分離式空調機橫流扇性能 之相似性研究.

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1 分離式空調機橫流扇性能 之相似性研究

2 研究動機 隨著近幾年能源節約問題的高喊，空調用電更是造成高度的能源負荷，其中家庭用分離式空調機市場的需求量迅速成長，所以為了提升空調機的效率，將利用較經濟、迅速的電腦計算流體力學軟體 FLUENT 進行橫流風機的內部流場模擬，以求得提升風量、改善效率的最佳化設計。

3 研究目的 利用FLUENT 5.5對分離式空調機的橫流扇內部流場進行分析。
針對900~1500的轉速給定0.1~0.4的流量係數，比較橫流扇內部流場結構，並利用最小誤差平方法(Least-Square Approximation)求得進出口壓差變化以提供設計者使用與參考的風扇相似定律與圖表。

4 分離式室內機流場簡介 室內機流場形成之示意圖

5 分離式室內機流場簡介 室內機內部主要結構 室內機橫流扇與流道結構示意圖

6 文獻回顧（1） Lazzarotto等人以實驗量測不同背板形狀對風扇之影響，並試著找出其相似性實驗結果得知，當風扇轉子直徑低於100mm、轉速低於1500~2000rpm時，其相似性並不適用。 Tanaka等人以節流實驗量測橫流扇內部流場，實驗結果得知，在同一節流位置時，增加轉速會使流量係數(f)與全壓係數(y)之特性曲線，趨近於較高的流量係數與全壓係數。

7 Lazzarotto實驗背板之幾何外型

8 Tanaka實驗參數之幾何外型 Casing C1 C2 Rotor R1 R2 R3 Rc (mm) 75.0 135.0 200.0
87.8 158.0 234.0 e1 (mm) 5.5 10.0 15.0 e2 (mm) 1.0 1.7 2.5

9 文獻回顧（2） (j=1,2,3…..)

10 模擬幾何外型 相關幾何條件： 不等間距葉片 35片 雙折式蒸發器 葉輪外徑 100 mm 葉輪內徑 72 mm 舌部間距 5.97 mm

11 結果與討論(一) 工研院實驗結果比對 東元MS1311B室內機風扇轉速1100 rpm時，量測風量結果為6.58 CMM。

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13 結果與討論(二) 轉速：900 rpm 流量係數：0.1

14 結果與討論(三) 轉速：900 rpm 流量係數：0.3

15 結果與討論（四） 轉速：1500 rpm 流量係數：0.1

16 結果與討論（五） 轉速：1500 rpm 流量係數：0.3

17 偏心渦元位置及壓力大小 轉速（rpm） 渦元位置及大小 流量係數（f）變化 位置（度） 900 全壓（Pa） 1050 1200 1350
0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 900 位置（度） ≈262 ≈258 ≈255 ≈253 ≈252 全壓（Pa） -41.7 -45.7 -50 -54.7 -59.4 1050 ≈254 -56.3 -61.7 -67.6 -73.7 -80.1 1200 -73.4 -80 -87.6 -95.7 -104.1 1350 ≈249 -92.5 -100.8 -109.9 -120 -130.8 1500 -113.6 -124 -135.4 -147.8 -161.5

18 P-Q曲線之擬合 C1： C2： C3： C4： C5： C6： C7： E-005 R2：0.991

19 進、出口全壓差和送風量的關係

20 流量係數  和 進、出口全壓差與渦元全壓比

21 轉速比和渦元全壓比的關係 Y = × X

22 總 結 流量係數為0.1時，偏心渦元容易產生漂移的現象；當流量係數大於0.2時，渦元位置則趨於穩定 。
總 結 流量係數為0.1時，偏心渦元容易產生漂移的現象；當流量係數大於0.2時，渦元位置則趨於穩定 。 偏心渦元最低全壓值與轉速比平方成線性關係，斜率接近1。 利用最小誤差平方法提供對壓差、轉速與風量之間的估算。