建筑中庭冬季空调气流组织影响因素的研究

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近年来,建筑行业在我国得到迅速的发展,各式各样的建筑进入人们的视野。然而,建筑业高速发展的背后,带来的却是巨大的能源消耗。据统计,我国目前的建筑能耗约占社会总能耗的27.6%左右,而其中供暖空调能耗占建筑能耗的60%以上。对于具有高大空间的建筑中庭来说,其室内的气流组织及热舒适度一直是暖通界研究的热点,而随着全球性的能源危机,节能问题也成为业界关注的热点。因此,既能满足室内人体热舒适度的要求,又能降低建筑物的能耗成为学者关注的焦点。本文以建筑中庭冬季空调系统为研究对象,利用GAMBIT软件建立相应的几何模型并进行网格划分,同时采用FLUENT软件对中庭冬季空调的气流组织进行模拟。物理模型采用湍流模型,模拟方程采用两方程k-ε模型和标准SIMPLE算法,边界条件设置为第二类壁面边界条件。本文模拟了中庭冬季空调在不同送风角度、送风速度、送风温差及送风口高度等影响因素下,温度场及速度场的变化情况,并对工作区的热舒适度进行了分析。采用权重系数法对不同工况的气流组织进行了综合评定,完善了中庭气流组织的评价体系。模拟分析表明:该建筑中庭冬季空调的送风角度在20°~300之间,工作区热舒适性较好,在此范围内增大送风角度,有利于能量利用系数的提高。送风速度在3.5m/s-5.5m/s之间,工作区热舒适度较好,能量利用系数较大;送风温差由4℃增大至8℃时,工作区热舒适度变化不大,能量利用系数有所减小。送风温差增大到10℃时,工作区热舒适度变差,能量利用系数减小;送风口高度为4m时,工作区热舒适度较好,送风口高度增大至6m、8m时,工作区热舒适度变差,能量利用系数减小。采用权重系数法,对不同工况的气流组织进行了综合评定。综合热舒适度及节能两方面的评定结果,确定送风角度30°、送风速度5.5m/s、送风温差8℃、送风口高度4m为该建筑中庭的最佳送风参数。
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