夏热冬冷地区由于冬季湿冷,室内热环境条件恶劣,且这一区域并无集中供暖,因此为了保障正常的学习和工作,热泵空调被广泛用于办公建筑的冬季供暖。热泵空调多采用直膨式末端,末端型式主要有嵌入式、壁挂式和风管式,安装在房间上部或顶部。其中嵌入式末端安装在房间的吊顶内,进风和出风的面板嵌入顶板,不占用建筑室内空间,外形也更加美观,故该类型的空调器应用广泛,在办公建筑中尤为常见。但是嵌入式末端制热运行时,热空气上浮不仅导致室内环境上热下冷,若通过现有的导流叶片的调节来改善竖向温度分布又会造成吹风感,使人体感觉不适;而且由于送、回风口距离较近,较其他末端形式更容易发生气流短路,冬季供暖时,热风停留在上部空间,导致气流短路问题更加严重,能量得不到有效利用。如何改善这一地区使用嵌入式末端空调供暖的热环境并且有效抑制气流短路,提升能源的利用效率,是值得深入研究的问题。为此,本课题提出在不改变现有嵌入式末端形式的基础上,在送风口一侧加入一种新型式的导流板,改变送风的导流方式,以实现送风与顶板以及侧墙的贴附,从而在保留嵌入式末端既有优势的情况下,增加贴附射流的优点。本文以一个顶部装有嵌入式末端的狭长型办公室为研究对象,其长×宽×高分别为6.6m×3.3m×3.2m。首先通过1:2的缩尺模型房间的实验证实了本文提出的末端改进方案的可行性,在CFD模拟软件中建立了该实验房间的模型,并以实验测试数据验证了数值模拟方法的正确性。然后使用验证过的数值模拟方法对原尺寸房间进行了供暖模拟,分析了嵌入式空调末端在新型导流板下的气流流动特性和影响送风贴附效果的因素。结果表明导流板离天花板越近,越有利于形成顶板贴附,且射流方向上导流板的宽度对射流送出后形成的顶板贴附效果也有较大影响,20cm被认为是较为合适的宽度。接着对影响房间热环境的因素:导流板的竖向板高度、导流板形状、送风温度、送风速度也分别进行了模拟分析和对应的气流组织评价。结果表明加入新型导流板后,送风气流在形成较好的顶板贴附并且不采用较高送风温度的情况下,能够有效改善室内工作区的温度均匀性和提高能量的利用效率。在综合比较分析各因素的影响后,提出的一种能营造出舒适的室内环境的工况组合为:导流板形状为矩形、导流板的竖向高度为10cm、送风温度为307K、送风速度2.5m/s。设计的最终目的是为了应用。为了观察嵌入式末端加入新型导流板后的实际使用情况,建立了有桌椅、沙发等家具的实际房间模型进行模拟。结果表明室内陈设的阻碍会导致气流分布不均匀,位于壁面贴附区域的家具会影响贴附效果且加剧气流短路现象,但室内工作区速度场均匀,所有测点的速度均＜0.2m/s。针对该办公室,由于其6.6m的长度远大于3.3m的宽度,属于狭长型房间,这一类型的房间在家具布置时,工作区域和休闲区域一般是相对独立的,因此考虑将嵌入式末端朝工作区域移动,并在出风口处进行优化,只保留宽度方向的两个出风口。结果表明,优化后的办公室在人员工作区域的竖向温差仅为2.48℃＜3℃,能量利用系数达到0.904,ADPI值为80.5%＞80%,所有评价指标均优于目前嵌入式末端的实际使用情况。综上所述,本文初步研究了嵌入式末端在新型导流板下的送风气流流动特性以及送风效果,为改善夏热冬冷地区使用嵌入式末端的办公房间冬季供暖问题提供了适宜的技术方案,对其他应用场景、其他供热末端亦或是其他地区都具有一定的参考价值。