不同气流组织下空调客房热舒适性的数值模拟

室内热舒适性指标的评价

室内热舒适性指标的评价 摘要本文对目前的一些主要的热舒适性指标进行了论述和评价，包括卡塔冷却能力、当量温度、有效温度、新有效温度、标准有效温度、平均预测反应、舒适方程和主观温度等。文中首先给出了上述各种温标的定义、特点和应用场合，随后又结合中国南方区域与北方区域的气候特征、人民的生活习惯、身体素质和一些实验数据，对各种区域应该采用哪些指标进行了分析。最后作者就今后热舒适性研究的发展方向和应做的一些工作，给出了自己的看法，以供同行参考。 关键词热舒适性指标评价 1 引言 热舒适性是居住者对室内热环境满意程度的一项重要指标。早在20世纪实，人们就开始了舒适感研究，空气调节工程师、室内空气品质研究人员等所希望的是能对人体舒适感进行定量预测。这些年来，业已提出了很多热舒适指标，不同国家的官方和专业机构推荐使用不同的指标。因此，从整体上去把握各种指标及其发展史是非常有益的。就我国而言，由于疆域辽阔，气候多变，不同地区所采用的标准也有所不同，尤其是纬度有一定差异的地方。有鉴于此，本文作者对一些主要指标作了简要分析，并根据我国国家的国情，结合国内外相关的研究成果给出自己的看法，以供同行参考。 2 各种指标的定义与特点 2．1 卡他冷却能力[1] 最早的指标是1914年由Leonard hiss爵士提出的，以大温包温度计的热损失量为基础。卡他温度计由一根长为40mm，直径为20mm的圆柱形大温包的酒精玻璃温度计组成。温度计杆上有38℃和35℃两条标线，使用时将温度计加热到酒精柱高于38℃这一刻度。然后将其挂于流动空气中，测量酒精柱从38℃下降到35℃所需的时间。根据这一时间和每一温度计所配有的校正系数，即可计算环境的"冷却能力"。20世纪30年代进行的大量实验都采用卡他温度计，它综合了平均辐射温度、空气温度、空气流速的影响，但未考虑湿度的影响。2．2 拟人器和当量温度[1] Dufton 在1929年研制了一种综合恒温器。这种恒温器可在空气温度、热辐射和空气速度变化的条件下保持房间具有舒适的温度，这一装置被称为拟人器（eupatheostat）。在这之后，Dufton又定义了当量温度。所谓当量温度，即是一个均匀封闭体的温度。在该封闭体内，一个高为550mm、直径为190mm的黑色圆柱体的散热量与其在实际环境中的散热量相等。圆柱体表面所维持的温度是圆柱体所散失的热量的精确函数，并且这一温度在任何均匀空间内都比37.8℃要低一个数值，这个数值是37.8℃和封闭空间温度之差的2/3。 当量温度未给出能根据基本环境变量进行计算的分析表达式，所用的拟人器是一种又大又相当笨重的仪器，因此限制了它的应用。 2．3 有效温度

2009年热舒适性的研究进展

2009热舒适性的研究进展 摘要：简要介绍了2009年间国内外热舒适性的研究进展，提出了对于热舒适性的认识以及今后的可能发展趋势。 关键词：热舒适性；室内空间环境；材料热舒适性能 引言 热舒适是指大多数人对客观热环境从生理与心理方面都达到满意的状态。随着社会的不断发展，生活质量不断提高，人们对环境，尤其是室内环境热舒适性的要求不断提高，使得人们对室内环境对人体热舒适性影响的研究越来越感兴趣。人体对冷热应力的生理反应是区分环境的舒适程度的一个重要方面。另外，不同材料的热舒适性也不尽相同，如细羊毛絮料、纯毛织物和轻质陶瓷等，对这些材料热舒适性的研究也在不断深入中。 1热舒适性的研究进展 热舒适性的研究工作始于国外，最早是建筑领域的研究课题之一。近年来，我国许多学者对于各种环境下的热舒适性也进行了许多研究和调查，在这方面的理解和认识也在不断深化，其中包括室内热舒适性研究、不同材料热舒适性能研究以及人的生理系统对热舒适性的反应等等方面。 关于室内热舒适性，对国内的某些城市进行了调查测试。例如，兰州市81%的办公人员对室内19.5℃的平均温度表示接受；深圳市80%的人群可接受的热环境有效温度上限为29.5℃，远高于ASHRAE推荐的舒适温度上限值27℃。 在对火车站和汽车站候车厅调查测试中发现，不同规模的车站应该有不同的热舒适标准；大部分火车站候车厅的舒适度得到乘客的认可；非空调火车站乘客满意度较低。人员流动性较大的车站候车厅的热舒适性，不仅与室内热环境参数有关，还与车站等级、人员停留时间有关。

