你那熱嗎？我這里34℃，很熱！

你有沒有遇到過和我一樣的痛：空調的溫度已經調得很低了，但房間還是不夠涼？

很多人第一反應是把溫度調得更低。但繼續壓榨空調的結果，更有可能是出風口凍得人直哆嗦、房間怎么都不涼，還耗電更多。

相比之下，更舒服、更省電的方法，是提高冷氣在房間里的循環效率——讓冷氣“動”起來。

電風扇吹出的氣流在房間中逐漸擴散丨作者制圖

空調制冷依賴兩個過程，傳熱、對流。調低溫度針對的是“傳熱”，讓冷氣動起來就是增強對流效果。

室內空氣的流動并不是像瀑布那樣一瀉千里，而是更傾向于循環往復，形成一個個環狀“流道”，就像房間里的“賽道”。驅動冷氣在這條賽道上奔馳的“發動機”，正是我們提供的動能，也就是風力。要讓冷空氣真正動起來，光靠空調一個人沖是不夠的。

這時候需要風扇“助推”一把。

藍線就代表空調吹出的冷風在房間中所形成的氣流。可以看到房間中存在著明顯的“冷空氣死角”。

風扇/循環扇，會為冷氣提供源源不斷的“馬力”，讓這條“流動賽道”盡可能覆蓋整個房間，形成穩定高效的循環流場。

而且空調、風扇需要配合默契，風向風力“順勢而為”；要是二者互相頂牛，就會阻礙冷氣擴散，降低制冷效果。

考慮大多數家庭的空調位置固定不動，那風扇的擺放位置就很有講究了。我們在流體動力學仿真軟件Ansys Fluent中做了一個模擬房間。整體呈長方形，空調安裝在窗邊的角落。

我們會在模擬房間中加上風扇，看看哪些位置更能“接力”空調的出風方向，把冷氣送得更遠、更均勻。

想抄作業的，直接看文章結尾總結即可。

本文模擬了風扇在不同位置、不同方向的制冷效果。箭頭代表風扇吹風方向丨作者制圖

這里采用k-ε 湍流模型進行三維模擬。選擇0.8 m 作為分析的切面，近似人坐在沙發上時的胸口高度。空調的溫度設置在 22 ℃，出風速度是2 m/s，而室內墻壁則設定為 27 ℃ 的恒溫熱源。循環扇的風速在 4–6 m/s 之間變化。為了確保結果更準確，使用了穩態計算，收斂精度為1e-3，并確保流場的最大速度和平均溫度都達到了穩定狀態。

如何讓冷氣全屋巡航？

先考慮只有風扇出風、空調不開的情況。從空氣運動軌跡（也就是流線圖）可以看出，將風扇放置在房間長邊的角落，更有利于推動空氣在整個空間中流動起來，如下圖3。

這種布局能讓氣流形成完整的循環通道，而不是在某個角落打轉或局部滯留。缺點是房間中部缺少氣流。

不開空調、只開空氣循環扇時的情況丨作者制圖

兩臺機器同時出風，冷氣會如何循環呢？可以明顯看到，在風扇的推動下，空調冷氣順勢被帶動起來。特別是房間長邊布置循環扇時，空調冷氣從一側被推送到了整屋，讓原本的局部制冷變成了真正意義上的“全屋巡航”。

空調和風扇一起出風的模擬丨作者制圖

來看看降溫效果

冷氣流動的順暢程度，能否和室內不同位置的溫度分布一致呢？

可以明顯看出，空調出風口附近溫度最低。如果沒有良好的氣流引導，空調冷氣就會“窩”在原地，難以擴散。

而當我們在房間長邊布置循環扇之后（圖4），冷氣被有效推送至整個空間，房間內的溫度不僅整體更低，而且分布更加均勻。這意味著你不會再出現“這邊熱那邊冷”的落差感，體感舒適度顯著提高。

不同循環方式下的氣溫分布圖。圖中白色區域表示溫度較高，藍色越深代表溫度越低。丨作者制圖

接下來，我們通過模擬，進一步揭示冷氣擴散與空氣循環之間的內在機制。

在沒有循環扇的情況下，空調吹出的冷風通常只能在一個相對有限的范圍內自循環。單靠空調的“風動力”也就是動能，難以驅動空氣進行遠距離流動，無法形成“全屋賽道”。因為冷氣流動過程中，動能會不斷耗散，擴散動力越來越弱。

