某商场中庭夏季制冷通风模拟研究

以北京某商场的中庭为研究对象,通过CFD技术对不同工况下的气流组织情况进行数值计算,建立对空调区域送风的速度、角度、温度以及PMV、PMD等方面的仿真模拟,对各种方案的可行性和合理性进行分析研究,为此类中庭夏季空调系统的设计提供参考依据。     

夏季商场中庭气流组织的数值模拟

以西安某国际大厦商场中庭气流组织为研究对象,采用Airpak软件建立了物理模型,在k-ε紊流方程下建立数学模型,并进行数值模拟。通过建立数学物理模型,直观显示其设计结果。同时,建立对空调区域内温度场、速度场的仿真模拟,并对其可行性和合理性进行分析研究,为商场大空间空调系统的设计开发提供参考依据。     

商场中庭热环境控制设计及运行监测数据分析

本文为解决高大空间常见的垂直方向温度梯度大、夏季冬季均有顶层过热和底层过冷的问题,以某大型商场中庭为例,在设计阶段采用控制上热下冷问题的有效措施,包括控制天窗太阳辐射、控制建筑围护结构气密性、优化中庭空调末端设计三方面。在运营阶段通过中庭热环境在线监测数据分析,发现中庭各层温度分布较为均匀,基本未出现上冷下热的问题。可见在本文中所采取的方法可有效解决商场中庭高大空间温度梯度分布不合理的问题。     

大中型商场空调负荷影响因素的探讨

以某商场为例，通过计算分析，对影响商场空调负荷的室内参数、客流量、新风量、室外参数等因素进行探讨。这些参数的选取对空调负荷都有不同程度的影响，在选取时应慎重考虑。     

过渡季节隔板式工位空调房间气流组织的数值模拟

现代办公楼由于室内发热设备增多,部分房间在过渡季节也需要制冷,传统空调按夏季工况设计选用的设备容量较大,不能适应过渡季节小负荷运行的需要。工位空调是一种人性化的空调形式,直接将新鲜空气送到人的呼吸区,在过渡季节通过工位空调,充分利用室外新风消除室内负荷是一种可行的空调方式。利用CFD仿真软件对一间使用隔板式工位空调办公室的过渡季节的温度场、速度场进行仿真,得出了空气温度、流速的分布图,并对模拟房间进行了实验测试,对模拟结果与实测结果进行了分析比较。分析结果表明模拟值与实测值的吻合度较好,认为该空调房间的气流组织是符合要求的。最后指出,仿真应该和实验有机的结合起来,才能更有效的解决专业问题。     

基于Airpak的船舶空调舱室热环境数值模拟

选择某船舶夏季空调舱室为研究对象，为了探究舱室中的船员是否处于热舒适良好的环境中，运用Airpak软件对船舶空调舱室进行模拟，并对船舶空调舱室中X=3 m、Y=1.2 m两个截面进行重点研究，对其中影响两位船员热舒适度的因素如室内空气温度、压力、速度、PMV-PPD以及空气龄进行重点分析。研究表明，船员所处环境热舒适性良好，符合设计要求和规范，模拟结果能够为类似的船舶空调舱室设计和改良提供参考。     

太阳能溶液除湿空调系统的室内热舒适性模拟

结合高温高湿地区的气候特点,设计一种新型的太阳能溶液除湿空调系统,并通过CFD模拟软件Airpak对采用太阳能溶液除湿空调系统的室内舒适性进行模拟分析。模拟主要是在稳态的情况下采用对比分析的方法对同一房间分别采用太阳能溶液除湿辐射空调系统和传统一次回风空调系统进行模拟,对比分析使用这2种空调系统的室内热舒适环境,主要包括室内温度、湿度和风速。结果表明:模拟房间1人体活动区域内温度基本保持在约26℃,相对湿度在55%～60%之间,风速在0.05～0.15 m/s之间,温度和相对湿度分布较为均匀,无吹风感,热舒适性较强;而模拟房间2人体活动区域内温度基本保持在约24℃,相对湿度在40%～80%之间,风速在0.3～0.5 m/s之间,温度和相对湿度分布的均匀性较差,有吹风感,热舒适性较差。设计的太阳能溶液除湿空调系统的室内温度、湿度及速度均分布均匀、波动小且都在相应的舒适区内,室内速度场及室内热湿环境比传统空调系统优越,克服了传统溶液除湿空调系统在热湿地区的应用限制,且可充分利用热湿地区丰富的太阳能等可再生能源,并为高温高湿地区空调系统的节能改造提供一种有益参考。     