在室内通风方面，自然通风条件下室内空气流动及其对热舒适性的影响是住宅设计的重要因素。不同送风角度，室内温度分布差异很大，人员不满意度区别明显，对室内热舒适性影响很大。综合比较得出向上15O、向右15O的送风角度为最佳送风角度。 在研究材料的热舒适性能方面，选取了几种不同材料进行研究。例如，通过分析物体的传热及热性能，并通过SEM、热模拟等方法，对比轻质陶瓷晶立方砂岩及人然砂岩、瓷砖等几种不同材料的热性能，指出其不同的热性能导热系数、材料密度及比热是影响几种材料舒适性的主要原因。另外，通过对细羊毛以及细羊毛与鸭绒的混纤絮料热湿性能的测试比较，发现细羊毛絮料的保温性能与木棉絮料相当，在鸭绒絮料中混入一定比例的细羊毛不影响其保温性能，并且能有效阻止鸭绒絮料内对流热的加剧。细羊毛絮料的吸湿性比木棉絮料好，透湿性比木棉絮料差。将一定量的细羊毛纤维加入鸭绒絮料中能够改善其吸湿性但对透湿性有一定影响。在对纯毛织物的静态热舒适性和厚度进行的测定中，使用SPSS统计分析软件研究纯毛织物的热舒适性与厚度的关系，结果表明：该织物的热舒适性与厚度相关程度较大。 人体的热感觉和热舒适是受多种因素影响的，其中人体生理系统和新陈代谢也是比较重要的因素。例如，研究发现，常压和低压环境中，男性和女性的热中性温度不同。但压力越低，受试者热中性温度值越高。但是截至目前，对人体热舒适和热感觉的研究基本上停留在单个因素的影响，多种因素叠加的多元素的研究也是值得期待的。 此外，我国在这方面的研究工作缺乏系统性，到日前为止还没有针对性的、成熟的热舒适标准，而且我国在这方面的研究多数集中在办公楼和居住建筑的热环境。相比之下，国外的一些研究成果则相对比较成熟。美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE）出版了《人居热环境舒适水平标准》(2004-55)，这个标准对影响舒适性热环境的各种因素进行详细说明。这些影响因素包括温度、湿度、风速、人的活动以及衣着。这个标准包含一个可预测结果的计算方法PMV，用这个方法用户可以计算出不同居住环境的舒适等级水平。这个标准还包括一个在空调空间里确定可接受工况的新的可选择的方法。 英国CASELLA公司经过几年的探索、研究，用环境界领先的技术研究完成的成熟的产品MICROTHERM室内环境监测仪，能够测量所有评估热压和热舒适度的物理参

人体热舒适性实验

人体热舒适性实验 1引言 随着社会的机械化和工业化水准日益增加，人们在室内的时间也越来 越多（大约占生活总时间的80%以上），这就使人们对室内环境对人体热舒适性影响的研究越来越感兴趣。室内环境是指房间内的所有参数，这些参数会影响人体与周围环境的换热，从而影响人体的热创造性。 但是当前，在热舒适性方面所做的研究工作绝大多数是由美国以及欧 洲等一些西方国家所展开的。如今在世界各地所沿用的热舒适性标准 也都是根据本文国家所做的研究工作而建立起来的；而各地对这些标 准例如ANSI/ASHRAEStandard55-1992的使用并没有考虑不同地区建筑 形式的不同、种族的不同等等因素。现在已有一些研究人员对热舒适 性标准的普遍适用性提出了质疑。他们认为建筑形式、气候、种族等 等因素的差异可能造成世界各地人们在相同的热环境中热感觉不同， 对热舒适性的要求也不同。如果在使用热舒适性标准的时候不对其实 行一些修正就有可能造成一些不良的后果。所以有必要在各地展开人 体热舒适性的研究。不过因为中国在人体热舒适性的研究领域的起步 较晚，到当前为止所做的工作也不多，所以有必要通过测试来确定空 气的温湿度对中国热舒适性的影响水准，从而得出ASHRAE的体体热舒 适性标准是否适合中国使用，由此可知我们现有的空调房间的设计参 数是否合理。 本次实验采用问卷调查的方式。实验内容为空气温度和湿度的变化对 受试者热感觉和热舒适性的影响水准，本实验总共做了18个工况。各 工况分布如图1所示。参加该实验受试者数量在200人左右，男女共 比例为1：1。实验中受试者的服装为KSU实验室中的标准服装，根据 标准此时的衣服热阻值约为0.6clo，在实验时受试者保持静坐状态， 此状态下人体的活动量为1.0met。实验惧的数据包括受试者问卷、实 验环境中的空气参数（包括空气温度、空气湿度和气流速度）、外界 空气参数（包括空气温度和空气湿度）。实验过程中每隔半个小时用 TSI在6个均匀分布的测点处对实验小室中的空气流速实行测量并记录，

空调房间室内气流组织模拟(fluent)

模型[1] m s，送风温如图，房间左下角有一个空调，送风和回风方向如图所示。送风速度为1/ 度为25℃，壁面温度为30℃。 1．建立模型及网格划分 ①建立模型及网格划分的步骤在此处暂时省略，以后后机会再补上，这里直接读入网格文件hvac-room.msh。 ②读入网格后应检查网格及网格尺寸，通过Mesh下的Check和Scale进行实现，这里不做详细描述。 2．求解模型的设定 ①启动FLUENT。启动设置如图，这里着重说说Double Precision（双精度）复选框，对于大多数情况，单精度求解器已能很好的满足精度要求，且计算量小，这里我们选择单精度。然而对于以下一些特定的问题，使用双精度求解器可能更有利。 [1] 李鹏飞,徐敏义,王飞飞.精通CFD工程仿真与案例实战：FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot[M]. 北京,人民邮电出版社,2011:312-317

a.几何特征包含某些极端的尺度（如非常长且窄的管道），单精度求解器可能不能足够精确地表达各尺度方向的节点信息。 b.如果几何模型包含多个通过小直径管道相互连接的体，而某一个区域的压力特别大（因为用户只能设定一个总体的参考压力位置），此时，双精度求解器可能更能体现压差带来的流动。 c.对于某些高导热系数比或高宽纵比的网格，使用单精度求解器可能会遇到收敛性不佳或精确度不足不足的问题，此时，使用双精度求解器可能会有所帮助。 ②求解器设置。这里保持默认的求解参数，即基于压力的求解器定常求解。如图： 下面说一说Pressure-based和Density-based的区别：

