学生公寓阳台空调室外机运行热环境模拟与优化*

刘 雨，万中硕，谢艳萍，张雯琦

（重庆科技学院，重庆 401331）

随着人们生活需求的上升，多联机空调已在高校学生公寓建筑中得到普及。学生公寓空调外机大多安装在阳台内或侧挂于阳台内墙，阳台有限的空间容易出现热积聚，导致室外机运行热环境恶化，对机组性能产生不利影响的同时也影响了学生公寓阳台的使用体验[1-4]。本文以某学校学生公寓为例，利用CFD技术，通过对不同安装方式下的数值模拟结果进行对比分析，提出改善室外机运行热环境的优化方案。

1 模拟设定

1.1 项目概况

该建筑为高校学生公寓，共七层，层高为3.5 m，阳台长2.5 m，宽2m。室外机尺寸为0.85 m×0.55 m×0.25 m（长×高×厚），室外机的散热量为5950w（制冷量3500w，输入功率2450w），室外机现有落地式、侧挂式和凹槽+百叶式三种安装方式。

1.2 CFD模拟设定

本文采用CFD模拟软件Airpak进行室外机散热过程模拟，室外机散热过程的流体流动遵循质量守恒、动量守恒和能量守恒方程[5-6]，室外机排风散热属于三维不可压缩湍流的物理过程，描述其流体流动的偏微分方程是纳维斯托克斯方程，对于湍流流动，本文采用标准的k-ε模型进行数值分析[7-8]并引入布辛涅斯克近似[9]，同时考虑重力对流体流动的影响。本文对部分边界条件进行了简化，即模拟过程空调处于夏季全负荷运行工况，忽略辐射和热传导的影响，来流边界条件认为是恒定的，设定室外温度为32.3 ℃[10]。

2 数值模拟

2.1 对现有安装方式的模拟

根据实际按钻过方案建立物理模型进如图1所示（依次为落地式、侧挂式、凹槽式）。……