熱風送風溫差的室內設計論文范文

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1數值模擬方案

1.1模擬對象空氣溫度和平均輻射溫度兩個參數影響房間的熱舒適性。從人體熱舒適感的角度分析，文獻[5]將室內空氣溫度和室內圍護結構平均輻射溫度的組合稱為當量溫度，認為當量溫度是衡量人體熱舒適性的一個主要指標，并且給出當量溫度的計算公式。其中，fi為維護結構i內表面面積；ti為維護機構i壁面溫度，℃；n為房間維護結構表面個數。對于一般性建筑，舒適熱感覺的當量溫度范圍為16.5～20℃，以18.5℃為最佳[5]。本文模擬一定的室內設計溫度和送風溫差時的室內氣流組織的分布狀況，具體工況見表1。其中室內設計溫度18℃時，工況1，2，3的送風溫差和送風速度的乘積為一定值，所以熱負荷相等；室內設計溫度20℃時，工況4，5，6的送風溫差和送風速度的乘積也為一定值，所以熱負荷相也相等[6]。

1.2邊界條件的設立及計算方法的選取送風口為速度入口；回風口為壓力出口，壓力大小等于環境大氣壓力；無滑移壁面條件，采用標準壁面函數。離散方法采用SIMPLE計算，動量，能量，k和ε均采用一階迎風格式，計算精度為各流動項殘差小于10-6。

2模擬結果及分析

2.1模擬結果室內設計溫度為18℃和20℃時，從FLUENT模擬結果得到各工況房間的壁面溫度和室內空氣溫度，各工況房間的壁面溫度見表2和表3，室內空氣溫度見表4。

2.2結果分析已知壁面溫度（表2和表3），將其數據代入公式（2）計算，得到各工況的平均輻射溫度tp，計算結果如圖2所示。由圖2可知，當室內設計溫度為18℃時，工況1的平均輻射溫度最高，工況2和工況3的平均輻射溫度和工況1相比依次降低；當室內設計溫度為20℃時，工況4的平均輻射溫度最高，工況5和工況6的平均輻射溫度和工況4相比依次降低。其主要原因是送風溫差不斷的減小，送風溫度不斷的降低，導致平均輻射溫度不斷的降低。已知室內空氣溫度（表4）和室內平均輻射溫度（圖2），將其數據代入公式（1）計算，得到各工況的當量溫度tθ，計算結果如圖3所示。由圖3可知，當室內設計溫度為18℃時，工況1的當量溫度最高，工況2和工況3的當量溫度和工況1相比依次降低，當室內設計溫度為20℃時，工況4的當量溫度最高，工況5和工況6的當 量溫度和工況4相比依次降低，其主要原因是隨著平均輻射溫度和室內空氣溫度的降低，當量溫度作為兩者的組合，也在不斷地減低。綜上所述：當室內設計溫度為18℃，相同負荷的不同工況下，送風溫差越大，送風溫度就越高，平均輻射溫度越高，室內空氣溫度越高，當量溫度就越接近最佳熱當量溫度18.5℃，熱舒適性越好；當室內設計溫度為20℃，相同負荷的不同工況下，送風溫差越小，送風溫度就越低，平均輻射溫度越低，室內空氣溫度越低，當量溫度就越接近最佳當量溫度18.5℃，熱舒適性越好。

2.3能量分析由表6可知，當室內設計溫度為18℃時，工況1當量溫度為18.4℃，當室內設計溫度為20℃時，工況6當量溫度為18.7℃，兩者與最佳熱當量溫度18.5℃偏差基本上相等，所以工況1和工況6的熱舒適性效果相同[8]。但是由FLUENT模擬計算結果顯示：工況1消耗的能量是986W，工況6消耗的能量是1088W，工況1比工況6少消耗102W，顯然工況1耗能大大低于工況6耗能。這說明在不同的室內設計溫度下，只要溫差合理，房間內部的平均熱輻射溫度和室內空氣就能相同或相近，當量溫度就能相同或相近，也即熱舒適性是一樣的，而且可以節約大量的能量。

3結論

（1）室內設計溫度為18℃時，工況1的送風溫差8℃，送風速度1.5m/s，經計算室內當量溫度為18.4℃；工況2的送風溫差6℃，送風速度2m/s，室內當量溫度為17.7℃；工況3的送風溫差4℃，送風速度3m/s，室內當量溫度為17.1℃；室內設計溫度為20℃時，工況4的送風溫差4.33℃，送風速度3m/s，室內當量溫度為19℃；工況5的送風溫差3.25℃，送風速度4m/s，室內當量溫度為18.8℃；工況6，送風溫差2.6℃，送風速度5m/s，室內當量溫度為18.7℃。說明在一定的室內設計溫度下，送風溫差越大，當量溫度越高。（2）在規范規定的送風溫差下，當室內設計溫度為18℃時，采用大溫差送風的當量溫度更接近最佳熱當量溫度18.5℃，熱舒適性更好，而室內設計溫度為20℃時相反，采用送風小溫差送風的當量溫度更接近最佳熱當量溫度18.5℃，熱舒適性更好。（3）在室內設計溫度為18℃時，采用6℃溫差送風，其當量溫度為18.4℃，在室內設計溫度為20℃時，采用2.6℃溫差送風，其當量溫度為18.7℃，兩者熱舒適性相當，所以采用室內設計溫度18℃時，大溫差送風節能效果明顯。建議冬季室內設計溫度選取18℃，大溫差送風。

作者：李異馬建平魏朝暉單位：西安航空學院中交第一公路勘察設計研究院有限公司