室外机安装平台对空调器性能影响的研究进展
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文章编号：ISSN1005-9180(2021)01-0041-11
室外机安装平台对空调器性能影响的研究进展
杨子旭，石文星，于洋
(清华大学建筑技术科学系，北京市海淀区100084)
［摘要］空调器的室外机安装平台直接影响人员安全性、建筑美观性以及空调器节能性，因此探明安装平台
对空调器性能的影响，对于规范安装平台设计、提升空调器实际运行性能、推动建筑节能进程都具有重要意
义。本文较为系统地总结了国内住宅建筑室外机安装平台的主要类型，近年来国内外关于安装平台对室
外机
进风参数和空调器实际运行性能影响，以及安装平台的结构优化及其设计标准的研究进展，进一步阐明在保
证人员安全性、建筑美观性的前提下，可以通过优化室外机平台的几何结构，从而发挥空调器的应有性能以
降低其运行能耗。
［关键词］房间空调器；室外机；安装平台；运行性能；标准
［中图分类号］TU8［文献标志码］B doi：10.3969/J.ISSN.1005-9180.2021.01.007
Research Progress on Influence of Outdoor Unit Installation
Platform on Air Conditioner Performance
YANGZixu,SHIWenxing,YU Yang
{Department of B uilding Science,Tsinghua University t Beijing,100085)
Abstract:The installation platform of air conditioner outdoor unit directly affects the safety of personnel,the beauty of
building and the efficient operation of the unit.Therefore,it is of great significance to explore the influence of installation
platform on the performance of air conditioner for standardizing the design of installation platform,improving the actual
operation performance of air conditioner and promoting the process of building energy saving.This paper summarizes the
research progress of the influence of installation platform on outdoor unit inlet air parameters and actual operation
performance of air conditioner in recent years.Meanwhile,the direction of structural parameter optimization of
installation platform and the research and development of corresponding standards are analyzed and provided.This
paper further clarifies that the geometric structure of outdoor unit platfbnn can be optimized to reduce operation energy
consumption of air conditioner under the premise of ensuring safety of personnel and building aesthetics.
Key words：Room Air Conditioner;Outdoor Unit;Installation Platform;Field Operation Performance;Standardization
收稿日期：2020-10-2
基金项目：国家重点研发计划项目(2016YFC0700304)资助。
(The project was supported by the National Key R&D Program of China(No.2016YFC0700304))作者简介：杨子旭C1995-)，男，博士研究生；
通讯作者：石文星(1964-)，男，博士，教授，研究方向：制冷与热泵技术，蓄能与可再生能源技术。E-mail：******************.
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42艺术特长生招生院校
1引言
房间空调器的价格便宜、质量可靠、安装使
用方便，是一种易于实现行为节能的空气调节装 置⑴。随着城镇化的加快，我国城镇居民家用空 调器的数量也进入了快速增长时期，到2018年，
房间空调器的年产量已超过2亿台［2］。房间空调 器主要采用分体式结构形式，包括安装在室内的 室内机和安装在室外的室外机两部分，二者之间