a.Pressure-Based Solver是Fluent的优势，它是基于压力法的求解器，使用的是压力 修正算法，求解的控制方程是标量形式的，擅长求解不可压缩流动，对于可压流动 也可以求解；Fluent 6.3以前的版本求解器，只有Segregated Solver和Coupled Solver，其实也Pressure-Based Solver的两种处理方法； b.Density-Based Solver是Fluent 6.3新发展出来的，它是基于密度法的求解器，求解 的控制方程是矢量形式的，主要离散格式有Roe，AUSM+，该方法的初衷是让Fluent 具有比较好的求解可压缩流动能力，但目前格式没有添加任何限制器，因此还不太 完善；它只有Coupled的算法；对于低速问题，他们是使用Preconditioning方法来 处理，使之也能够计算低速问题。Density-Based Solver下肯定是没有SIMPLEC， PISO这些选项的，因为这些都是压力修正算法，不会在这种类型的求解器中出现 的；一般还是使用Pressure-Based Solver解决问题。 基于压力的求解器适用于求解不可压缩和中等程度的可压缩流体的流动问题。而基于密度的求解器最初用于高速可压缩流动问题的求解。虽然目前两种求解器都适用于各类流动问题的求解（从不可压缩流动到高度可压缩流动），但对于高速可压缩流动而言，使用基于密度的求解器通常能获得比基于压力的求解器更为精确的结果。 -湍流模型，Define/Models/Viscous。 ③流动模型设置。这里使用的是kε -模型，这种模型应用较多，计算量适中， a.这里我们使用的湍流模型是Standard kε 有较多数据积累和比较高的精度，对于曲率较大和压力梯度较强等复杂流动模拟效 果欠佳。一般工程计算都使用该模型，其收敛性和计算精度能满足一般的工程计算 要求，但模拟旋流和绕流时有缺陷。 b.壁面函数的选择，我们这里选择的是，标准壁面函数法。其应用较多，计算量小， 有较高的精度。适合高雷诺数流动，对低雷诺数流动问题，有压力梯度、高度蒸腾 和大的体积力、低雷诺数和高速三维流动问题不适合。

室内气流分布

第10章 室内气流分布 10.1 对室内气流分布的要求与评价 10.1.1 概述 空气分布又称为气流组织。室内气流组织设计的任务就是合理的组织室内空气的流动与分布，使室内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好的满足工艺要求及人们舒适感的要求。 空调房间内的气流分布与送风口的型式、数量和位置，回风口的位置，送风参数，风口尺寸，空间的几何尺寸及污染源的位置和性质有关。 下面介绍对气流分布的主要要求和常用评价指标。 10.1.2 对温度梯度的要求 在空调或通风房间内，送入与房间温度不同的空气，以及房间内有热源存在，在垂直方向通常有温度差异，即存在温度梯度。 在舒适的范围内，按照ISO7730标准，在工作区内的地面上方1.1m 和0.1m 之间的温差不应大于3℃(这实质上考虑了坐着工作情况)； 美国ASHRAE55-92标准建议1．8m 和0．1m 之间的温差不大于3℃(这是考虑人站立工作情况)。 10.1.3 工作区的风速 工作区的风速也是影响热舒适的一个重要因素。在温度较高的场所通常可以用提高风速来改善热舒适环境。但大风速通常令人厌烦。 试验表明，风速<0.5m/s 时，人没有太明显的感觉。我国规范规定：舒适性空调冬季室内风速≯0.2m/s ，夏季≯0.3m/s 。工艺性空调冬季室内风速≯0.3m/s ，夏季宜采用0.2-0.5m/s 。 10.1.4 吹风感和气流分布性能指标 吹风感是由于空气温度和风速(房间的湿度和辐射温度假定不变)引起人体的局部地方有冷感，从而导致不舒适的感觉。 1．有效吹风温度EDT 美国ASHRAE 用有效吹风温度EDT(Effective Draft Temperature)来判断是否有吹风感，定义为 )15.0(8.7)(EDT ---=x m x t t ν (10-1) 式中 t x ,t m --室内某地点的温度和室内平均温度，℃； v x --室内某地点的风速，m/s 。 对于办公室，当EDT=-1.7~l ℃，v x ＜0.35m/s 时，大多数人感觉是舒适的，小 于下限值时有冷吹风感。

空调房间气流组织数值模拟和优化课程

毕业设计说明书 作者：学号： 学院： 系(专业)：热能与动力工程 题目：空调房间气流组织数值模拟和优化指导者：讲师 (姓名) (专业技术职务) 评阅者： (姓名) (专业技术职务) 2012 年 6 月2 日 毕业设计（论文）中文摘要

毕业设计（论文）外文摘要 Title Numerical simulation of air-conditioned room air distribution and optimization Abstract Airflow-organizing in air-conditioned indoor air environment, air quality has an important effect is directly related to the indoor temperature, area, flow rate and air-conditioning energy consumption is an important part of the air-conditioned. Effective ventilation and airflow organization has an important significance for improving indoor air quality, to ensure the realization of healthy buildings, healthy comfort air conditioning. The main factors to affect the flow in room inlet velocity, the location of the air inlet into the return air relative position Firstly, the establishment of a physical model and mesh using Gambit software, and numerical simulations using Fluent software, said in an intuitive way the temperature field and velocity field of airflow under different air distribution program, analyzing the draw for office and other similar air-conditioned room, Side of the send side back, on sending the next time, on to send back, next to send back to the four air distribution are more appropriate. But the better Side of the send side back and on to send back on the air current forms of organization. Keywords：Airflow-organizing;Numerical simulation; Turbulence model;Temperature field;Velocity field.