中庭大空间分层空调CFD模拟研究

以国家电网公司客户服务中心北方基地工程研发楼二中庭为研究对象,运用CFD商用计算软件Fluent Airpak3.0,结合PMV-PPD指标对其分层空调方案热舒适性和气流组织进行模拟研究,结果表明分层空调设计方案应用于高大空间建筑,不仅能保证工作区合理的气流组织设计与热舒适性,而且对降低初投资、节省运行费用、建筑节能有重大意义。同时,该模拟研究对高大空间建筑空调系统节能与优化设计具有重要的指导意义。     

某门店夏季不同状态下空调舒适度数值模拟研究

运用零方程模型对某店面的气流组织和舒适性进行数值模拟,利用有限容积法和SIMPLE算法对微分方程进行离散求解,研究了室内空气温度云图、PMV云图和PPD云图分布规律。模拟结果表明:在夏季该店面的空调系统在3种不同情况下均能满足健康、舒适和节能等方面的要求。CFD技术可预测室内气流组织、热舒适性及为空调系统优化设计方案提供理论依据和科学指导。     

北京地区商场空调系统冬季新风节能新思路

北京地区大型商场空调系统一般为典型的夏季制冷、冬季供热设计,而由于室内照明及商品照明负荷大、持续时间长,商场人员相对密集、人体的全热负荷大等因素,商场实际大部分营业区冬季温度普遍偏高,冬季非但不需供热,反而有时要制冷,     

自然通风房间热环境的耦合模拟计算方法

分析了自然通风房间的自然通风量和室内空气温度的相互影响作用关系,采用宏观计算模型,建立了自然通风系统和建筑热过程系统的耦合影响作用模型,通过计算结果和实测值的对比,证明该模型提供了一种可以较为准确地模拟自然通风房间热环境的方法。     

基于Gibbs自由能最小化原理模拟生物质流化床气化

基于能质平衡和吉布斯(Gibbs)自由能最小化原理,选择松木屑和麦秆两种生物质,利用化工商业化软件ASPEN PLUS模拟生物质流化床气化过程,并结合试验数据验证模拟结果的准确性。在此基础上考察了高温、原料含水率大范围变化等试验中较难实现的操作对气化的影响。模拟结果表明,搭建的气化模型能较好地模拟生物质气化过程,对生物质气化试验与工程放大具有一定的参考价值。     

严寒地区单体建筑太阳能-相变墙系统蓄热特性研究

利用太阳能对水加热并通入相变墙进行蓄热,对减少严寒地区单体建筑供热能耗有重要意义。以大庆市某单体建筑为例,结合该地区太阳能分布特点及建筑热负荷大小,对适用于该地区的太阳能-相变墙系统进行集热与储热能力计算,并采用CFD方法研究单一工况下该系统的热工变化规律及不同热水参数、换热管规格对相变墙蓄热特性的影响。结果表明：该相变墙热稳定性良好,但受自然对流影响,底部相变材料熔化较慢;管径DN25、入口流速0.3m/s、供水温度310.15K、回水温度309.15K、管间距107mm可使相变材料在4小时内完成蓄热,平均节能率为31.8%。研究结果可望为降低严寒地区建筑供热能耗提供新思路。     

On the performance of buildings coupled with earth to air heat exchangers

The use of earth to air heat exchangers has gained an increasing acceptance during the recent years. However, there is a lack of calculation models coupling the performance of the exchangers with the building. The present paper deals with the development of a new integrated method to calculate the contribution of the earth to air heat exchangers to reduce the cooling load of the buildings. The method is based on the principle of balance point temperature and permits the calculation of the hourly value of the balance temperature of the building as well as the daily cooling load of the building and the contribution of the buried pipes. An extensive validation procedure has been followed using data from an extended version of TRNSYS including detailed routines to simulate dynamically the performance of earth to air heat exchangers. It is found that the method is of sufficient accuracy and, therefore, can be used during the predesign and design phase for the dimensioning of the buried pipes.     