通过制冷剂管道、电源与控制线路，连接成一个
直接膨胀式制冷（热泵）系统。由于室外机是向
室外环境排放冷凝热（制冷时）或从室外环境提 取低品位热能（制热时）的重要设备，因此必须
安装在室外。然而，很多建筑没有设置室外机安
装平台（简称：安装平台）或平台设计不合理，
故在空调器安装、故障维修过程中频发人员安全
问题，同时大量的室外机安装在建筑外立面，也
严重影响建筑外立面的美观性以及室外机排热的 通畅性。
首先，安装平台直接关系到人员安全性，不合 理的安装平台增加了高空作业的危险性，也存在有
室外机坠落伤人风险；其次，室外机安装还涉及到
建筑美观性，为此，近年来提出了诸如“就近原
则、一室一位、便于安装、适度遮蔽”⑷、“装 饰费用法”⑷等空调机位美学设计原则。然而，
过度追求建筑美观，必然会对空调器性能产生影
响。不适宜的摆放位置及遮挡物会导致室外机风
量衰减、进风温度高于（制冷时）或低于（制热
时）自然环境的气温，进而影响空调器的性能，
严重时还会导致空调器不能正常运行。
由于房间空调器的能耗占比已经超过建筑用
电的40%［2］，故降低空调器的实际运行能耗将有 效推动国家节能减排方案的落实。探明安装平台
的合理结构，是改善空调器实际运行性能的重要
途径，为此，本文将对近年来我国住宅建筑的室
外机安装平台类型及其分布、国内外关于安装平
台对进风参数、空调器性能影响、以及安装平台 结构参数优化以及其标准实践现状进行总结，以
阐明室外机安装平台优化设计的重要性，并为今 后的进一步研究与发展提供参考。
2安装平台的类型与设置方式
为了详细了解当前空调室外机安装平台的设
置现状，首先需要明确室外机安装平台的类型。
根据安装平台的型式、室外机的安装位置，不同 的学者给出不同的分类方式：张春枝⑶通过对武 汉市多个新、老住宅小区的实地调研，给出了详 细的安装方式分类，从安装型式分为：垂直立面
凹槽式、凸窗凹槽式、直接外露式、窗下假阳台
式、外罩遮蔽落地式等；按临空面数量（指室外 机直接暴露在室外空气的临界面）多少分为一面
临空、二面临空、三面临空、四面临空、五面临
空（底部支架安装）；按同一平台上空调器的布
置方式又分为同一平台单台布置和多台布置。
闫艺文［6］调査了重庆地区住宅空调室外机常
见安装方式，除了按临空面的分类方式外，还有 两种预留平台的安装方式：一种是槽装式（内凹
/外凸，平台各面都有遮挡），另一种是飘板式
（预设的混凝土板）；展圣洁⑷给出了典型室外 机的安装型式分类，包括：裸装式、吊笼式、挡
板式、假阳台式、凹槽式、纯装饰型等形式。
上述研究虽然定义了各个安装平台类型，但
是没有明确给出各个安装平台的分布情况。为
此，于洋列选取了我国人口集中的大城市
2232个楼盘项目作为调研对象，采用包括实地考 査、网络实景地图调査及建筑设计图纸调研方 式，对安装平台类型、主要结构尺寸进行聚类分
析，结果表明，安装平台主要包括三角支架平 台、百叶窗平台、外墙挑出平台、空调罩四种形
式，并给出了这些类型的分布占比。
表1总结了上述调研结果以及不同研究人员提 出的分类对应关系，从表中可以看出，不同调研
结果均覆盖了室外机平台的主要类型和空调器的
主流安装方式。
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表1各研究者划分的安装平台类型及其对应关系
序号
1234
类型
r
张春枝切
垂直立面凹槽式
凸窗凹槽式凸窗挡板式
窗下假阳台式
闫艺文冋
内凹槽装式
内凹槽装式
外凸槽装式
外凸槽装式
展圣洁m 凹槽式凹槽式假阳台式挡板式
于洋[8,9]
百叶窗平台
百叶窗平台
百叶窗平台
百叶窗平台
临空面
1〜21〜2
1~2
1~2
序号
5
678
类型
张春枝切外露式（无栅栏）闫艺文问 预设混凝土板
吊笼式于洋昭
外墙挑出平台
外露式（无栅栏）
无预留平台安装
吊笼式外墙挑出平台
外露式（三脚架）
无预留平台安装
吊笼式三角支架平台
外露式（无栅栏）
无预留平台安装
纯装饰型
空调罩
展圣洁刀
临空面 445
5
图1是安装平台在调研样本中的分布情况⑻， 可以看到，百叶窗平台在既有项目中已经广泛采
用（占既有项目的66.3%），也是待建项目主要选
择的安装平台型式（占55.0%） o 外墙挑出平台在 既有项目中的使用量仅次于百叶窗平台（占既有
碳纤维加固项目的24.4%） o 因此，临空面比较少（通常 1〜2个）、采用百叶窗的槽装安装平台成为主要类 型。这种结构隐蔽安装，美观可靠；然而，这也
给室外机的运行微环境、进风参数以及空调器高
效运行带来挑战。
3安装平台对空调器性能的影响研究
空调器在运行时，室外机不仅处于室外气象
的大环境（即室外无穷远处气象环境）中，同时
也处于安装平台的微环境中。因此，空调器的微
环境受平台结构、安装位置、室外机排（吸）热 量以及附近遮挡物等的影响，如图2所示⑼。从本 质上讲，室外机运行热环境的恶化主要受两方面 影响：
«<»
200既有项目哥特式建筑的代表作是
待建项目
安装平台
"|/ // // // // / 室外机运行热环境t a
室外无穷远处气象环境
图1空调器室外机安装平台在调研样本中的分布⑻图2
安装平台中的室外机与其周围环境的关系
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（1 ）安装平台结构导致空调器自身微环境的 恶化（室外机风量减小，且制冷（热）时，进风