实验一室内气流组织模拟实验 一、实验目的 通过室内气流组织模拟

实验一 室内气流组织模拟实验 一、实验目的 通过室内气流组织模拟实验，掌握常用风口、常见室内送回风口布置对室内气流分布、工作区温度速度均匀性的影响；掌握室内工作区温度和速度的测量方法、气流演示实验方法。 二、实验原理 室内气流组织的优劣直接影响室内热环境的舒适性和空调设计的实现，同时也直接影响空调系统的能耗量。通常室内工作区由余热而形成的负荷只占全室总负荷的一部分。另一部分产生于工作区之上。良好而经济的气流组织形式，应在保证工作区满足空调参数要求的前提下，使空调送风有效地排出工作区的余热，而不使工作区以外的余热带入工作区，从而达到不增加送风量且提高排风温度的效果，直接排除这部分热量，以提高空调系统的经济性。为此引入评价室内气流组织经济性指标——能量利用系数η： o n o p t t t t --= η 式中，t n 、t o 、t p 分别为室内工作区空气平均温度、送风温度及排（回）风温度。 通过实测获得能量利用系数η，以评价室内气流组织的经济性。 三、实验方法 1．气流组织测量方法 (1).烟雾法 将棉球蘸上发烟剂（如四氯化钦、四氯化锡等）放在送风口处，烟雾随气流在室内流动。仔细观察烟雾的流动方向和范围，在记录图上描绘出射流边界线、回漩涡流区和回流区的轮廓，或者采用摄影法直接记录气流形态。由于从风口射出的烟雾不大而且扩散较快，不易看清楚流动情况，可将蘸上发烟剂的棉花球绑在测杆上，放到需要测定的部位，以观察气流流型。这种方法比较快，但准确性差，只在粗测时采用。 (2).逐点描绘法 将很细的合成纤维丝线或点燃的香绑在测杆上，放在测定断面各测点位置上，观察丝线或烟的流动方向，并在记录图上逐点描绘出气流流型，或者采用摄影法直接记录气流形态。这种测试方法比较接近于实际情况。 应注意上述用于记录气流形态的摄影法对拍摄焦距、烟雾与背景的对比度等要求较高。 2．能量利用系数测量方法 分别在室内工作区、送回风口处布置温度测点，温度测量仪器采用热电偶测量，工作区温度应采用多点布置取其平均值，计算求得能量利用系数。 3．风口、气流组织的选择 目前环境室内可供测量的风口有散流器、双层百叶两种风口，可供观察的气流组织形式有上送上回、上送下回，其中散流器送风口有二个。 四、实验步骤 1. 选择一种风口形式及其气流组织方式，调整送风温度及其送风量至设定值，待稳定后进行实验；

室内热舒适性的评价方法

文章编号:1000-2375(2001)02-0139-04 室内热舒适性的评价方法 袁旭东,　甘文霞,　黄素逸 (华中科技大学新能源研究中心,湖北武汉430074) 摘　要:室内热舒适性是空调设计成功与否的一项重要指标.针对几种不同的建筑微气候指标组合,讨论了有关人体热感觉的评价方法和可供工程应用的热舒适图. 关键词:热舒适性;微气候指标;人体热感觉;热舒适图中图分类号:T U111.3 文献标识码:A 收稿日期:2001-03-19 基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(合同号G 2000026303) 作者简介:袁旭东(1945-　 ),男,副教授1　引　言 人的健康、自身感觉及工作能力在很大程度上取决于室内的舒适状况.人的热感觉和舒适感不能视为同一概念,舒适感具有更广泛的含义,除了与空气温度、湿度相关外,还与气流速度、室内空气品质密切相关,而热感觉在舒适感中无疑起着举足轻重的作用. 最初室内微气候主要是利用供暖系统来保持的,在一些情况下采用了通风手段.只有对少数条件要求高的房间才安装空调系统.供暖系统的选择按房间所需保证的空气温度来决定,通风系统和空气调节系统则考虑了保证人们活动地区所必须的气流速度. 对空气温度和气流速度的要求,是在对生理学进行深入研究后提出的.在大多数情况下,这些要求.密实型的围护结构和保温窗不大的建筑物,即使在室外空气温度急剧波动和太阳辐射强烈时,也能使房间保持稳定的热状态,因此在大多数房间中微气候的唯一控制参数是空气温度.这一时期的突出特点是:保证适当的微气候的任务是依靠设备工程师来完成,实际上不依赖结构工程师和建筑师. 然而,随着轻型结构在建筑上的应用,建筑物窗户面积增大以及新的建筑方案的应用,出现了人的热感觉与房间微气候的传统要求不相适应的情况.因此研究人员在密闭室内的舒适感包括热感觉就显得特别重要.人体热感觉是一个复杂的问题.应该由生理学家、心理学家、设备专家和建筑师共同协作解决,才能取得良好的效果. 2　影响热舒适性的微气候指标 对人体热感觉起重要作用的是建筑物的微气候指标,它包含周围环境的热工参数及其组合.其中受直接调节和间接调节的有下列最重要的5个参数:空气温度、气流速度、空气相对湿度、周围表面温度和热辐射.最后两个参数具有同样的物理本质,但在计算热感觉时,可以把它们分开考虑.例如在供暖系统中,顶棚的温度既可看做是周围表面的温度,又可看做是辐射的温度.因此,我们只研究4个参数对热感觉的影响. 把微气候参数以及对热感觉有显著影响的微气候参数的各种组合的综合指标,称之为微气候指标.其中重要的组合有:空气温度和周围表面温度;空气温度、周围表面温度和气流速度;空气温度、周围表面温度、气流速度和相对湿度;空气温度、气流速度和相对湿度;空气温度和相对湿度. 第23卷第2期2001年6月湖北大学学报(自然科学版) Journal of Hubei University (Natural Science Edition )　V ol.23　N o.2　Jun.,2001

