调出风温度场检测方法，其特征在于，所述步 骤（3)与步骤（4)之间，还包括对所述等温线图进行修正的步骤，使用热成像设备检测所述 坚直平面上温度并生成温度区域分布图，将坚直平面的等温线图与温度区域分布图比较， 对该坚直平面的等温线图进行修正。
10. 根据权利要求1-4任一项所述的空调出风温度场检测方法，其特征在于，所述步骤 (3)中，处理单元采用二次多项式法将各温度检测元件所采集的温度值及所需的温度值进 行整合。
【文档编号】G01K13/00GK104236755SQ201410439872
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】宋振兴, 陈卫星, 蒋茂灿, 左计学 申请人:青岛海信日立空调系统有限公司