温度tin 高（低）于室外机运行热环境温度切当没 有其他热源影响时，可以认为-就是室外无穷远处
气象环境温度£ ）；
（2）高层建筑各楼层不同平台室外机排
（吸）热导致其他空调器微环境的进一步恶化
（制冷（热）时，受其他楼层室外机的排热影
响，空调室外机的运行热环境温度心高（低）于室
外无穷远处气象环境温度九）。
在现有空调器的能耗模拟仿真和实验研究
中，空调器室内、外机换热器的进风一般采用均 匀的进风风速和进风温度作为其边界条件［讪，然 而，由于上述室外机微环境的改变，室外机的进
风条件（包括：室外机实际进风温度和风量）相
较于实验室或模拟仿真条件恶化⑼，导致空调器
实际运行能耗增大，能效比降低M ⑵。因此，下 面将介绍安装平台对单台空调器和不同平台多台
室外机（以下多台室外机均指不同平台多台室外 机）布置方式对室外机热环境及进风参数的影
敲边鼓造句响，再进一步介绍安装平台对空调器性能影响的 研究现状。
3.1对进风参数的影响
3.1.1现场测试分析
徐振坤等人「讨对长江流域10万台空调器近一 年中待机与运行时连续采集的室外机运行热环境
进行监测分析，结果表明，部分时段空调运行室 外温度与气象参数偏差过大，图3给出了空调器在 不同季节的室外机进风温度统计分布图。
.f if
衾口
20
30 W  50
（a ）夏季工况
（b ）冬季工况
图3利用大数据测量的制冷与制热季的室外机
进风温度tin 分布问
类似的，丁连锐在进行空调器实际性能测试
时，统计测量期内各空调器室外机进风温度的发
生小时数，如1图4所示［如。其中，重庆市2台空调 器机，一台室外机组进风温度主要分布在
26.0-45.0^范围内，其中31.0-41.0^的时间占比
达到了82.0%，高于40.0七的时间占比为10.1%; 另一台室外机组进风温度也类似，主要分布在 25.0~46.0T ：范围内，其中41.0-52.0^的时间占比
为 15.7%o
现场测试数据表明，安装平台对室外机进风
参数的影响是真实存在的。但现场测试尚难以厘
清安装平台对单台空调器、与多台空调器的布置
位置对其进风参数的影响，因此还需要通过理论
分析或实际测试进一步探究其相互关系O
12010080604020
（1 ）安装平台对单台空调器的影响
为真实反映单台安装平台对进风参数的影响，
部分研究者开展了现场或实验室测量。展圣洁⑺对
裸装式、凹槽式安装的室外机进行现场测量，获得
了室外机的排风温度、后进风温度、侧进风温度。
-9 -7 -5 -3 -1 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 3S  37 39 41 43 4S  47 49
室外机组进风温度/吃
图4实测制冷/制热工况下室外机进风温度tin
发生小时数差异
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结果表明，裸装式室外机进风温度仅升高0.2弋-0.8%：，而凹槽式室外机进风温度则升高2.9-12.0乜，其中侧进风温度显著高于后进风温度。
闫艺文［6］根据室外机各面周围遮挡物的类型（包括挡板、百叶窗）不同，在实际使用现场测试了不同室外机在6种安装平台下的进风温升。结果表明，槽装式安装效果最差，不合理的安装将使进风
温度升高近20七，而采用飘板式安装或裸装则有效降低了进风施
于洋［9］实际测试了办公室某定速空调器室外机热环境情况，并利用KT板分别模仿了三角支架平台、外墙挑出平台、空调罩平台以及百叶窗平台的模型。由于测试的空调器相同，因而结果有更高的可比性。测试结果表明：在夏季制冷工况中，室外机的平均进风温度均高于周围环境温度，存在不同程度的进凤温升，图5给出了测试中不同百叶角度安装平台室外换热器温升/温降分布。
以上研究表明，安装平台会显著影响室外机的进风参数；然而，一方面，这些实验均是在制冷工况下完成的，因而只表现为温度的升高；另一方面，空调器迸风温升还必将受到机组排热量影响，而以上文献均未测试空调器的排热量，因而这些测试只能显示一些规律，并不能用于分析室外雌舲数实际温升。
（b）冬季测试工况
图5制冷/制热工况下采用百叶窗安装平台室
员工自我评价外换热器温升/温降分布⑼
实际上，安装平台对室外机进风参数影响包括两方面：（1）室外机排风回流，排热堆积致使进风温度偏离气象温度；（2）室外机风机的风量衰减。
根据图磯定的空气流路图⑷，室外机在没有側遮挡物的軽条件下时，流经室外换蜩的凤量即为风机的额定风量q，其室外机的进风温度沧与外温文相同。当室外机安装在平台内时，由于平台结构导致风机的阻力增大，风量衰减至G（＜G o）；而且因平台结构导致排凤回流（回流风量为GJ，故使得室外换蜩与自然环境的换热风量减小至G2（G2=G-G｝），导致其进风温度心偏离室外温度®（制冷时心制热时心。
环境温哎：t n
（b）有安装平台时的风流路图
图6安装平台的空气流路图
(1)
为了描述排风回流和室外机风量衰减的影响，文献⑻定义了排风回流系数严］:
G
a的大小反映了因平台结构的遮挡导致的室外机排风短路程度。然而，平台结构也会导致室外机风机的风阻增大，从而导致室外机风机的风量减少，文献⑷注意到这一问题，在排风回流系数a的基础上，又提出了风量衰减系数0反映平台导致的室外机风量衰减即
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