室内气流分布

室内气流分布

第10章室内气流分布 10.1 对室内气流分布的要求与评价 10.1.1 概述 空气分布又称为气流组织。室内气流组织设计的任务就是合理的组织室内空气的流动与分布，使室内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好的满足工艺要求及人们舒适感的要求。 空调房间内的气流分布与送风口的型式、数量和位置，回风口的位置，送风参数，风口尺寸，空间的几何尺寸及污染源的位置和性质有关。 下面介绍对气流分布的主要要求和常用评价指标。 10.1.2 对温度梯度的要求 在空调或通风房间内，送入与房间温度不同的空气，以及房间内有热源存在，在垂直方向通常有温度差异，即存在温度梯度。 在舒适的范围内，按照ISO7730标准，在工作区内的地面上方1.1m和0.1m 之间的温差不应大于3C (这实质上考虑了坐着工作情况)； 美国ASHRAE55-9标准建议1. 8m和0. 1m之间的温差不大于3C (这是考虑人站立工作情况)。 10.1.3 工作区的风速 工作区的风速也是影响热舒适的一个重要因素。在温度较高的场所通常可以用提高风速来改善热舒适环境。但大风速通常令人厌烦。 试验表明，风速<0.5m/s时，人没有太明显的感觉。我国规范规定：舒适性空调冬季室内风速〉0.2m/s，夏季〉0.3m/s。工艺性空调冬季室内风速 > 0. 3m/s，夏季宜采用0.2-0.5m/s 。 10.1.4 吹风感和气流分布性能指标 吹风感是由于空气温度和风速(房间的湿度和辐射温度假定不变)引起人体的局部地方有冷感，从而导致不舒适的感觉。 1. 有效吹风温度EDT 美国ASHRAB有效吹风温度 EDT(Effective Draft Temperature)来判断是否有吹风感，定义为 EDT (t x t m) 7.8( x 0.15) (10-1) 式中t x,t m--室内某地点的温度和室内平均温度，C； v x--室内某地点的风速，m/s。 对于办公室，当EDT=-1.7~l C, V x V 0.35m/s时，大多数人感觉是舒适的，小于下限值时有冷吹风感。 EDT用于判断工作区任何一点是否有吹风感。 2. 气流分布性能指标ADPI 气流分布性能指标 ADPI (Air Diffusion Perfomanee Index 区内 )，定义为工作各点满足EDT和风速要求的点占总点数的百分比。 对整个工作区的气流分布的评价用 ADPI来判断

室内气流组织数值模拟与舒适度分析

室内气流组织数值模拟与舒适度分析 摘要：分别对采用百叶侧送侧回、喷口侧送侧回、散流器顶送下回、分层空调、置换通风方式的室内空调室内气流的速度场和温度场进行了数值模拟，并对其结 果进行了实验验证。根据ADPI指标对这几种送回风方式进行了热舒适性评价。 结果表明，分层空调和置换通风是室内中较好的气流组织方式。 关键词：室内；气流组织；速度场；温度场；数值模拟；热舒适 引言 传统空调系统的气流组织是以送风射流为基础的，通过反复迭代检查温度和 速度。最后，找到合理的回风方案和参数。空调房间内的供气射流大多是多个非 等温湍流射流，一般设计方法是基于单股等温紊流射流的规律，射流约束修正系数、射流重合度和非等温射流的修正系数。介绍。这种方法忽略了很多其他因素，如排风口的尺寸和位置、热源的性质和位置等，因此必然有一定的误差，在某些 情况下甚至有很大的误差。若简单地将这种方法用于空间空调系统的气流组织设计，是不合适的。 空间空调系统的气流设计没有成熟的理论和实验结论。主要研究方法是将气 流的数值分析与模型相结合。由于气流的数值分析涉及到各种可能的内部扰动、 边界条件和初始条件，所以可以完全反映房间内的气流分布，从而确定气流的最 佳方案。 1室内空气流动的有限元数值模拟 机械通风房间内的空气流动多属于非稳态湍流流动，直接模拟尚不现实。在 解决实际问题时，需要对物理模型进行一定的假设和简化处理。笔者作了以下假设： 1）室内空气为低速不可压缩气体，且符合 Boussinesq 假设； 2）室内空气流动为准稳态湍流流动； 3）忽略能量方程中粘性效应引起的能量耗散。 2各种送风方式下大空间室内气流组织数值模拟 2.1研宄对象 本文的研宄对象为有内热源、尺寸为12 mX &4 mX5.0 m（长X宽X高）的长 方体建筑模型（如图1所示），风口设在外墙侧。人员和设备由于不断放出热量，对室内气流分布特性有重要影响，将其视作内热源处理。内热源模型为0.4 mX 1.2 mX 1.3 m（长X宽X高）的长方体。在内热源模型内部不求解控制方程，把它的内表面视作速度为0的壁面。考虑模型的对称性，取一个空调送风单元（3 mX 4.2 mX 5.0 m）进行模拟计算分析。本文主要讨论0.1 m和1.1m高度的情况，这 两个平面之间的区域可以代表工作区。 2.2边界条件的处理 室内温度设定为（26±2）°C，内墙的温度设定为26°C，外墙为26.5屋顶为26°C。人体和设备的发热功率之和为600 W。本文应用有限元的非统一网格，在 人体和设备周围、外墙附近及风口附近对网格进行加密，在壁面附近采用壁面函 数法。非线性方程组由FIDAP（流体力学有限元软件包）的求解器通过迭代求解。 2.3常用送回风方式下室内气流组织模拟及气流分布特性评价

