空調(diào)房間氣流組織數(shù)值模擬和優(yōu)化課程(編輯修改稿)
2024-07-21 05:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 合理的組織室內(nèi)空氣的流動和分布，使室內(nèi)工作區(qū)空氣的溫度、濕度、風速和潔凈度能更好地滿足室內(nèi)人員的舒適感要求。只有合理的氣流組織才能充分發(fā)揮送風的冷卻和加熱作用，均勻地消除室內(nèi)的冷(熱)、濕負荷，并有效的排除有害物和懸浮在空氣中的灰塵,滿足室內(nèi)人員對新鮮空氣的需求。好的通風系統(tǒng)不僅要能夠給室內(nèi)體統(tǒng)一個健康、舒適的環(huán)境，而且要有很高的經(jīng)濟性。因此，根據(jù)室內(nèi)環(huán)境等的特點和需要，采取最恰當?shù)耐L系統(tǒng)和氣流組織形式，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效運行，就顯得尤為重要。 常用的氣流組織形式在實際工程中，常用的氣流組織形式有：側(cè)送側(cè)回、上送下回、上送上回、下送上回等。 側(cè)送側(cè)回圖21 側(cè)送側(cè)回氣流分布側(cè)送側(cè)回的送風口布置在房間的側(cè)墻上部，氣流橫向送出，氣流吹到對面墻上后下落到工作區(qū)，以較低速度流過工作區(qū)，再通過布置在同側(cè)墻下方的回風口排出。側(cè)送側(cè)回形式中，工作區(qū)處于回流區(qū)，由于氣流在到達工作區(qū)之前，已經(jīng)和房間內(nèi)空氣進行了比較充分的混合，使房間內(nèi)速度場和溫度場都趨于均勻和穩(wěn)定，因此能保證工作區(qū)具有穩(wěn)定和均勻的氣流速度和溫度。 上送下回圖22 上送下回氣流分布 這種氣流組織形式是將送風口布置在房間上部，回風口布置在下部。該氣流組織的優(yōu)點是送風氣流不直接進入工作區(qū)，有較長的與室內(nèi)空氣混摻的距離，能夠形成比較均勻的速度場和溫度場。 上送上回圖23 上送上回氣流分布這種氣流組織形式是將送風口和回風口布置都在房間上部，氣流能充分的流過工作區(qū)，對于那些因各種原因不能在房間下部布置回風口的場合是相當合適的。 下送上回圖24下送上回氣流分布這種形式的送風口布置在下部，回風口布置在上部，排風溫度高于工作區(qū)的溫度，故具有一定的節(jié)能效果，同時有利于改善工作區(qū)的空氣質(zhì)量。對于室內(nèi)余熱量大，特別是熱源又靠近頂棚的場合，如計算機房，廣播電臺的演播大廳等，采用這種氣流組織形式是非常合適的，對于同側(cè)下送上回的氣流組織形式，氣流能吹過房間的每個角落，空調(diào)效果非常好。但是，下送方式要求降低送風溫差，控制工作區(qū)內(nèi)的風速。3 氣流組織和室內(nèi)舒適性的評價指標對以人為主要服務對象的舒適性空調(diào)來說，其評價指標主要有技術(shù)指標和經(jīng)濟指標兩個方面。對大多數(shù)空調(diào)房問來說，相對濕度在一定范圍內(nèi)(30％～70％)對人體的舒適性影響不明顯，因此可以忽略空調(diào)房間內(nèi)濕度的影響，其主要考慮空氣溫度和氣流速度綜合作用。下面簡要介紹一下常用的評價指標,包括不均勻系數(shù)、換氣效率、熱舒適性指標和經(jīng)濟性指標及舒適性空調(diào)室內(nèi)空氣計算參數(shù)[10][13][14]。 