通风效率在通风量计算中的应用

论述了室内空气品质的基本控制方法，分析了通风效率、室内污染源分布对工作区空气品质的影响，推出了两层分布模型中工作区污染物浓度或通风量的计算公式，并分析了采用实验方法确定房间通风效率的理论依据。     

换气量对地板送风房间可吸入颗粒物浓度的影响

可吸入颗粒物浓度是影响室内空气品质的重要因素.为了研究地板送风空调系统室内空气品质,分析了室内可吸入颗粒物浓度影响因素,建立了关于颗粒物浓度的模型,求出其分析解,并提出"颗粒物浓度准稳定时间"因子作为反映房间颗粒物浓度衰减速度的参数.基于该模型的解析结果,发现换气量是通风时对房间颗粒浓度最重要的影响因素.在一间地板送风全比例模型房间内进行了实验,实验验证了所建立的模型能正确有效地预测可吸入颗粒物浓度的变化.结果表明:加大换气量可以使地板送风空调系统室内可吸入颗粒物浓度降低且颗粒物浓度准稳定时间缩短.     

基于Airpak的夏季空调室内热环境数值模拟研究

基于Airpak软件,选用室内零方程湍流模型对一夏季空调办公室内热环境进行了三维数值模拟,得到室内气流组织下的流场、温度场分布.采用PMV-PPD与空气龄指标对室内人员热舒适性及空气品质进行了评价,并通过测试室内温度、风速参数,验证了数值模拟结果的准确性.研究表明:对于分体式空调器房间,气流组织分布与空调器的安装位置、室内设备的摆设以及室内人员的分布有关,不同的气流组织将形成不同速度场和温度场.室内温度场分布在水平方向比较均匀,在垂直方向产生明显的温度分层;室内零方程湍流模型能准确快速模拟空调通风房间气流组织分布,PMV-PPD与空气龄指标能对人体热舒适及空气品质进行数值预测与评价,为房间空调器送风温度、速度参数的合理设定提供参考依据;热环境数值模拟对空调系统的气流组织设计、运行调节具有重要的指导意义.     

夜间通风实验及计算研究

将夜间通风视为阶段性通风,利用自然通风室内温度计算方法,得到求解夜间通风建筑室内温度的求解模型.对两房间进行夜间通风实验,监测室内温度,比较了换气时间及夜间通风换气次数对夜间通风效果的影响.利用夜间通风室内温度计算模型对实验工况进行计算,将实验测试温度与数学分析数据进行了比较,结果显示两者较为吻合,证明该夜间通风室内温度计算模型具有一定的工程适用性.     

单室火灾的燃烧特性

通过实验研究火源功率及单室的通风状况对单室室内火灾燃烧时的温度变化及分布、烟气流动特性及气体成分的变化影响。结果表明:在全封闭情况下,热烟气以垂直流动为主,且随着热烟气的流动,室内温度逐渐升高,O2浓度逐渐降低。边界层不稳定导致的火焰振荡使热烟气层的最高温度出现在距离单室顶部70～80 cm处。火源功率越大,室内温度升高越快,升温幅度越高,火焰脉动进一步加剧,火焰偏移越大。在单室通风口打开的情况下,热烟气以水平流动为主,室内O2浓度和CO浓度变化不大,而以通风口上沿为界,温度分布呈现明显的上下2层。     

不同通风条件下办公室火灾时温度场研究

为得到较为真实的火灾时某钢结构办公室的空气温升曲线,利用FDS(Fire Dynamics Simulation)软件进行数值模拟,研究了通风条件的改变对其温度场的影响,最终得到最危险时室内空气的温升曲线.结果表明:通风口可以加速火灾发展,室内热释放速率增大、温度增高.当房间门窗打开时,室内温度达到最大值,为最危险情况,在此情况下模拟得到的空气温升曲线与标准温升曲线ISO834有较大差异.为更加真实反映室内温度分布,将房间进行区域划分,得到了不同区域的温升曲线.     

置换通风系统送风设计参数的确定

针对目前我国指导置换通风实际工程设计的具体规范标准相对缺乏、详细的工程设计参考数据不足这一问题,进行了理论与实验研究.建立了理论计算模型,利用所建模型对置换通风系统进行了数值模拟,通过实验验证了模拟结果的准确性,证明所建模型是正确的,可以作为后续分析的基础.确定了能够反映置换通风特点的几个参数指标,包括热力分层高度、通风效率、房间垂直温度梯度、工作区温度和工作区风速等.为了方便工程应用,定义了热源热指标的概念.根据热源热指标设计了研究工况,利用数值模拟方法重点研究了热源参数和送风参数对室内空气环境舒适性的影响,得出了热源参数和送风参数的设计取值范围,并对热源分散性的影响提出了设计参数的修正方法.所得结论可供置换通风系统设计及应用校核参考.     