空调房间室内气流组织模拟fluent

空调房间室内气流组织模拟(ｆｌueｎｔ）

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模型[1] m s,送风温度为?如图,房间左下角有一个空调，送风和回风方向如图所示。送风速度为1/ 25℃,壁面温度为30℃。 1．建立模型及网格划分 ①建立模型及网格划分的步骤在此处暂时省略，以后后机会再补上,这里直接读入网格文件hvac-ｒoｏｍ.ｍsｈ。 ②读入网格后应检查网格及网格尺寸,通过Meｓh下的Check和Ｓcａle进行实现,这里不做详细描述。 2．求解模型的设定 ①启动FLＵEＮT。启动设置如图,这里着重说说DoublｅPrecｉｓｉon(双精度)复选框,对于大多数情况，单精度求解器已能很好的满足精度要求，且计算量小，这里我们选择单精度。然而对于以下一些特定的问题，使用双精度求解器可能更有利。 [1] 李鹏飞,徐敏义,王飞飞.精通CFD工程仿真与案例实战：FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot[M]. 北京,人民邮电出版社,2011:312-317

a.几何特征包含某些极端的尺度(如非常长且窄的管道）,单精度求解器可能不能 足够精确地表达各尺度方向的节点信息。 b.如果几何模型包含多个通过小直径管道相互连接的体，而某一个区域的压力特 别大(因为用户只能设定一个总体的参考压力位置），此时，双精度求解器可能更能体现压差带来的流动。 c.对于某些高导热系数比或高宽纵比的网格,使用单精度求解器可能会遇到收敛 性不佳或精确度不足不足的问题,此时,使用双精度求解器可能会有所帮助。 ②求解器设置。这里保持默认的求解参数，即基于压力的求解器定常求解。如图: 下面说一说Pressｕｒe－based和Deｎsitｙ－baｓed的区别:

大空间建筑室内气流组织数值模拟与舒适性分析

大空间建筑室内气流组织数值模拟与舒适性分析 发表时间：2019-04-30T10:40:18.810Z 来源：《基层建设》2019年第4期作者：王雷谢恩 [导读] 摘要：在我国快速发展的过程中，我国的国民经济得到了快速的发展，分别对采用百叶侧送侧回、喷口侧送侧回、散流器顶送下回、分层空调、置换通风方式的大空间建筑空调室内气流的速度场和温度场进行了数值模拟,并对其结果进行了实验验证。 中建三局第一建设工程有限责任公司湖北武汉 430040 摘要：在我国快速发展的过程中，我国的国民经济得到了快速的发展，分别对采用百叶侧送侧回、喷口侧送侧回、散流器顶送下回、分层空调、置换通风方式的大空间建筑空调室内气流的速度场和温度场进行了数值模拟,并对其结果进行了实验验证。根据ADPI指标对这几种送回风方式进行了热舒适性评价。结果表明,分层空调和置换通风是大空间建筑中较好的气流组织方式。 关键词：大空间建筑；气流组织；速度场；温度场；数值模拟 引言 常规空调系统气流组织的设计是以送风射流为基础,通过反复迭代对温度和速度进行校核,最后找到合理的送回风方案和参数。空调房间的送风射流大多属于多股非等温受限湍流射流,而一般的设计方法是在单股等温湍流送风射流规律的基础上,引入射流受限、射流重合和非等温射流修正系数,这种方法忽略了很多其他因素,如排风口的尺寸和位置、热源的性质和位置等,因此必然有一定的误差,在某些情况下甚至有很大的误差。若简单地将这种方法用于高大空间空调系统的气流组织设计,是不合适的。对于高大空间空调系统的气流组织设计,目前尚无成熟的理论和实验结论,主要研究手段是将气流数值分析和模型相结合。由于气流数值分析涉及室内各种可能的内扰、边界条件和初始条件,因此能全面地反映室内的气流分布情况,从而便于确定最优的气流组织方案。 1大空间气流组织的研究意义 对于现代的工艺空调车间，不但要满足工艺方面的要求，而且还要营造良好的室内人工环境。在生产过程中必须保证生产工艺所要求的温度、风速、湿度，为生产提供条件，同时也要求提供合适的新风量，保证一定的洁净度和噪声标准，为工作人员提供良好的工作环境。在各类工艺空调建筑内，空气调节是实现这些人工环境的最佳手段。在大空间空调中，经过处理的空气由送风口进入，与室内空气进行热湿交换，经过回风口排出。空气的进入与排出，必然引起室内空气的流动，而不同的空气流动状况有不同的空调效果，合理组织室内空气的流动，使室内空气的温度、湿度、流动速度等能更好地满足工艺要求，符合人们的舒适感觉。由此可见，大空间气流组织直接影响室内的空调效果，是关系到工作区的温湿度基数、精度及区域温差、工作区的气流速度及洁净度和人们舒适感觉的重要因素，是空气调节的重要环节，对其进行研究己口渐成为一项重要的课题。 2大空间建筑室内气流组织有限元法数值模拟 2.1物理模型假设 机械通风房间内的空气流动多属于非稳态湍流流动,直接模拟尚不现实。在解决实际问题时,需要对物理模型进行一定的假设和简化处理。笔者作了以下假设:1)室内空气为低速不可压缩气体,且符合Boussinesq假设;2)室内空气流动为准稳态湍流流动;3)忽略能量方程中由于黏性作用引起的能量耗散。4）控制方程求解与罚函数的采用应用K-ε两方程模型模拟湍流,加上连续性方程、动量方程、能量方程组成控制方程组。方程组中空气密度ρ=1.1941kg/m3,黏度μ=1.81×10-5Pas,6个经验系数的取值如下:Cμ=0.09,C1=1.44,C2=1.92,σT=0.9～ 1.0,σK=1.0,σε=1.3。对流场控制方程用有限元法求解。为防止病态方程组出现,本文采用罚函数法。罚函数模型是压力速度模型的变形形式,把连续方程作为罚函数约束导入动量方程从而消去压力项,得到只有速度项的动量方程,即令p=-λp(v)(1)式中λp是罚参数。在求解其他变量之前,将压力从全部未知量中消去,这将减少求解未知量的数目。压力在其他变量求出后重新求得。 2.2各种送风方式下大空间室内气流组织数值模拟 2.2.1下送风方式(置换通风)室内气流组织模拟 置换通风气流组织的影响因素很多,例如热源的大小和位置、送风温度以及障碍物的高度和位置等。由于长方体内热源模型的假设不能很好反映置换通风的流动特点,所以在此将内热源简化为一个处于房间底部正中间的面积为0.4m×0.4m的面热源,热源温度为40℃。为了模拟热源气流的上升,假设送风速度为0.3m/s,考虑冷气流的特点,假定地面温度为22℃,其余边界条件与前文相同。置换通风的送风温差一般为2～4℃,本文取4℃,则送风温度为22℃,送风速度为0.25m/s,送风口尺寸为1.0m×0.5m。尺寸为1.0m×0.5m的回风口布置在屋顶靠近置换装置的一侧,回风速度为0.35m/s。模拟显示z=0.1m断面上平均温度为22.66℃,平均速度为0.025m/s。 2.2.2边界条件的处理 室内温度设定为(26±2)℃,内墙的温度设定为26℃,外墙为26.5℃,屋顶为26℃。人体和设备的发热功率之和为600W。本文应用有限元的非统一网格,在人体和设备周围、外墙附近及风口附近对网格进行加密,在壁面附近采用壁面函数法。非线性方程组由FIDAP(流体力学有限元软件包)的求解器通过迭代求解。 2.3五种送回风方式室内气流分布特性评价 对舒适性空调来说,评价标准不外乎舒适性和经济性两个方面,前者是对气流在工作区形成的温度场、速度场能否满足人员的卫生和舒适要求的评价,后者则考虑为消除工作区的余热,送风的耗冷量是否最低。对气流组织性能有多种评价指标,如温度不均匀系数kt,速度不均匀系数kv,符合给定条件测点比例数F,以及能量利用系数η等。 3送回风参数对地面附近温度场和速度场的影响 前面我们对子午胎车间在冬夏两季最不利情况下进行了气流组织模拟预测，并对其设计效果进行了评价，结果表明原来的设计将使车间内冬季温度偏高，夏季温度偏低，不利于节能。这一章中我们将对夏季最不利工况进行研究，模拟预测子午胎车间在不同送风参数和回风口高度下的温度场和速度场，对比分析找出最佳送风参数和回风口高度，力图得出同类大空间车间的设计规律。 4结论 从流场情况看,上送风的几种形式中,百叶侧送侧回、喷口侧送侧回、散流器顶送下回、分层空调有相似的气流流动规律,但分层空调较为节能;喷口送风工作区平均温度、速度均较低,垂直温差、不均匀系数均较小,能量利用系数较大;散流器顶送下回方式气流在整个空间的分布较均匀,可较好地减少内热源对周围环境的热影响(z=1.1m平面上最高温度值比其他方式小),但其平均速度较大,在风口下部的人有吹风感;百叶

供暖房间动态热环境及热舒适分析

1998年6月 西北建筑工程学院学报 Jun.1998第2期 J.of NW Inst.of A rch.Eng.N o.2 供暖房间动态热环境及热舒适分析* 官燕玲 (环境工程系) 摘要 将热舒适评价标准模型与供暖房间热环境动态数值模拟相结合,以西安地 区为算例,对供暖房间11个工况进行了室内动态热环境及热舒适模拟与分析,证 实了现行规范的可行性. 关键词 热环境,供暖;动态数值模拟;热舒适 中国图书资料分类号 TU832 文[1]规定,对于民用建筑的主要房间,供暖室内计算温度宜采用16~20 .在设计中选用哪个值才能既满足热舒适要求又节省能源,这是当今专业人员非常关注的问题.本文在实验研究的基础上把围护结构和室内空气在内的整个房间作为求解对象,并全面考虑了冷风渗透、透过窗玻璃的太阳辐射、房间内表面间的辐射换热和分别考虑了散热器的对流和辐射换热部分,用有限差分法编制了供暖房间围护结构不稳定传热的三维计算软件,并编写了PMV热环境评价指标计算子程序.两个程序结合,只要输入室外气象条件、建筑物特征参数及散热器型式,并给定人体着装及活动量条件,即可算出房间围护结构内表面温度、空气温度及室内PM V的动态值.本文以西安地区为例,对11种工况的连续供暖房间进行了计算,结果表明,对于我国寒冷地区重型密实围护结构的房屋,室内供暖计算温度定为18 能满足热舒适要求. 1 供暖房间热环境动态数值模拟 1 1 物理模型 考虑一散热器供暖房间,以中间层房间为例,散热器布置在外墙窗台下方.相邻的房间均为供暖房间. 在供暖房间中存在着如下换热过程,在室外空气温度及太阳辐射共同作用下的外墙外表面与环境的换热;窗玻璃对太阳辐射的吸收及透射;散热器对房间内表面的辐射传热及对房间空气的对流放热;房间各内表面之间通过辐射进行热量交换;房间围护结构内表面与房间空气之间的对流换热.该房间在冬季标准日的室外参数影响下进行着周期性的不稳态传*国家自然科学基金项目(59278329) 收稿日期:1998 03 04 作 者:女,1954年生,讲师