箭頭代表空氣的流動方向，顏色則表示風速。紅色為高速，黃色為中速，藍色為低速。丨作者制圖

而在循環扇的協助下，冷氣的傳播能力大幅增強，有機會“乘風遠行”。但關鍵是：冷氣必須沿著正確的“航線”才能真正起飛。

如圖中所示，當循環扇被布置在房間中部時，它吹出的風與空調的冷氣循環幾乎是獨立的，各自循環，冷氣的交互擴散非常有限；而當循環扇直接放在空調下方時，雖然方向一致，但冷氣循環的范圍過小，無法有效擴展。黑色圈是空氣循環的通路（渦流），就是前面比喻的賽道。

黑色實線是顯著的渦流，虛線是副渦流（流速低、不顯著）。一實一虛兩圈，主要是體現空氣循環分區，沒有形成全屋的大循環。而大的渦流會形成更好的對流換熱效果。丨作者制圖

相較之下，將循環扇放置在長邊角落則能帶來理想的效果：循環扇吹出的風與空調冷氣融合，形成一個強有力、連貫的大型渦流。

這種大渦旋如同給冷氣開辟了一條高速公路，帶動冷風在整個空間中高效巡航，不僅覆蓋面廣，還能實現更均勻的降溫效果。最終讓全屋的冷氣分布趨于一致，涼得更舒適，也更節能。

最差的風扇位置，竟然是這里

房間有兩個長邊，風扇究竟放在哪里更好？我們進一步對比了將循環扇放在空調同側和對側時，空氣循環效果的差異。

風扇兩種位置和出風方向示意圖丨作者制圖

從冷氣循環軌跡和溫度分布圖中可以看出，若將循環扇放置在空調對側，會對冷氣的自然擴散產生負面影響。這是因為風扇扇背面形成的負壓會干擾空調出風的原始流動軌跡，導致冷氣不能擴散到全屋、反而被“吸”在原地。

唯一的好處是，這樣會讓冷氣流動速度更快，適合喜歡明顯風感的人。

空氣循環渦流示意圖。左圖的渦流更大且更靠近中心，其影響范圍大且均勻，有利于房間均勻降溫丨作者制圖

右圖中，全屋都達到了更低的溫度，尤其是沙發附近。但集中、快速的降溫并不舒服。丨作者制圖

接下來，讓我們進一步細化風扇的擺放位置：是越靠近墻面越好，還是靠近房間中間會利于帶動空氣流動？

為了解答這個問題，我們在房間長邊設置了四個不同位置的風扇，讓它們逐步遠離墻壁。結果顯示：當循環扇緊貼墻面時，空氣流動清晰有序，能夠在房間內形成一個穩定的大尺度渦旋，有效推動冷氣循環。但隨著循環扇逐漸移向房間中部，空氣流場開始變得紊亂，原本的整體循環結構被打破。

如果你家的風扇和空氣循環扇風量較大，那更不適合放在房屋中間。循環扇和空調對空氣的驅動方向開始“打架”，容易形成強對流，反而把空調的冷氣“壓”在了出風口附近，而全屋其他地方溫度較高。

風向有講究嗎？

你以為我們的努力僅此而已嗎？當然不！

從之前的分析中我們發現，循環扇的核心目標是幫助形成一個全屋流動的氣旋，把空調的冷氣帶著一起巡回運動。然而，我們之前采用的循環扇風向都是水平的，這樣形成的風場與空調冷氣之間仍然存在一定的高度差。

為了進一步提升冷氣的擴散效果，我們調整了循環扇的布置方式，讓它“抬頭”吹向空調，形成一種既有水平流動又有上下流動的立體風團。

從結果來看，長邊布置并且吹向空調的“抬頭”式方式具有最好的冷氣均勻性。

上面兩組圖為平吹，下面兩圖為抬頭丨作者制圖

同時，我們還增加了對角線布置方式，覆蓋全屋最長的距離。對角線布置則能在局部區域帶來更強的涼感，但全屋冷氣的均勻性稍差。如果你的目標是讓冷氣在房間內形成一定的溫度梯度，那么可以考慮這種。

總結

從上面的分析中你可能已經發現了，冷氣擴散問題的兩個關鍵詞，是 “循環”和“渦流”。

空氣的流動和擴散，本質上是一個連續且系統性的過程，它不像灑水那樣只是簡單地把氣體噴出去，而是要在空間中“跑起來”，形成完整的流道。也正因如此，冷氣循環最需要的是一個穩定、連貫的流動路徑。

一旦這個路徑被打亂，比如像在房間正中放一個循環扇那樣，風流互相抵消、擾亂主流，就可能適得其反，不但無法推動冷氣擴散，反而破壞原本的循環結構。

我們也可以進一步思考一個看似常見但實際關鍵的問題：既然我們追求的是有組織、有方向的氣流，那么——風扇“左右搖頭”這種常見功能，也就是讓風向不穩定，真的有必要嗎？

或許答案并不如我們習以為常那樣。

作者：魚有吉

編輯：Luna