热压自然通风房间的瞬态污染状况分析

热压自然通风向稳态发展的过程中室内空气污染状况必然会不断变化.在热压自然通风瞬态模型的基础上,给出了自然通风的污染物输送模型,理论分析了典型条件下通风房间内污染物浓度的瞬变过程,讨论了主要因素对室内瞬态污染物浓度的影响.研究表明,室内热空气层的污染物浓度和原有冷空气层的污染物浓度均是先升高后降低,且前者的最高值大于后者.增大热源浮升力通量或有效通风面积、减小房间面积或房间高度均可以加速室内污染物浓度的变化,但是增大热源浮升力通量或减小房间面积对污染物浓度的峰值没有影响,而增大有效通风面积或减小房间高度却会使污染物浓度峰值升高.     

自然置换通风对温暖房间内污染物的冲刷效应

针对室内初始温度高于室外温度房间的典型自然置换通风情形,在瞬态通风理论模型的基础上,给出了室内污染物守恒方程,并进行数值求解,分析了瞬态通风过程对室内污染物的冲刷效应.结果表明:通风过程中,室内原有热空气层和上部新形成的热空气层的污染物浓度均逐渐降低,且前者下降速度较快;室内初始温度较高时,热源浮升力通量较大,在有效通风面积较大或房间面积较小的条件下,室内原有热空气层和上部热空气层的污染物浓度均较低;房间高度仅影响室内上部新形成热空气层的污染物浓度,且高度越低,该空气层的污染物浓度衰减越快.     

变压器室3种通风散热方案模拟研究

基于计算流体动力学(CFD)建立了变压器室通风散热系统模型,采用标准k-ε湍流模型对室内变压器的通风散热特性进行了数值模拟研究,获得了室内气流组织的流场、温度场和空气龄的分布规律。探讨了不同的送风方式、风机的使用对室内变压器散热的影响,用空气龄指标对变压器室的通风散热效果进行了评价。研究结果表明:散热器底部使用风机不仅提高了室内的换热效率,改善了室内的散热特性,而且降低了进风口位置设置的要求,提高了进风口布置的灵活性;空气龄与空气的流动和扩散有关,综合反映了房间的通风换气效果,可作为反映室内温度场、速度场分布情况的一个综合评定指标。     

地板送风室内温度分布预测模型

为了研究地板送风方式下有冷却壁面的房间的室内温度特性,本文对常用的多区热质平衡模型作了些修改.修改后的多区热质平衡模型包括3个模块,即壁面流模块、热羽流模块和热移动模块.该模型综合了墙体热传导、壁面对流热交换以及内部控制体之间的对流热交换过程.并通过典型实验验证了该区域模型的可靠性.研究表明:(1)室内外温差越大,壁面下降流越显著且流量越大;(2)下降流影响房间内温度分布且破坏了地板送风房间的温度分层特性;(3)预测值与实验值有着良好的一致性,因此该模型可用来预测具有冷却壁面的地板送风房间温度分布.     

用CFD方法改进室内非等温送风气流组织设计

用合理的湍流模型和风口模型模拟非等温送风室内空气流动情况,并用一个非等温送风的实例进行了验证．然后利用该湍流和风口模型对一个工程实例非等温送风的室内空气速度场、温度场进行数值模拟,同时也给出利用传统射流理论的分析结果与之比较,借此分析当前室内非等温送风设计中通常存在的“冷风下坠”和“热风上浮”问题,指出传统射流设计方法的不足,从而提出一种利用CFD方法改进非等温送风气流组织设计的方法,并将其应用于中所提工程实例以说明该思路是可行的．     

静压箱对地板送风气流组织与温度分层的影响

研究了地板送风系统在办公室的应用效果,重点考虑了静压箱对室内空气流动和热力分层效果的影响.首先通过现场实测得到有静压箱存在时室内的实际温度分层效果,然后采用数值模拟的方法定量分析了静压箱内得热对室内热环境的影响.发现静压箱内的空气温升承担了约40%左右的室内冷负荷,导致送风温度偏高,室内温度分层特性衰减,人员工作区整体温度升高,增大送风量会进一步减小竖直温度梯度.应当重视静压箱对室内热平衡和流场、温度场的影响,做好架空地板的防漏和保温措施,才能充分发挥地板送风的优势.     

Investigation into the energy consumption of a data center with a thermosyphon heat exchanger

A data center test model was used to analyze the energy dissipation characteristics and energy consumption of a data center.The results indicate that adequate heat dissipation from a data center cannot be achieved only from heat dissipation through the building envelope during Beijing winter conditions.This is because heat dissipation through the building envelope covers about 19.5% of the total data center heat load.The average energy consumption for an air conditioner is 4 to 5 kW over a 24-h period.The temperature difference between the indoor and outdoor air for the data center with a thermosyphon heat exchanger is less than 20°C.The energy consumption of the thermosyphon heat exchanger is only 41% of that of an air conditioner.The annual energy consumption can be reduced by 35.4% with a thermosyphon system.In addition,the effect of the outdoor temperature on the en-ergy consumption of an air conditioner is greater than the indoor room temperature.The energy consumption of an air conditioner system increases by 5%to 6%for every 1°C rise in the outdoor temperature.     