数据中心CFD气流组织模拟方案

数据机房CFD模拟报告 一、机房内主要参数 (2) 二、三维建模 (5) 三、温度场模拟 (8) 3.1各截面温度分布图（设定地板高度为0m） (8) 3.2机柜及空调通风口温度分布图 (12) 四、速度场模拟 (14) 4.1房间型空调送、回风流线图 (14) 4.2行间空调送、回风流线图 (16) 4.3各截面风速、风压分布图（设定地板高度为0m） (17) 4.4各通风地板风量分布图 (18) 4.5各机柜通风量分布图 (19) 五、模拟结果分析 (19)

一、机房内主要参数 机房总面积404㎡（含空调间），高度4.8m，高架地板高度1m。 房间型空调数量（7+2）台（全部热备状态运行），单台空调额定显冷量（回风温度35℃）160kW，额定风量40000m3/h，最低运行风量20000m3/h，下沉式风机，变风量运行，空调尺寸：宽x深x高=2550x1000x2000mm。 9台房间型空调实际运行参数如下表： 24kW，额定风量5000m3/h。空调尺寸：宽x深x高=300x1200x2200mm。 4台300mm宽列间空调实际运行参数如下表：

600mm35℃）40kW，额定风量8500m3/h。空调尺寸：宽x深x高=600x1200x2200mm。 10台600mm宽列间空调实际运行参数如下表： 8kW网络核心机柜数量18台，机柜尺寸：宽x深x高=800x1200x2200mm。 12kW网络核心机柜数量6台，机柜尺寸：宽x深x高=800x1200x2200mm。

20kW网络核心机柜数量18台，机柜尺寸：宽x深x高=800x1200x2200mm。总热负载851kW。 通风地板158块，地板通风率50%。

适应性热舒适和可持续的建筑热标准

适应性热舒适和可持续的建筑热标准 j·费格斯和迈克尔·考汉弗莱 牛津可持续发展中心,建筑学院,牛津布鲁克斯 牛津大学,吉普赛人巷,OX3 0BP,英国 jfnicol@https://www.sodocs.net/doc/be5476268.html, 文摘 热舒适度的起源和发展可以用自适应的方法来进行解释，一些在理论应用上的发展被认为是和适应性的热舒适性和“理性”指数之间的差异的根源进行了探索。适应性热舒适标准的应用是应该被考虑和建议用来实现最佳的舒适温度，舒适环境的范围和室内温度变化的最大比率。可持续的建筑热标准的应用是必须的。 关键词：舒适性标准，热舒适性，可持续性，自适应方法 1、引言 对一个建筑的室内满意的气候条件成功的定义不仅在于使其舒适，在决定它的能源消耗和保证其可持续性的过程中也很重要。在过去的设计师标准中还没有让他们考虑可持续发展这一本部分的任务。随着环境污染和气候变化，如果他们忽略这个问题，标准也会声名扫地，甚至被废弃。热的标准（理想状态）中为了达到目标而需要浪费大量的能量者会受到更大的冲击。 人们有适应环境变化的自然倾向。这种自然倾向表示在热舒适性的自适应方法。本文介绍了自适应的方法，并探讨了一些这方面最近的研究。然后，它提出的方法，在这项研究的自适应热舒适性的结果可以帮助框架的未来建筑室内气候的可持续标准。

2、适应性热舒适 2.1领域研究和理性指标 热舒适性的自适应方法是基于现场热舒适性调查的结果。实地调查集中在收集数据的热环境和在实际情况下的受试者的同时热反应，干预措施的研究人员被保持到最低限度。众所周知的早期工作是Bedford （1936）和夏尔马和阿里（1986）的最近的热带夏季指数就是这种方法的例子。研究人员使用的统计方法来分析自然变异的条件的数据。目的是预测温度或温度、湿度和空气流速的组合怎样是舒适的。一个领域性的研究问题，首先，它是很难准确的测量环境条件，其次，它是很难概括的统计分析：从一个调查的结果往往不适用于即使在相似的情况下，从另一个数据。另外一个问题，汉弗莱斯和尼科尔（2000a）一直在强调的输入数据错误导致的统计分析预测误差的关系。 自适应热舒适的“理性”方法，旨在解释人们在热环境中的物理反应和生理传热。一个热舒适指数的被用来表示人体的热状态和热环境状态水平。虽然这个指数是基于恒定的室内温度条件下的受试者反应，但它仍被希望能够反映在日常生活中的变量环境条件下人的反应。 然而，用理性指数来预测现场调查中受试者的热舒适性时出现了问题。首先，理性指标要求知道服装保温系数和代谢率的数据，这是很难估计的。其次，他们不比简单的指标预测舒适投票（汉弗莱斯和尼科尔2001）和受试者在实地调查中找到舒适的条件的范围比合理的指标更为广泛。对这一问题的原因一直有着大量的猜测和研究，其中大部分都集中在实地调查的背景下进行的。尼可和汉弗莱斯（1973）首先提出，这种效应可能的受试者的安慰和他们的行为之间的反馈结果，他们适应的气候条件，进行的实地研究。 2.2自适应原理 自适应方法的基本假设是自适应的原则表示：如果发生变化，如产生不适，人们反应的方式，这往往会恢复他们的舒适。在广泛的环境中进行，从而支持了舒适度调查如那些汉弗莱斯的荟萃分析，这一原则联系实地调查（1976，