技術(shù)指標（1） 不均勻系數(shù) 不均勻系數(shù)即空調(diào)房間室內(nèi)的溫度和風速等參數(shù)的不均勻性，該方法是在室內(nèi)工作區(qū)內(nèi)選取n個測點，分別測得各點的風速和溫度，求其算術(shù)平均值和均方根偏差，再求不均勻系數(shù)和和和和式中：n——測點數(shù) ——工作區(qū)測點的速度 ——n個測點的速度算數(shù)平均值 ——n個測點的溫度算數(shù)平均值 ——n個測點的速度均方根偏差 ——n個測點的溫度均方根偏差有由上面的定義式可見，越小，表示氣流分布的均勻性越好。（2） 換氣效率 換氣效率是衡量換氣效果優(yōu)劣的一個指標，是氣流自身的特性參數(shù)，與污染物無關(guān)?？疾禳c換氣效果的優(yōu)劣取決于該點的局部平均空氣年齡(空氣年齡指空氣質(zhì)點從進入房間起至達到某點所需經(jīng)歷的時問)。因此，換氣效率可定義為理論上最短的換氣時間與實際換氣時間之比。換氣效率定義式：式中：——室內(nèi)空氣理論上的最短換氣時間 ——實際換氣時間 ——室內(nèi)平均空氣齡根據(jù)換氣效率的定義式可知，對于理想的活塞流，=/2，為100%；全面孔板送風，ζ≈100%；對于混合流，=，為50%。當換氣效率在50%以上時，認為該氣流組織有較好的換氣效率。換氣效率低于50%的送風系統(tǒng)在一定程度上意味著短路送風。由于≧/2，所以換氣效率的值都在0~100%之間。即除單向流送風外，任何送風方式的換氣效率都小于1（3） 熱舒適性指標 常見的熱舒適指標有；有效溫度ET、吹風感、和PMV—PPD指標。 (1)有效溫度ET(Effective Temperature)的定義是“將干球溫度、濕度、空氣流速對人體冷熱感的影響的綜合數(shù)值，該數(shù)值等效于產(chǎn)生相同感覺的靜止飽和空氣的溫度”。但有效溫度存在的缺陷是過高的估計了濕度在低溫下對涼爽和舒適狀態(tài)的影響。應用最廣并成為ASHRAE標準55—74中舒適指標的是新有效溫度ET。ET指標被定義為一個相對濕度為50％的等濕環(huán)境中的當量干球溫度。該指標只適用于著裝輕薄，活動量小，風速低的環(huán)境下。 (2)吹風感有效吹風感或稱有效吹風溫度θ的定義：建議的舒適標準是： v式中：——室內(nèi)空氣溫度，℃ ——吹風的溫度，℃ V——吹風的速度，m/s（3）PMV—PPD指標 PMV—PPD指標，是目前世界上廣泛采用的室內(nèi)環(huán)境舒適性評價指標，ISO 7730對PMV—PPD指標的推薦值為：PPD10%,～+，相當于在人群中允許有10%的人感覺不滿意。 經(jīng)濟性指標 能量利用系數(shù)β是評價氣流組織的經(jīng)濟性指標，放映了投入能量的利用程度，其定義為：式中： ——送風溫度 ——工作區(qū)設計溫度 ——排風溫度 當=時，β=，吸收余熱量后達到室內(nèi)溫度，并排出室外。 當時 ，β，氣流吸收部分余熱達到室內(nèi)溫度、且能控制工作區(qū)的溫度，且排風溫度高于室內(nèi)溫度，經(jīng)濟性良好。 當時 ，β，送風投入的能量沒有得到完全利用，使得工作區(qū)內(nèi)的溫度高于排風溫度，經(jīng)濟性較差。 舒適性空調(diào)室內(nèi)空氣計算參數(shù)根據(jù)我國《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》（GB 500192003）的規(guī)定，舒適性空調(diào)室內(nèi)空氣計算參數(shù)如下表[14]表31 空調(diào)房間舒適性的計算參數(shù)參數(shù)夏季冬季溫度（℃）22～2818～24相對濕度（%）40～6530～60風速（m/s）≤≤4 空調(diào)房間的數(shù)值模擬過程 物理模型的建立以天津市某一辦公室空調(diào)房間為研究對象，辦公室長X寬X高=6mx4mx3m，
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1