室内空气流动过程的模型实验研究

为了分析在不同的进风位置、射流方向以及进风温度条件下,房间壁温对室内空气流动的影响,在缩小模型实验的基础上,利用流动可视化和定量测量相结合的办法测量了不同工况下室内的空气流动形态、速度以及模型整体换热情况。结果表明:壁温恒定时,进风温度的降低引起水平进风方式的自由射流区缩短;垂直进风方式下射流形成的涡的中心位置向壁面靠近;中间垂直进风方式下射流向左侧偏转;右侧垂直进风方式下射流向右侧壁面偏转;同时浮升力引起的自然对流作用增强,换热温差加大,提高了围护结构漏热量。     

考虑机房气压模型的通信机房通风节能控制系统

设计了一套新型通信机房通风节能控制系统.系统通过控制模块检测室内外温度的变化,采用智能模糊算法对机房环境温度进行动态调节,将室外低温空气经过处理后吸入通信机房以这到节能目的.同时考虑机房气压模型,有效规避了机房空气压力过高过低的风险.实践证明该系统能大幅度降低能消耗,节约运行成本,延长空调使用寿命.     

室内沙疗室实验阶段气固耦合热环境的数值模拟

研究室内沙疗室实验阶段空气和沙体间热量传递规律。运用计算机流体力学(CFD)技术建立了室内沙疗室实验阶段三维热物理模型及数学模型,应用Fluent软件计算了沙疗室内气固耦合传热问题,数值模拟与实验验证了空气和沙体温度场的变化。结果表明模拟与实验中空气和沙体的温度场变化规律吻合良好;与吐鲁番沙疗场相对照,模拟得到了适宜室内进行沙疗的温度稳态层及其埋沙深度;通过单口热压自然通风使室内沙疗室的空气热环境具有一定的热舒适度。因而,室内沙疗室可提供沙疗所需温度且相对舒适的热环境,为进一步完善室内沙疗系统的设计提供理论和实践依据。     

室内环境参数对室外气象参数瞬时变化的动态响应研究

为研究空调房间室内环境参数对室外气象参数瞬时变化的动态响应,采用CFD中的标准k-ε模型对兰州地区某办公室在考虑非稳定传热情况下的室内气流组织和污染物浓度场进行数值分析,获得了顶送风/下回风和侧送风/下回风两种通风模式下室内流场、温度场及污染物浓度场的分布。结果表明:不同时刻的太阳辐射通过激励室内自然对流换热过程对室内污染物的空间分布及迁移特性产生了显著影响。同一送风模式下,16:00时室内的污染物浓度较8:00时均匀,而8:00时的污染物浓度平均水平较高;在同一送风参数下,采用顶送风方式时更有利于降低室内污染物浓度。     

Experimental Investigation on Local Air Age and Air Distribution of Stratum Ventilation

Because of the multiple problems on high energy consumption and unbalanced thermal comfort caused by the traditional ventilation system,a new concept of ventilation-stratum ventilation has been proposed,which sends the fresh air to the breathing zone directly.In this paper,the local air distributions of the displace-ment ventilation and the stratum ventilation in a model office were measured.The air ages in the breathing zone for the displacement ventilation and stratum ventilation were compared with the tracer gas concentration decay method.The decay curves of tracer gas concentration for these two ventilation systems in the breathing zonewere obtained, and the air ages were calculated.The experimental results show that the stratum ventilation sys-tem can offer lower air age for four mechanically ventilated cases in the breathing zone,and it can also provide better thermal comfort,which renews the air of breathing zone more quickly and reduces the energy consump-tion in some degree.The experimental investigation provides a theoretical basis for the application of stratum ventilation system.     

基于热舒适的层式通风脉动送风参数优化

脉动送风耦合层式通风,可以在保证良好能效和空气品质的前提下,进一步改善人体热舒适.建立和验证了脉动送风耦合层式通风的室内三维(CFD)模型,计算了26组工况.基于实验验证的动态热舒适评价指标,即时间平均预测平均投票(TAPMV)和时间平均吹风感(TAPD),分析了脉动送风参数(周期总时长、高速期与低速期时长之比、送风速度)对热舒适的影响.利用多目标优化TOPSIS方法可知,当周期总时长为300 s,高速期时长与低速期时长之比为1,高速期的送风速度为1.95 m/s,低速期的送风速度为1.05 m/s时,热舒适综合评价最优.