热风送风温差的室内设计论文范文

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1数值模拟方案

1.1模拟对象空气温度和平均辐射温度两个参数影响房间的热舒适性。从人体热舒适感的角度分析，文献[5]将室内空气温度和室内围护结构平均辐射温度的组合称为当量温度，认为当量温度是衡量人体热舒适性的一个主要指标，并且给出当量温度的计算公式。其中，fi为维护结构i内表面面积；ti为维护机构i壁面温度，℃；n为房间维护结构表面个数。对于一般性建筑，舒适热感觉的当量温度范围为16.5～20℃，以18.5℃为最佳[5]。本文模拟一定的室内设计温度和送风温差时的室内气流组织的分布状况，具体工况见表1。其中室内设计温度18℃时，工况1，2，3的送风温差和送风速度的乘积为一定值，所以热负荷相等；室内设计温度20℃时，工况4，5，6的送风温差和送风速度的乘积也为一定值，所以热负荷相也相等[6]。

1.2边界条件的设立及计算方法的选取送风口为速度入口；回风口为压力出口，压力大小等于环境大气压力；无滑移壁面条件，采用标准壁面函数。离散方法采用SIMPLE计算，动量，能量，k和ε均采用一阶迎风格式，计算精度为各流动项残差小于10-6。

2模拟结果及分析

2.1模拟结果室内设计温度为18℃和20℃时，从FLUENT模拟结果得到各工况房间的壁面温度和室内空气温度，各工况房间的壁面温度见表2和表3，室内空气温度见表4。

2.2结果分析已知壁面温度（表2和表3），将其数据代入公式（2）计算，得到各工况的平均辐射温度tp，计算结果如图2所示。由图2可知，当室内设计温度为18℃时，工况1的平均辐射温度最高，工况2和工况3的平均辐射温度和工况1相比依次降低；当室内设计温度为20℃时，工况4的平均辐射温度最高，工况5和工况6的平均辐射温度和工况4相比依次降低。其主要原因是送风温差不断的减小，送风温度不断的降低，导致平均辐射温度不断的降低。已知室内空气温度（表4）和室内平均辐射温度（图2），将其数据代入公式（1）计算，得到各工况的当量温度tθ，计算结果如图3所示。由图3可知，当室内设计温度为18℃时，工况1的当量温度最高，工况2和工况3的当量温度和工况1相比依次降低，当室内设计温度为20℃时，工况4的当量温度最高，工况5和工况6的当 量温度和工况4相比依次降低，其主要原因是随着平均辐射温度和室内空气温度的降低，当量温度作为两者的组合，也在不断地减低。综上所述：当室内设计温度为18℃，相同负荷的不同工况下，送风温差越大，送风温度就越高，平均辐射温度越高，室内空气温度越高，当量温度就越接近最佳热当量温度18.5℃，热舒适性越好；当室内设计温度为20℃，相同负荷的不同工况下，送风温差越小，送风温度就越低，平均辐射温度越低，室内空气温度越低，当量温度就越接近最佳当量温度18.5℃，热舒适性越好。

2.3能量分析由表6可知，当室内设计温度为18℃时，工况1当量温度为18.4℃，当室内设计温度为20℃时，工况6当量温度为18.7℃，两者与最佳热当量温度18.5℃偏差基本上相等，所以工况1和工况6的热舒适性效果相同[8]。但是由FLUENT模拟计算结果显示：工况1消耗的能量是986W，工况6消耗的能量是1088W，工况1比工况6少消耗102W，显然工况1耗能大大低于工况6耗能。这说明在不同的室内设计温度下，只要温差合理，房间内部的平均热辐射温度和室内空气就能相同或相近，当量温度就能相同或相近，也即热舒适性是一样的，而且可以节约大量的能量。

3结论

（1）室内设计温度为18℃时，工况1的送风温差8℃，送风速度1.5m/s，经计算室内当量温度为18.4℃；工况2的送风温差6℃，送风速度2m/s，室内当量温度为17.7℃；工况3的送风温差4℃，送风速度3m/s，室内当量温度为17.1℃；室内设计温度为20℃时，工况4的送风温差4.33℃，送风速度3m/s，室内当量温度为19℃；工况5的送风温差3.25℃，送风速度4m/s，室内当量温度为18.8℃；工况6，送风温差2.6℃，送风速度5m/s，室内当量温度为18.7℃。说明在一定的室内设计温度下，送风温差越大，当量温度越高。（2）在规范规定的送风温差下，当室内设计温度为18℃时，采用大温差送风的当量温度更接近最佳热当量温度18.5℃，热舒适性更好，而室内设计温度为20℃时相反，采用送风小温差送风的当量温度更接近最佳热当量温度18.5℃，热舒适性更好。（3）在室内设计温度为18℃时，采用6℃温差送风，其当量温度为18.4℃，在室内设计温度为20℃时，采用2.6℃温差送风，其当量温度为18.7℃，两者热舒适性相当，所以采用室内设计温度18℃时，大温差送风节能效果明显。建议冬季室内设计温度选取18℃，大温差送风。

作者：李异马建平魏朝晖单位：西安航空学院中交第一公路勘察设计研究院有限公司