Influence of air-conditioning exhaust on exterior recessed space

Recessed spaces are essential for high-rise residential buildings in Hong Kong. During the summer, they allow the discharge of heat from residential air-conditioners; throughout the year, they enable natural lighting and natural ventilation. Investigations are reported on the dynamic flow inside a 30-story-high recessed space for different amounts of waste heat (different sizes of cooled rooms) by window-type air-conditioners. Predictions based on a computational fluid dynamics code showed that when waste heat per air-conditioner is R = 2 kW, mechanical cooling is efficient (coefficient of performance, COP ≅ 3.1). However, when the waste heat increases, a buoyant air stream inside the recessed space becomes hotter and more powerful. Condenser units draw hotter air from this air stream, and their efficiency drops. In addition, this air stream strongly obstructs airflows through condenser units and natural ventilation through flats. The usability, efficiency and comfort of buildings will benefit from an enhanced understanding of the dynamic relationships between the configuration of the recessed exterior space, the amounts of waste heat discharged into it and the configuration of internal rooms. Les espaces encastrés jouent un rôle essentiel dans les immeubles d'habitation de grande hauteur à Hong Kong. L'été, ils permettent aux climatiseurs des appartements de refouler la chaleur générée ; tout au long de l'année, ils contribuent à l'éclairage et à la ventilation naturelle. On a procédé à des études sur les flux dynamiques à l'intérieur d'un espace encastré d'un bâtiment de 30 étages pour différentes quantités de chaleur perdue (différentes tailles de pièces refroidies) par des climatiseurs de fenêtre. Les prévisions basées sur des modélisations de dynamique des fluides ont montré que lorsque la chaleur perdue par climatiseur est égale à R = 2 kW, le refroidissement mécanique est efficace (coefficient de performance ≅ 3.1). Mais, lorsque la chaleur perdue augmente, il se forme un courant d'air flottant à l'intérieur de l'espace encastré, qui se réchauffe et devient plus puissant. Les condenseurs aspirent de l'air plus chaud de ce courant d'air et leur efficacité diminue. De plus, ce courant constitue un puissant obstacle aux écoulements d'air dans les condenseurs et gêne la ventilation naturelle des appartements. Une meilleure compréhension des relations dynamiques entre la configuration des espaces extérieurs encastrés, les quantités de chaleur perdue refoulée et la configuration des pièces permettra de mieux utiliser les immeubles, avec davantage d'efficacité, et d'en améliorer le confort.