夏季大空间屋顶节能喷淋器的实验研究

针对大空间建筑模型进行喷淋效果实验,通过实验得到以下结论:由于Low-E玻璃材料在夏季具有较强的温室效应,未喷淋时,屋顶内表面平均温度为56.8℃,与环境平均温差为21.9℃,增加了空调的能耗。彩钢板屋顶具有较好的保温性能,未喷淋时,屋顶内表面平均温度为40.6℃,模型内部空间平均温度为38.9℃,该温度远低于Low-E玻璃模型温度,能耗比Low-E玻璃模型小。喷淋时,Low-E内层温度比外层温度低约5.4℃;彩钢板内外层温度在喷淋时两者相差不大,仅为0.5℃,喷淋对Low-E玻璃屋顶空调节能意义明显。     

Simulation of interaction between high-temperature process and heat emission from electricity system in summer

During the hot summer season, using electricity systems increases the local anthropogenic heat emission, further increasing the temperature. Regarding anthropogenic heat sources, electric energy consumption, heat generation, indoor and outdoor heat transfer, and exchange in buildings play a critical role in the change in the urban thermal environment. Therefore, the Weather Research and Forecasting (WRF) Model was applied in this study to investigate the heat generation from an indoor electricity system and its influence on the outdoor thermal environment. Through the building effect parameterization (BEP) of a multistorey urban canopy scheme, a building energy model (BEM) to increase the influence of indoor air conditioning on the electricity consumption system was proposed. In other words, the BEP+BEM urban canopy parameterization scheme was set. High temperatures and a summer heat wave were simulated as the background weather. The results show that using the BEP+BEM parameterization scheme of indoor and outdoor energy exchange in the WRF model can better simulate the air temperature near the surface layer on a sunny summer. During the day, the turning on the air conditioning and other electrical systems have no obvious effect on the air temperature near the surface layer in the city, whereas at night, the air temperature generally increases by 0.6 ℃, especially in densely populated areas, with a maximum temperature rise of approximately 1.2 ℃ from 22:00 to 23:00. When the indoor air conditioning target temperature is adjusted to 25–27 ℃, the total energy release of the air conditioning system is reduced by 12.66%, and the temperature drops the most from 13:00 to 16:00, with an average of approximately 1 ℃. Further, the denser the building is, the greater the temperature drop.     

基于分区建模的大空间分层空调负荷随分层高度变化的研究

以某坡屋顶大空间建筑为研究对象,利用eQUEST软件,提出了空调区和非空调区分区的建模方法,依据所建模型分析全室空调和不同分层高度时夏季分层空调峰值冷负荷特性.模拟结果表明,分层空调形式的负荷比全室空调的减少30%以上,夏季空调峰值负荷随分层高度增加近似线性增加.比较模拟负荷与常规分层空调负荷计算结果发现,两者相对误差小于3%,说明基于动态能耗模拟软件分区模拟大空间分层空调负荷的方法合理.     

燃尽风对炉内流动和燃烧过程影响的数值模拟

燃尽风作为降低锅炉NOx排放浓度的一个措施已在我国得到逐步推广应用。应用数值模拟方法，对1台600MW对冲燃烧煤粉锅炉，在满负荷下燃尽风对炉内流动、燃烧和传热过程的影响开展了研究工作。应用混合分数／概率密度函数法模拟湍流燃烧，用P-1辐射模型开展辐射传热模拟，利用拉格朗日／欧拉法处理气固两相间的动量、质量和能量交换，对挥发份的析出采用单步反应模型，采用动力／扩散反应速率模型模拟煤粉颗粒的表面燃烧。研究发现：一方面，燃尽风的应用改善了炉内气流的充满情况，延迟了煤粉燃烧过程氧气的供应，加强了炉内的还原性气氛，降低了炉内最高火焰温度，有利于降低NOx排放浓度；但另一方面。燃尽风的应用将导致煤粉燃烧效率下降。     

单栋建筑室外热环境的模拟计算方法

建筑室外热环境模拟计算是住区微气候研究的重要内容。本文提出了将求解建筑物和周围下垫面的热平衡方程组与室外空气场的CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟计算相结合的方法,解决了空气场计算时间步长与建筑物以及下垫面计算时间步长不一致的问题。并提出将下垫面温度简化为逐时太阳直射区域温度和日影区域温度的方法,降低了CFD计算的复杂程度。该数值方法可以得到在自然条件作用下,建筑物表面和下垫面表面的逐时温度及空气温度与流动情况。计算结果与实验结果吻合较好,说明所提出的计算方法是有效的。     

建筑墙体热、湿及空气耦合传递

为了研究建筑墙体的热质耦合传递规律，该文考虑了太阳辐射的影响，建立了在第三类边界条件下建筑墙体非稳态热、湿及空气渗透耦合传递的物理及数学模型，开发了相应的数值模拟计算软件。给出了墙体热、湿及空气耦合传递时各部位模拟计算温度随时间的变化曲线及不同使用年限湿容量沿墙体厚度的分布规律，并将墙体的模拟计算结果与现场实测热流及温度进行了对比分析。